CS216717B1 - Zapojení převodníku frekvence impulsů ne analogový signáls fázovou synchronizací - Google Patents

Abstract

Zapojení převodníku frekvence impulsů na analogový signál, s fázovou synchronizací, jehož použití je v obvodech regulační a měřící techniky. Účelem vynálezu je zlepšit statistické a dynamické vlastnosti převodníku frekvence ne analogový signál. Převodník je tvořen impulsním fázovým a frekvenčním detektorem, integrátorem, korekčním členem a napěťově řízeným oscilátorem. Impulsní a frekvenční detektor opatřený vstupem, který je zároveň vstupem qelého převodníku, je výstupem připojen na vstup integrátoru, na jehož výstupu je připojena výstupní svorka celého převodníku a vstup korekčního článku, přičemž na výstup korekčního článku je připojen vstup napěťově řízeného oscilátoru, jehož výstup je zapojen na druhý vstup impulsního fázového a frekvenčního detektoru.

Description

Vynález se týká zepojení převodníku frekvence impulsů na analogový signál s fázovou synchronizací, jehož použití je v obvodech regulační a měřící techniky.

Až doeud se převodníky frekvence impulsů na analogový signál konstruovaly na principu měřeni střední či efektivní hodnoty impulsů. Dále existují převodníky založená na číslicovém principu počítání impulsů a převodníky s fázwou synchronizací. Použitím převodníků měřících střední nebo efektivní hodnotu impulsů nelze dosáhnout rychlého převodu frekvence na analogový signál, protože se současně neúměrně zvětšuje zvlnění výstupního napětí. Např, pro časovou konstantu převodníku rovnou 10 periodám měřené frekvence je zvlnění výstupního napětí asi 10 %.

Převodníky frekvence založené na číslicovém principu dovolují zkrátit dobu převodu teoreticky až na dobu Jedné periody měřené frekvence, V porovnání s ostatními typy převodníků jsou však několikanásobně složitější, rozsáhlejší a obvodově náročnější. Převodníky β fázovou synchronizací dovolují zkrátit časovou konstantu na 5 až 10 period měřené frekvence. Při klasickém zapojení však existuje možnost nekontrolovaného zasynchronizování na násobcích měřené frekvence a je malý rozsah zachycení i zasynchronizovéní.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení převodníku frekvence impulsů na analogový signál s fázovou synchronizací tvořeného impulsním fázovým a frekvenčním detektorem, integrátorem, korekčním členem a napěťově řízeným oscilátorem podle vynálezu, jehož podstatou je, že impulsní fázový a frekvenční detektor se vstupem, který je zároveň vstupem celého převodníku, je svým výstupem připojen na vstup integrátoru, na Jehož výstupu je připojena výstupní svorka celého převodníku a vstup korekčního článku^ přičemž ne výstup korekčního článku je připojen vstup napěťově řízeného oscilátoru, jehož výstup je zapojen na druhý vstup impulsního fázového a frekvenčního detektoru.

Zapojení převodníku frekvence impulsů na analogový signál s fázovou synchronizací podle vynálezu má výhodu v tom, že neexistuje možnost zasynchronizování ne násobcích frekvence ani při skokové změně frekvence vstupního signálu o několik oktáv, fázový úhel vlastního kmitočtu a vstupního kmitočtu je v ustáleném stavu nulový bez ohledu na velikost vstupní frekvence a zvlnění výstupního napětí Je v ustáleném stavu principiálně nulové.

Nejěirší uplatnění zapojení podle vynálezu je v obvodech regulační a měřící techniky, kde se jeví potřeba zpracovávat s krátkou časovou konstantou a vysokou linearitou převodu signál ve formě frekvence impulsů na analogový signál. Pro tento obor použití ae nejvíce projevují výhody vynálezu, jako Je veliký rozeah zpracovaných frekvencí, daný jen přeladltelností napěťově řízeného oscilátoru, linearitou převodu, opět určenou pouze vlastnostmi napěťově řízeného oscilátoru, nulová zvlnění výstupního signálu v ustáleném stavu a krátká časová konstanta převodu.

216 717

Ne připojeném výkrese je schematicky znázorněn příklad zapojení převodníku frekvence impulsů na analogový signál s fázovou synchronizací podle vynálezu.

Vstupní signál ve formě Impulsů je veden na jeden vstup 1 impulsního fázového a frekvenčního detektoru A, přičemž jeho výstup 2 je připojen na vstup 3 integrátoru B, na jehož výstupu 4 je připojena výstupní svorka 2 celého převodníku a vstup 6 korekčního článku C. Na výstup 2 korekčního článku C je připojen vstup 8 napělově řízeného oscilátoru D, jehož výstup 2 zapojen na druhý vstup 10 impulsního fázového a frekvenčního detektoru A. Impulsní fázový a frekvenční detektor A pracuje tak, že na svém výstupu 2 generuje signál, který obsahuje informaci o velikosti a znaménku fázového posuvu signálů na vstupech 1 a 10 a zneménku jejich frekvenčního rozdílu. Výstupní signál z impulsního fázového a frekvenčního detektoru A je veden na vstup 2 integrátoru B, který plní funkci pnalogové paměti. Signál z výstupu 4 integrátoru B je použit pro řízení napělově řízeného oscilátoru D ve zpětné vazbě převodníku a zároveň je veden na výstupní svorku 2 převodníku. Signál z integrátoru B je na vstup 8 napělově řízeného oscilátoru D veden přes korekční článek C, který zajiěluje stabilitu celého zpětnovazebního obvodu. Z rozboru stability převodníku vyplývá, že korekční článek C má mít proporcionálně derivační charakter a vhodným návrhem jej lze začlenit do _t struktury napělově řízeného oscilátoru D. Výstupní signál integrátoru B je současně výstupním analogovým signálem celého převodníku. Vzhledem k tomu, že výstupní signál na výstupní svorce 2 j® integrálem napětí na výstupu 2, je v ustáleném stavu zvlnění výstupního signálu nulové. Rozsah zpracovávaných frekvencí převodníku je dán přeladitelností napělově řízeného oscilátoru D, která může být i větší než několik oktáv.

Tato skutečnost je umožněna tím, že na výstupu 2 impulsního fázového a frekvenčního detektoru A se získává nejen informace o fázovém posuvu impulsů na vstupeoh 1 a 10, ale i informace o znaménku jejich frekvenčního rozdílu. Tím je tedy zaručeno, že neexistuje možnost zasynchronizovéní obvodu na násobcích vstupní frekvence.

Claims (1)

1. Zapojení převodníku frekvence impulsů na analogový signál s fázovou synchronizací, tvořeného impulsním fázovým a frekvenčním detektorem, integrátorem, korekčním členem a napělově řízeným oscilátorem vyznačené tím, že impulsní fázový a frekvenční detektor (A) se vstupem (1), který je zároveň vstupem celého převodníku, je svým výstupem (2) připojen na vstup (3) integrátoru (B), na jehož výstupu (4) je připojena výstupní svorka (5) celého převodníku a vstup (6) korekčního Článku (C), přičemž na výstup (7) korekčního článku (C) je připojen vstup (8) napělově řízeného oscilátoru (D), jehož výstup (9) je zapojen na druhý vstup (10) impulsního fázového a frekvenčního detektoru (A).