CS268926B1 - Zapojení převodníku kmitočtu a poměru dvou kmitočtů na stejnosměrné napětí - Google Patents

Abstract

Zapojení umožňuje měření rychlosti nebo poaěrné rychlosti. Podstata spočívá ve využívání tvarování vstupních impulsů o kmitočtu fj pomocí synchronního logického automatu taktovaného hodinovými impulsy o kmitočtu íjj. Stejnosměrná složka získaných impulsů je úměrná poměru kmitočtu Γχ : íjj. Zapojení je zvláště vhodné pro převodníky s velmi nízkou chybou převodu.

Description

Vynález se týká zapojení převodníku kmitočtu, popřípadě poměru dvou kmitočtů na stejnosměrné napětí, umožňující měření zejména rychlosti, popřípadě poměrné rychlosti.

Pro přesné měření kmitočtu a poměru kmitočtů se používá čítače s dobou čítání odvozenou od známého kmitočtu. Výstup je v číslicovém tvaru a nehodí se pro další zpracování analogovými přístroji, například pro zápis časového průběhu rychlosti. Dosavadní známá řešení používají pro převod kmitočtu na napětí zapojení s monostabilním klopným obvodem. Toto zapojení je zatíženo velkou chybou převodu. Zajištění vysoké přesnosti, zejména ve velkém rozsahu pracovní teploty, vede ke složitým opatřením.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny zapojením převodníku kmitočtu, sestávajícího ze synchronního logického automatu, který je tvořen dvěma klopnými obvody typu D a pěti součinovými hradly typu NAND, z čítače, ze spínače normálového napětí a z filtru typu dolnofrekvenční propusti podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že hodinové vstupy prvního a druhého klopného obvodu a čítače jsou vzájemně propojeny a tvoří první impulsní vstup (fjj)· Řídicí vstup prvního klopného obvodu je spojen s výstupem třetího součinového hradla, na jehož první vstup je přiveden výstup prvního součinového hradla, jehož první vstup je spojen s výstupem prvého klopného obvodu. Na druhý vstup třetího součinového hradla je přiveden výstup druhého scučinového hradla, na jehož druhý vstup je přiveden výstup naplnění čítače a na druhé vstupy prvního, druhého a čtvrtého součinového hradla je přiveden výstup druhého klopného obvodu, na je- hož řídicí vstup je připojen výstup pátého součinového hradla, kterého první vstup je spojen s výstupem čtvrtého součinového hradla a současně s řídicím výstupem spínače normálového napětí. První vstup čtvrtého součinového hradla je spojen s negovaným výstupem prvého klopného obvodu a druhý vstup pátého součinového hradla je současně druhým impulsním vstupem (fy)· Negovaný výstup druhého klopného obvodu je spojen s nulovacím vstupem čítače, vstupní svorka filtru je spojena s výstupem spínače normálového napětí, na jehož pracovní vstup je připojena svorka normálového napětí, přičemž výstupní svorka filtru je současně výstupní svorkou celého převodníku. Nastavovací vstupy prvního a druhého klopného obvodu jsou připojeny na blokovací vstup 3LOK a nulovací vstupy prvého a druhého klopného obvodu jsou připojeny na vstup logické jednotky.

Zapojení podle vynálezu umožňuje realizaci převodníku kmitočtu na napětí s podstatně menší chybou převodu. Zapojení neklade nároky na dobu přechodu vstupních impulsů mezi logickými stavy signálu. Zapojení dále řeší převodník poměru dvou kmitočtů na stejnosměrné napětí.

Na připojených výkresech je na obr. 1 zapojení převodníku podle vynálezu, na obr. 2 jsou časové závislosti vnitřních funkcí logického automatu a čítače a na obr. 3 je tabulka stavů a přechodu, popisující činnost logického automatu.

Hodinový vstup 12 prvního klopného obvodu 2» hodinový vstup 22 druhého.klopného obvodu 2^ a hodinový vstup 32 čítače J jsou vzájemně propojeny a tvoří první impulsní vstup f_N· Řídicí vstup 11 prvního klopného obvodu 1. je spojen s výstupem 63 třetíhc součinového hradla £, na jehož první vstup 61 je přiveden výstup 43 prvního součinového hradla £, jehož první vstup 41 je spojen s výstupem 13 prvého klopného obvodu 1.· Na druhý vstup 62 třetího součinového hradla 2 je přiveden výstup 53 druhého součinového hradla 2» ^na jehož druhý vstup 52 je přiveden výstup naplnění 33 čítače J. Na druhé vstupy 42, 52 a 72 prvního, druhého a čtvrtého součinového hradla 4,. 5 a 7 je přiveden výstup 23 druhého klopného obvodu 2, na jehož řídicí vstup 21 je připo cs 268 926 Bl jen výstup 83 pátého součinového hradla 8, přičemž jeho první vstup 81 je spojen s výstupem 73 čtvrtého součinového hradla £ a současně s řídicím výstupem 92 spínače normálového napětí 2· První vstup 71 čtvrtého součinového hradla 2 je spojen s negovaným výstupem 14 prvého klopného obvodu £ a druhý vstup 82 pátého součinového hradla 8 je současně druhým impulsním vstupem f_x, negovaný výetup 24 druhého klopného obvodu 2 J® spojen s nulovacím vstupem 31 ÍTtače £. Vstupní svorka 101 filtru 10 je spojena s výstupem 93 spínače normálového napětí 2» ^na jehož pracovní vstup 91 je připojena svorka normálového napětí Ujp přičemž výstupní svorka 102 filtru 10 je současně výstupní svorkou Uvýst, celého~převodníku. Nastavovací vstupy 15 a 25 prvního a druhého klopného obvodu 1 a 2 jsou připojeny na blokovací vstup BLOK a nulovací vstupy 16 a 26 prvého a druhého klopného obvodu 1*2 jsou připojeny na log 1, činnost logického automatu je popsána tabulkou stavů a přechodů. Nový stav vznikne přechodem z výchozího stavu vždy pracovní hranou řídícího impulsu f_N podle logické úrovně vstupu ί_χ a X. Z tabulky je zřejmé, že kódování stavů je voleno tak, aby vznikl jeden vstupní impuls to délky u . j , kde u je počet řídicích impulsů čítače, po jejich příchodu nastoupí funkce X, í^Je frekvence řídicího impulsu, po každém přechodu vstupní funkce X z log O do log~T (počet těchto přechodů za jednu sekundu je právě kmitočet ί_χ, přičemž není rozhodující rychlost přechodů z log O do log 1 a naopak. Pracovní hranou čítače je hrana řídicích impulsů f_N opačná, než pro řízení logického automatu. Na obr. 2 se řízení logického automatu uskuteční nástupnou hranou fjp kdežto změna stavu čítače závěrnou hranou fy :

Výstupní funkce NUL logického automatu nastavuje počáteční stav, tj. stav O čítače. Počáteční stav logického automatu, a tím také nastavení činnosti převodníku zabezpečuje vstup BLOK, který nastaví stav automatu y£ = 1, y₂ = 1. Výstupní napětí převodníku je dáno vztahem : Uyýg^, = U^ . η Γ_χ, n<. (j$ - 2), kde n Je celé číslo, které je nastaveno detekčním obvodem naplnění čítače, U^ je normálové napětí, f^ Je frekvence řídicího impulsu, f_x je frekvence přechodu z log O do log 1 za jednu 'sekundu. Předpokládá se, že přenos filtru 10 v ustáleném stavu je roven Jedné, a že při sepnutí ' spínače 2 J^{e na} jeho výstupu 93 právě napětí U_K a při Jeho rozpojení napětí je rovno nule.

Zapojení podle vynálezu se uplatňuje zejména při měření rychlosti vozidel, je-li jako snímače použito Impulsního snímače dráhy vozidla, přičemž volbou řídicích impulsů o kmitočtu lze spojitě měnit měřicí rozsah.

Claims (2)

1. Zapojení převodníku kmitočtu a poměru dvou kmitočtů na stejnosměrně napětí, sestávající z synchronního logického automatu, který je tvořen dvěma klopnými obvody typu D a pěti součinovými hradly typu NAND, z čítače, ze spínače normálového napětí a z filtru typu dolnofrekvenční propusti, vyznačující se tím, že hodinový vstup (22) druhého klopného obvodu (2) a hodinový vstup (32) čítače (3) jsou vzájemně propojeny a tvoří první impulsní vstup (fjj), řídicí vstup (11) prvního klopného obvodu (1) je spojen s výstupem (63) třetího součinového hradla (6), na jehož první vstup (51) je přiveden výstup (43) prvního součinového hradla (4), jehož první vstup (41) je spojen s výstupem (13) prvého klopného obvodu (1), zatímco na druhý vstup (62) třetího součinového hradla (6) je přiveden výstup (53) druhého součinového hradla (5), na jehož druhý vstup (52) je přiveden výstup naplnění (33) čitače (3), na druhé vstupy (42, 52, 72) prvního, druhého a čtvrtého součinového hradla (4, 5, 7) je přiveden výstup (23) druhého klopného obvodu (2), na jehož řídicí vstup (21) je propojen výstup (83) pátého součinového hradla (8), přičemž jeho první vstup (81) je spojen s výstupem (73) čtvrtého součinového hradla (7) a současně s řídicím výstupem (92) spínače normálového napětí (9), první vstup (71) čtvrtého součinového hradla (7) je spojen s negovaným výstupem (14) prvého klopného obvodu (1) a druhý vstup (82) pátého součinového hradla (8) je současně druhým impulsním vstupem (ίχ), negovaný výstup (24) druhého klopného obvodu (2) je spojen s nulovacím vstupem (31) čítače (3), vstupní svorka (1C1) filtru (10) je spojena s výstupem (93) spínače (9) normálového napětí, na jehož pracovní vstup (91) je připojena svorka (U^) normálového napětí, přičemž svorka (102) filtru (10) je současně výstupní svorkou (^γγβψ) celého převodníku.

2. Zapojení převodníku podle bodu 1, vyznačující se tím, že nastavovací vstupy (15, 25) prvního a druhého klopného obvodu (1, 2) jsou připojeny na blokovací vstup (3L0K) a nulovací vstupy (16, 26) prvého a druhého klopného obvodu (1, 2) jsou připojeny na vstup logické jednotky (log 1).