DE2052677A1 - Circuit of a frequency-to-analog converter - Google Patents

Circuit of a frequency-to-analog converter

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DE2052677A1
DE2052677A1 DE19702052677 DE2052677A DE2052677A1 DE 2052677 A1 DE2052677 A1 DE 2052677A1 DE 19702052677 DE19702052677 DE 19702052677 DE 2052677 A DE2052677 A DE 2052677A DE 2052677 A1 DE2052677 A1 DE 2052677A1
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Jiri Dipl.-Ing. Prag Badal
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CZKD PRAHA
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CZKD PRAHA
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
    • G01P13/045—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement with speed indication
    • G—PHYSICS
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/4802—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage by using electronic circuits in general
    • G01P3/4805—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage by using electronic circuits in general by using circuits for the electrical integration of the generated pulses
    • G—PHYSICS
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    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage

Description

Schaltung eines Frequenz-Analog-Umwandlers Die Erfindung betrifft Schaltung eines Frequenz-Analog-Umwandlers, dessen Aufgabe darin besteht, die Größe der gemessenen Frequenz in ein Gleichstromsignal umzuwandeln.Circuit of a Frequency-to-Analog Converter The invention relates to Circuit of a frequency-to-analog converter, the task of which is to change the size convert the measured frequency into a direct current signal.

In der Regelungstechnik finden wir sehr oft Probleme, die beim Abtasten von verschiedenen Größen, zum Beispiel von Umdrehungen, entstehen. Es wird dabei verlangt, daß der betreffende FUhler der gegebenen physikalischen Grdße zusammen mit dem Umwandler ein Gleichstromsignal, das am wenigsten durch ungewUnschte StUrsignale belastet sein soll, herausglbt. Dazu werden Gleichstromfühler gebraucht, wie zum Beispiel eine Tachodynamo, die aber gegen Störsignale ziemlich emprindlich ist. Als eine moderne Methode wird die Verwendung eines magnetischen oder optischen Ftlhlers betrachtet, in dem die Drehzahlgröße in ein elektrisches Signal von veränderlicher Frequenz umgewandelt wird. Dieses Frequenzsignal muß in einen Gleichstrom oder eine Gleichstromspannung umgewandelt werden. Dabei ist es aber notwendig, daß der Umwandler mit großer Genauigkeit arbeitet.In control engineering we very often find problems with scanning of different sizes, for example of revolutions. It will be there requires that the relevant sensor of the given physical size be combined with the converter a direct current signal that is least affected by undesired interference signals should be burdened. For this purpose, direct current sensors are needed, such as for Example of a speedometer, which is quite sensitive to interfering signals. A modern method is the use of a magnetic or optical filter considered, in which the speed magnitude in an electrical signal of variable Frequency is converted. This frequency signal must be in a direct current or a DC voltage can be converted. But it is necessary that the converter works with great accuracy.

Die Erfindung laut der Patentanmeldung beseitigt die oben angefUhrten Nachteile der bisher bekannten Einrichtungen und löst die gegebene Aufgabe in der Weise, daß an den Ausgang der FUhlerspule eines Impulsfühlers der Eingang eines Impulsformers angeschlossen ist, dessen Ausgang erstens mit dem Eingang eines Differenziergliedes und zweitens mit dem Eingang eines Richtungsglieds verbunden ist, wobei der Ausgang des Differenziergliedes mit dem Eingang eines Summiergliedes, der Ausgang des Summiergliedes und der Ausgang des Richtungsgliedes mit dem Eingang eines Umwandlers und der Ausgang des Umwandlers mit dem Eingang eines Verstärkers verbunden ist, und der Umwandler aus einer Spannungsquelle der gewünschten Größe gespeist wird. Der Ausgang des Richtungsgliedes ist noch mit dem Eingang des Umwandlers verbunden.The invention according to the patent application eliminates the above Disadvantages of the previously known devices and solves the task in hand Way that at the output of the sensor coil of a pulse sensor the input of a Pulse shaper is connected, the output of which is first connected to the input of a differentiating element and secondly connected to the input of a directional element, the output of the differentiating element with the input of a summing element, the output of the summing element and the output of the directional element with the input of a converter and the output of the converter is connected to the input of an amplifier, and the converter is fed from a voltage source of the desired size. The exit of the directional link is still connected to the input of the converter.

Ein Durchführungsbeispiel der Schaltung laut der Erfindung ist in der beigelegten Zeichnung dargestellt.An example of implementation of the circuit according to the invention is shown in FIG shown in the accompanying drawing.

Der Drehzahlfühler 1 ist mit zwei Fühlerspulen 11, 12 versehen, deren Ausgangssignale an die Impulsformer 2, 2' gele@@et werden.The speed sensor 1 is provided with two sensor coils 11, 12, whose Output signals to the pulse shapers 2, 2 'can be @@ et.

Die Ausgänge der Umformer 2, 2' sind an die Eingänge des Richtungsgliedes 4, 4' und an die Eingänge der Differenzierglieder 3, 3' angeschlossen, deren Ausgangs signale in dem Summierglied 5 addiert werden. Der Ausgang dieses Summiergliedes 5 wird zu den Umwandlern 6, 6' geleitet, die durch die Ausgänge des Richtungsgliedes ir blockiert und aus einer Quelle 8 der gewUnschten Größe gespeist werden. In den Verstärker 7 werden die Ausgänge der Quelle 8 der gewünschten Größe und der gemeinsame Ausgang der Umwandler 6, 6' geleitet.The outputs of the converters 2, 2 'are connected to the inputs of the directional element 4, 4 'and connected to the inputs of the differentiators 3, 3', their output signals in the summing element 5 are added. The output of this summing element 5 is passed to the converters 6, 6 ', which through the outputs of the directional element ir blocked and fed from a source 8 of the desired size. In the Amplifier 7 will be the outputs of source 8 of the desired size and common Output of the converter 6, 6 'passed.

Die einzeinen Teille haben die folgenden Aufgaben: Jeder Impuls-F@@mgeber glbt dem Fühler-Slgnal eine Standardf@rm. Dabel lann bei einem einfachen Fühler nur ein Formgeber verwendet werden, -oder zwei, wenn ein DoppelfUhrersystem mit gegenseitiger Phasenverschiebung der abgetasteten Spannungen verwendet wird. In dem Differenzierglied entstehen Impulse, und zwar bei der vorderen als auch bei der rückwärtigen Impulskante. Die Differenzierglieder sind wieder zwei oder nur eins. In dem Richtungsglied wird mit Hilfe von Impulsen, die mittels Koinzidenz geformt worden sind, die wechselseitige Impulsphasenverschiebung der beiden Spannungen festgestellt, woraus dann die Drehrichtung des Drehzahlfühlers bestimmt wird. Diese Angabe wird in die Umwandler geführt und bestimmt, welcher von ihnen geöffnet werden soll.The individual parts have the following tasks: Each impulse F @@ mgeber The sensor signal has a standard form. Dabel lann with a simple one Feelers can only be used with one shaping device, -or two if a double-guide system with mutual phase shift of the sampled voltages is used. In the differentiator, impulses arise, in the front as well as in the back edge of the pulse. The differentiators are again two or only one. In the directional term is with the help of impulses that by means of coincidence have been shaped, the mutual pulse phase shift of the two voltages determined, from which the direction of rotation of the speed sensor is determined. These Information is entered into the converters and determines which of them are opened target.

In dem Summierglied werden alle Ausgänge der Differenzierglieder addiert.All outputs of the differentiating elements are added in the summing element.

Durch diese Methode wird nämlich eine viermal so große Impulsfrequenz gewonnen, wie bei einem üblichen Impulsformer. Das bedeutet aber gleichzeitig, daß auch der brauchbare Meßbereich für die Umdrehungen viermal vergrößert wird.This method produces a pulse frequency that is four times as high obtained, as with a common pulse shaper. But that means at the same time that the usable measuring range for the revolutions is also increased four times.

In dem Umformglied werden die Impulse in aen Ausgangsgleichstrom oder die -spannung so umgeSfJllnt, daß durch einen jeden Impuls ein monostabiler Triggerkreis in Betrieb gesetzt wird. Der monostabile Trigger!,reiE sendet den Impuls von eiiier Standardbreite in einen Ausgangskreis mit einem KondenEator hinein. Die Häufiglceit der Imnulse bestimmt die Größe der Ausgangsspannung oder des Stromes. Bei einem Fühler mit zwei Systemen sind zwei Umwanaler vorhanden, von denen immer nur ein einziger in Betrieb ist. Die Ausgangsspannung von beiden Umwandlern ist symmetrisch.In the converter, the impulses are in aen output direct current or the voltage is reversed in such a way that a monostable trigger circuit is created by each pulse is put into operation. The monostable trigger!, ReiE sends the impulse from eiiier Standard width into an output circuit with a capacitor. The frequency the impulse determines the size of the output voltage or current. At a For sensors with two systems, there are two Umwanaler, of which only one is ever available only one is in operation. The output voltage from both converters is symmetrical.

Die Umwandler werden durch das Richtungsglied wechselweise blockiert.The converters are alternately blocked by the directional element.

D-r Ausgang wird zum Verstärker gefuhrt, der üblicherweise s schon einen Teil des Regellcreises bildet.The output is led to the amplifier, which is usually already forms part of the set of rules.

Für weniger anspruchsvolle Anwendungen ist es möglich, nur einen Einsystemfühler zu verwenden. Dann fällt das Summierglied, einer von den Impulsformern, eines von den Differenziergliedern und einer der Umwandler fort.For less demanding applications it is possible to use just one single-system sensor to use. Then the summer, one of the pulse shapers, one of the the differentiators and one of the converters.

Claims (1)

Patentanspruch Claim Schaltung eines Frequenz-Analog-Umwandlers, der insbesondere zum Umwandeln der Frequenz, die in den magnetischen oder optischen Fühlern entstanden ist, in einen Gleichstromsignal bestimmt ist , d a d u r c h g e k ß n n z e i c h n e t daß an den Ausgang der FUhlerspule (11, 12) eines Impulsfühlers (1) der Eingang eines Impulsformers (2, 2') angeschlossen ist, dessen Ausgang erstens mit dem Eingang eines Differenzierglie des (3, )') und zweitens mit dem Eingang eines Richtungsgliedes (4) verbunden ist, wobei der Ausgang des Differenziergliedes (3, 3') mit dem Eingang eines Summiergliedes (5), der Ausgang des Summiergliedes (5) und der Ausgang des Richtungsgliedes (4) mit dem Eingang eines Umwandlers (6, 6') und der Ausgang des Umwandlers (6, 6') mit dem Eingang eines Verstärkers (7) verbunden ist, und der Umwandler (6, 6') aus einer Spannungsquelle (8) der gewünschten Größe gespeist wird. Circuit of a frequency-to-analog converter, which is used in particular for Converting the frequency created in the magnetic or optical sensors is determined into a direct current signal, d a d u r c h g e k ß n n z e i c h n e t that at the output of the sensor coil (11, 12) of a pulse sensor (1) the Input of a pulse shaper (2, 2 ') is connected, the output of which is first with the input of a differentiator of (3,) ') and secondly with the input of a Directional element (4) is connected, the output of the differentiating element (3, 3 ') with the input of a summing element (5), the output of the summing element (5) and the output of the directional element (4) with the input of a converter (6, 6 ') and the output of the converter (6, 6 ') is connected to the input of an amplifier (7) is, and the converter (6, 6 ') from a voltage source (8) of the desired size is fed. e ee e
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