Преобразователь периода следования импульсов в напряжение

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 22.01.79 (21) 2716531/26-21 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений м открытий(54) ПРЕОБРАЭОВАТЕЛЬ ПЕРИОДА СЛЕДОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ В НАПРЯЖЕНИЕ.Изобретение относится к электрическим измерительным преобразователям; в частиости, к преобразователям периода следования импульсов в напряжение и может быть использовано в 5 автоматизированных системахуправления и контроля.Известен преобразователь периода следования импульсов в напряжение, содержащий два накопительных элемен О та, шунтированных ключами, устройство линейного заряда накопительных элементов и элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам накопительных элементов 13, 15Его недостатком является пониженная точность преобразования.Известен преобразователь периода следования импульсов в напряжение, содержащий источник разнополярного 20 эталонного напряжения, сумматор,и входной триггер, счетный вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а нулевой и единичный выходы подключены к входам первого и 25 второго каналов Формирования линейно-изменяющегося напряжения, каждый из которых содержит счетный триггер, интегратор с компенсатором постоянно 11 составляющей, вход которого со единен с источником разнополярногоэталонного напряжения через переключатель, управляющий вход которогоподключен к единичному выходу счетного триггера, и инвертор, вход которого подклвчен к"выходу-интегратора-,причем выходы инвертора и интегратора подключены через первый и второйключи соответственно к входу сумматора 2 .При использовании в данном устройстве диодных ключей оно не обеспечивает высокую тбчноСть преобразованиявследствие влияния падения напряжения на диодах. При использовании же1высокоточных ключей, имеющих управляющий вход, недостатком устройства является пониженная надежность, таккак при случайном сбое одного изсчетных триггеров нормальная работаустройства нарушаетсяЦель изобретения - повышение надежности преобразователя,Поставленная цель достигается тем,что в известном преобразователе периода следования импульсов в напряжение, содержащемисточник разнополярного эталонного напряжения, сумматор и входной триггер, счетныйвход которого соединен с входной шиной преобразователя, а нулевой и единичный выходы подключены к входам первого и второго каналов формирования линейно-изменякицегося напряжения, ,каждый из которых содержит счетный триггер, интегратор с компенсатором постоянной составляющей, вход которого соединен с источником разнополярного эталонного напряжения через переключатель, управляющий вход которого подключен к единичномувыходу счетного триггера, и инвертор,вход которого подключен к выходу интегратора, причем выходы инвертора и интегратора подключены через первый и второй ключи соответственно к входу сумматора, единичный выход счетного. . триггера второго канала соединен с синхронизирующим входом счетного триггера-первого канала, управляющий вход первого ключа каждого канала со: единен с единичным выходом счетного триггера противоположного канала, а управляюций вход ключа каждого канала соединен с нулевым выходом счетного триггера противоположного канала.На Фиг. 1 приведена структурная электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобразователя.Устройство содержит входной 1, счетные триггеры 2 и 3, источник 4 разнополярного напряжения, переключатели 5 и 6, интеграторы 7 и 8,инверторы 9 и 10, ключи 11 и 12, формирователи 13 и 14 коротких импульсов, электронные"ключи 15-18 и сумматор 19.Выход источника преобразуемогосигнала соединен с входом входноготриггера 1, единичный выход которого соединен со входом счетного триггера 2 первого канала Формирования линейно-изменяющегося напряжения, а нулевой выход соединен со входом счетноготриггера 3 второго канала Формирования линейно-изменяющегося напряжения. Единичный выход триггера 2 соединен с управляющим входом переключа. теля 5, выход которого подключен к входу интегратора 7, а единичный выход триггера 3 соединен с управляющим входом электронного ключа б,выход которого подключен к входу интегратора 8. Входы переключателей 5 и6 подключены к источнику 4 разнополярного эталонного напряжения. Выход интегратора 7 соединен с входом инвертора 9, а выход интегратора 8 соединен с входом инвертора 10. Крометого; выход интегратора 7 соединен с входом через шунтирующий кхпоч 11,управляющий вход которого через формирователь 13 коротких импульсов сое.динен с единичным выходом счетного триггера 3, а выход интегратора 8 спомощью шунтирующего ключа 12 соединен с входом, причем, управляющий 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 б 5 вход шунтирующего ключа 12 через Формирователь 14 коротких импульсов соединен с единичным выходом триггера 2, Ключ 11 и Формирователь 13 коротких импульсов образуют конденсатор постоянной составляющей интегратора первого канала формирования линейноизменяюцегося напряжения, а ключ 12 и Формирователь 14 коротких импульсов - компенсатор постоянной составляющей интегратора второго канала. Выходы интегратора 7 и инвертора 9 через ключи 15 и 16 соединены с входом сумматора 19, причем, управляющий вход ключа 15 соединен с единичным выходом триггера 3, а управляющий вход ключа 16 соединен с нулевым выходом триггера 3. Аналогично, выходы интегратора 8 и инвертора 10 через суммирующие ключи 17 и 18 соединены с другим входом сумматора 19. Управляющий вход ключа 17 соединен с единичным выходом триггера 2, а управляющий вход ключа 18 соединен с нулевым выходом триггера 2.О - входной сигнал, О и О -соответственно, сигналы единичйого и нулевого выходов триггера 1, О и О - сигналы единичных выходов триггеров 2 и 3 соответственно, О - О, О- О - выходные сигналы соответствуюцих элементов блок-схемы(фиг.2)Преобразователь работает следующим образом.На счетный вход триггера 1 поступает преобразуемый сигнал, переключает его и преобразуется на его выходе в грямоугольный сигнал.Полученные импульсы с единичного выхода триггера 1 поступают на счетный вход триггера 2 и переключают его, а импульсы с нулевого выхода триггера 1 поступают на счетный вход триггера 3 и переключают его, Поскольку на единичном и нулевом выходах триггера 1 полученные прямоугольные импульсы имеют взаимный фазовый сдвиг 180 ф, то на единичных выходах триггеров 2 и 3 импульсы по отношению друг к другу будут иметь Фазовый сдвиг 90 ф. Эти импульсы, сдвинутые по отношению друг к другу на 90 О, поступают на управляющие входы переключателей 5 и 6, которые попеременно подключают к входам интеграторов 7 и 8 входные эталонные разнополярные напряжения + Ов, - Оз, от источника 4. В результате интегрирования полученных прямоугольных импульсов на выходах интеграторов 7 и 8 образуется напряжение треугольной Формы со сдвигом по фазе друг относительно друга на 90 и с амплитудой, пропорциональной периоду следования входных импульсов.Для исключения влияния постоянной составляющей, которая может накапливаться на выходах интеграторов. 7 и 8 от дрейфа нуля и в переходных режимах работы преобразователя, в момент перехода выходного треугольного напря- жения через нулевой уровень выходы интеграторов 7 и 8 на короткое время соединяются с входом через ключи 11 и 12. Эти ключи открываются коротким импульсом, полученным от Формирователей 13 и 14 коротких импульсов, которые в свою очередь запускаются от триггеров 2 и 3.С выхода каждого интегратора 7 и 8 напряжения треугольной Формы поступают на входы инверторов 9 и 10, а затем с выходов интеграторов 7 и 8 и инверторов 9 и 10 четыре сигнала треугольной Формы поступают на входы суммирующих ключей 15-18. С помощью этих ключей отрицательная часть полу- периода напряжений треугольной формы отсекается и на входы аналогового сумматора поступают только положительные полупериоды напряжений -треугольной формы. В результате суммирования этих сигналов на выходе сумматора 19 образуется сигнал в виде постоянного напряжения, величина которого равна амплитудному значению напряжений треугольной формы, т,е, пропорциональна периоду входного сигнала.Для того, чтобы выходные импульсы счетных триггеров 2 и 3 каналов фор мирования линейно-изменяющегося напряжения всегда имели сдвиг по Фазе. друг относительно друга на 900, на дополнительный вход счетного триггера 2 первого канала с единичного выхода счетного триггера 3 второго канала поступают импульсы синхронизации, При случайном сбое одного иэ триггеров синхронизирующий импульс восстанавливает нормальную работу устройства.Такаим образом, благодаря отличительным признакам изобретения повышается надежность устройства при сохранении высокой точности.формула "изобретения 35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское Р 382228, кл. Н2. Авторское 9 571897, кл. Н (прототип). свидетельство СССР 03 К 13/16, 04.11,69,свидетельство СССР 03 К 13/16, 11.0576Преобразователь периода следования импульсов внапряжение, содержа"щий источник разнополярнаго эталонного напряжения, сумматор и входнойтриггер, счетный вход которого соединен с входной шиной преобразователя, а нулевойи единичный выходыподключены к входам первого и второго каналов Формирования линейно-иэ меняющегося напряжения, каждый изкоторых содержит счетный триггер,интегратор с компенсатором постояннойсоставляющей, вход которого соединенс источником разнополярного эталон ного напряжения через переключатель,управляющий вход которого подключенк единичному выходу счетного триггера, и инвертор, вход которого подключен к выходу интегратора, причем эО выходы инвертора и интегратора подключены через первый и второй ключисоответственно.к входу сумматора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности преобразования, единичный выход счетноготриггера второго канала соединен ссинхронизирующим входом счетноготриггера первого канала, управляющийвход первого ключа каждого канала соединен с единичным выходом счетного 30 триггера противоположного канала, ауправляющий вход второго ключа каждого канала соединен с нулевым выходомсчетного триггера противоположногоканала.782143 Заказ 8166/72 Тираж 995 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская на