PL67418B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31. V. 1973 67418 KI. 21e,23/06 MKP GOlr 23/06 CZYTELNIA Twórca wynalazku: Jerzy Kalinski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Zaklad Doswiadczalny Budo¬ wy Aparatury Naukowej UNIPAN), Warszawa (Pol¬ ska) Sposób przetwarzania czestotliwosci na napiecie stale oraz urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarza¬ nia czestotliwosci na napiecie stale oraz urzadze¬ nie do stosowania tego sposobu.Przetwarzanie czestotliwosci na napiecie lub pirad w zakresie imalej i sredniej czestotliwosci uzyskiwane jest dotychczas poprzez pomiar sred¬ niej wartosci prad/u ladowania lub rozladowania kondensatora w obrebie stalej róznicy potencja¬ lów. Kazdemu okresowi przetwarzanej 'czestotli¬ wosci odpowiada ten sam ladunek elektryczny do-, prowadzony ido okladzin kondensatora lub z nich -odprowadzony. Odpowiednie znane urzadzenia do bezposredniego pomiaru czestotliwosci '.rozwiazywa¬ ne sa w postaci szeregu kolejnych wzmacniaczy i ograniczników, przy czym sygnal wyjsciowy osta¬ tniego ogranicznika badz laduje, po wyprostowa¬ niu, bezposrednio kondensator pomiarowy, badz wyzwala przerzutnik dwustanowy którego sygnal wyjsciowy, po wyprostowaniu, laduje kondensator pomiarowy. Srednia wartosc pradu ladowania lub rozladowania jest proporcjonalna ido ilosci impul¬ sów w jednostce czasu, a wiec do czestotliwosci przebiegu. Ze wzgledu na ograniczenie amplitudy sygnalu, wynik pomiaru praktycznie nie zalezy od jej. zmian.Wada opisanego sposobu i ukladu jest zaleznosc wyników od czasu ladowania i rozladowania kon¬ densatora pomiarowego, okreslonego przez wartosc pojemnosci i prad ladowania. Czynnik ten ograni¬ cza od góry wartosc przetwarzanej czestotliwosci. 10 15 20 2 Wynik pomiaru zalezy tez od stalosci róznicy po¬ tencjalów ladowanie-rozladowanie, a wiec do sta¬ losci napiecia zasilania ograniczników lub prze- rzutnika. Rozróznialnosc niewielkich zmian czesto¬ tliwosci jest w takim rozwiazaniu ograniczona i wymaga stosowania skomplikowanych Ukladów rozszerzania podzialki skali. Polaryzacja pradu la¬ dowania i rozladowania jest oczywiscie jednakowa w calym zakresie przetwarzanych czestotliwosci.Celem wynalazku jest sposób przetwarzania cze¬ stotliwosci na sygnal napiecia 'Stalego z wyróznia¬ niem kierunku zmian czestotliwosci wejsciowej przetwornika przez zmiane znaku jego napiecia wyjsciowego, umozliwiajacy uzyskanie znacznego nachylenia charakterystyki przetwarzania.Cel ten zostal osiagniety w sposobie wedlug wy¬ nalazku, zgodnie z którym czestotliwosc sygnalu przeksztalca sie na wzgledny kat przesuniecia fa¬ zy, a nastepnie wartosc tego kata zamienia sie na wartosc sygnalu napiecia wyprostowanego'.Istotna cecha urzadzenia do stosowania sposobu jesit to, ze wyjscie ogranicznika jest polaczone z jednym wejsciem detektora fazoczulego bezpo¬ srednio, natomiast z drugim wejsciem jest pola¬ czone poprzez przesuwnik fazy.Istotnym wedlug wynalazku jest równiez urza¬ dzenie o zwiekszonym nachyleniu charakterystyki przetwarzania, co osiagniete jest przez polaczenie wyjscia detektora fazoczulego ze wzmacniaczem pradu stalego. Takze istotnym wedlug wynalazku 674183 67418 4 jest wykorzystanie urzadzenia jako automatyczne¬ go (miernika czestotliwosci, co osiagniete jest przez wyposazenie go w silnik pradu stalego dolaczony dio wyjscia wzmacniacza i .sprzezenie tego silnika z regulowanym elementem przesuwnika fazy. Da¬ lej istotnym wedlug wynalazku jest dostosowanie urzadzenia do malej amplitudy sygnalu wejscio¬ wego. Osiagniete to zostalo przez wlaczenie sze¬ regowo z wejsciem ogranicznika wzmacniacza (na¬ piecia lub pradu izmiennego. Wreszcie istotnym wedlug wynalazku jest dostosowanie urzadzenia do dzialania przy duzych nachyleniach charakterysty¬ ki przetwarzania, co osiagniete jest przez wlacze¬ nie szeregowo z wejsciem 'wzmacniacza dodatko¬ wego lograiniiczinika.Korzyscia [techniczna jaka zapewnia wynalazek jest wyróznianie kierunku zachodzacej zmiany cze¬ stotliwosci poprzez znak napiecia wyjsciowego; uzyskanie zerowego .napiecia wyjsciowego dla jed¬ nej, scisle okreslanej czestotliwosci oraz 'mozliwosc dowolnego wybrania itej czestotliwosci w bardzo szerokim zakresie. Sposób i urzadzenie wedlug wy¬ nalazku zapewniaja uzyskanie duzego nachylenia przetwarzania V/Hz. Dalsza korzyscia jest uniknie¬ cie ograniczenia zakresu przetwarzanej czestotli¬ wosci bowiem zakres czestotliwosci zalezy tylko od charakterystyk zespolów skladowych urzadze¬ nia.Przedmiot 'wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania ma rysunku, na którym fig. 1 przedstawia podstawowy schemat blokowy . urza¬ dzenia, fig. 2 schemat Ideowy przykladowego prze¬ suwnika fazy, fig. 3 charakterystyke urzadzenia przedstawiajaca zaleznosc przetwarzania (napiecia wyjsciowego od czestotliwosci sygnalu wejsciowe¬ go, fig. 4 schemat blokowy urzadzenia o zwiekszo¬ nym nachyleniu charakterystyki przetwarzania, fig. 5 przyklad automatycznego 'miernika czestotliwosci, fig. 6 urzadzenie dostosowane do malej amplitudy sygnalu wejsciowego, natomiast fig. 7 przedstawia uklad wejsciowy urzadzenia przy duzych nachyle¬ niach charakterystyiki przetwarzania..Podstawowe zespoly urzadzenia przetwarzajacego czestotliwosc ina napiecie stale przedstawiane sa na fig. 1. Ogranicznik 1 polaczony jest wyjsciem z dworna wejsciami detektora fazoczulego 2. Z jed¬ nym wejsciem ogranicznik 1 polaczony jest bez¬ posrednio, natomiast z drugim wejsciem polaczony jest poprzez przesuwnik fazy 3.Sygnal wejsciowy, podlegajacy przetworzeniu, zamieniamy jest w ukladzie ogranicznika 1 na fale kwadratowa o ksztalcie i amplitudzie niezaleznej od amplitudy sygnalu wejsciowego, w ustalonym zakresie jej zmian. Sygnal wyjsciowy ogranicznika 1 dopirow.adzaay jest 'nastepnie bezposrednio do jednego z dwu wejsc detektora fazoczulego 2 -ci:na.:2 do weJ£i3Ja przesuwnika fazy 3.Przesuwnik fazy 3 przesuwa w fazie sygnal, do¬ prowadzany do jego wejscia, o kat uzalezniony od czestotliwosci tego sygnalu i zawarty w zakresie od 0 do n Sygnal wyjsciowy przesuwnika fazy 3 doprowadzany jest do drugiego wejscia detektora fazoczulego 2. Sygnal wyjsciowy detektora fazo¬ czulego 2 równy jest zeru przy czestotliwosci sygnalu wejsciowego urzadzenia równej czestotli¬ wosci zerowej. Sygnal ten jest wiekszy od zera przy czestotliwosci mniejszej od czestotliwosci ze¬ rowej i mniejszy od zera przy czestotliwosci wiek¬ szej od czestotliwosci zerowej. 5 . Jako przesuwnik fazy 3 przykladowo zastosowa¬ ny jest kolowy przesuwnik fazy CR, którego sche¬ mat ideowy przedstawia fig. 2. Sygnal wejsciowy przesuwnika fazy 3 doprowadzony jest do rozdzie¬ lacza fazy, zasilajacego przesunietymi w fazie o n io sygnalami szeregowo polaczone elementy Ci R lub R i C. Sygnal wyjsciowy przesuwnika fazy 3 prze¬ suniety jest w fazie wzgledem sygnalu wejscio¬ wego o kat uzalezniony od wartosci elementów skladowych czlonu RC. Przy ustalanej wartosci 15 tych elementów istnieje tylko jedna czestotliwosc tj. czestotliwosc zerowa, przy której przesuwnik fazy 3 wprowadza kat przesuniecia fazowego od¬ powiadajacy zerowemu sygnalowi wyjsciowemu detektora fazoczulego 2. 20 Jako regulowany element rezystaincyjny R prze¬ suwnika fazy 3 stosowany jest np. rezystor staly, wieliazwojiowy potencjometr drutowy lub element pólprzewodiniikowy o rezystancji uzaleznionej od doprowadzonego do niego .napiecia lub pradu sita¬ ka legio. W zaleznosci od rozwiazania uzyskana jest odpowiednio wysoka stalosc czestotliwosci zerowej, wzglednie plynnego jej przestrajania w szerokim zakresie poprzez ruch robrotowy osi potencjometru, badz poprzez doprowadzenie sygnalu napiecia lub 30 pradu stalego do elementu R o sterowanej war¬ tosci rezystancji1.Charakterystyka przetwarzania czestotliwosci na napiecie przedstawiona jest na fig. 3. Nachylenie tej charakterystyki w poblizu czestotliwosci zero- 35 wej zwiekszane jest poprzez wprowadzenie do ukladu urzadzenia dodatkowego wzmacniacza na¬ piecia lub pradu stalego 4. Schemat blokowy ta¬ kiego przykladu urzadzenia przedstawiany jest na fig. 4. Sygnal wyjsciowy detektora fazoiozulego 2 40 wykazywany jest 'np. przez wskaznik wychylowy, przy czym miara czestotliwosci jest wychylenie katowe wskazówki przyrzadu, badz redukowany ido zera za pomoca zmiany rezystancji elementu R w ukladzie przesuwnika fazy 3, przy czym mia- 45 ra czestotliwosci jest tu nastawiana wartosc rezy¬ stancji. Zerowy sygnal wyjsciowy urzadzenia uzy¬ skiwany jest przez regulacje wartosci rezystancji regulowanego elementu R na drodze mechanicznej lub elektrycznej w zaleznosci od rodzaju elementu 50 R zastosowanego w przesuwniku fazy 3. W ukla¬ dzie zamknietym jako element wykonawczy sto¬ sowany jest przykladowo silnik 5 pradu stalego malej mocy.Stalosc czestotliwosci zerowej odpowiadajacej 55 zerowemu napieciu wyjsciowemu przetwornika wymaga, szczególnie przy duzych nachyleniach charakterystyki przetwarzania V/Hz, stalosci ele¬ mentów CR przesuwnika fazy oraz stalosci ksztaltu fali kwadratowej na wyjsciu ogranicznika. Przy 6° zmiennej, w szerokich granicach, amplitudzie sy¬ gnalu wejsciowego urzadzenia ogranicznik 1 po¬ przedzamy jest wzmacniaczem 6 zwiekszajacym krotnosc ograniczenia lub dodatkowo jeszcze jed¬ nym ogranicznikiem 7 umieszczonym przed 65 wzmacniaczem 6.67418 PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób przetwarzania czestotliwosci na napie¬ cie stale znamienny tym, ze czestotliwosc sygnalu przeksztalca sie na wzgledny kat przesuniecia fa¬ zy, a nastepnie wartosc tego kata zamienia sie na wartosc sygnalu napiecia wyprostowanego.

2. Urzadzenie do stosowania spoisotou wedlug zastrz. 1, zawierajace ogranicznik amplitudy sy¬ gnalu wejsciowego polaczony z obu wejsciami de¬ tektora fazoczulego, znamienne tym, ze wyjscie ogranicznika (1) jest polaczone z jednym -wejsciem detektora fazoczulego (2) bezposrednio, natomiast z drugim wejsciem jest polaczone poprzez prze- suwnik fazy (3).

3. Urzadzenie wedlug zaatrz. 2, znamienne tym, ze wyjscie detektora fazoczulego (2) polaczone jest z wzmacniaczem ;(4) pradu stalego. 4. Urzadzenjie wedlug zastrz. 2 i 3, znamienne 5 tym, ze do wyjscia wzmacniacza (4), dolaczony jest silnik (5) piradu stalego, przy czym silnik ten jest sprzezony z regulowanym elementem (R) przesuw- niika fazy /(3). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 2—4, znamienne io tym, ze szeregowo z 'wejsciem ogranicznika (1) ma wlaczlony wzmacniacz (6) napiecia lub pradu zmiennego. 6. Urzadzenie wedlug zastrz. 5, znamienne tym, ze szeregowo z wejsciem wzmacniacza (6) ma wla- 15 czony dodatkowy ogranicznik (7).KI. 21e,23/06 67418 MKP GOlr 23/06 We \ W »IVy Figi Fig2 We 1 , 3 2 c m A Fig.

4. Wy We * y 31c | 1 ' i ' O £ — \ \ \ ^ Fig.

5. M we We Fiq7 Fig.

6. Krak. Zakl. Graficzne Nr 1, zam. 548/72 Cena zl 10.— PL PL