RU2520409C2 - Converter for converting periodic signal to frequency and period - Google Patents

Converter for converting periodic signal to frequency and period Download PDF

Info

Publication number
RU2520409C2
RU2520409C2 RU2012140981/08A RU2012140981A RU2520409C2 RU 2520409 C2 RU2520409 C2 RU 2520409C2 RU 2012140981/08 A RU2012140981/08 A RU 2012140981/08A RU 2012140981 A RU2012140981 A RU 2012140981A RU 2520409 C2 RU2520409 C2 RU 2520409C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
frequency
signal
converter
Prior art date
Application number
RU2012140981/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012140981A (en
Inventor
Виктор Степанович Дубровин
Алексей Михайлович Зюзин
Original Assignee
Негосударственное образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (НОУ "СДНиТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Негосударственное образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (НОУ "СДНиТ") filed Critical Негосударственное образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (НОУ "СДНиТ")
Priority to RU2012140981/08A priority Critical patent/RU2520409C2/en
Publication of RU2012140981A publication Critical patent/RU2012140981A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2520409C2 publication Critical patent/RU2520409C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: invention relates to pulse engineering and can be used in automatic control systems, measuring devices, controlled phase changers and in designing multi-phase generators. The device comprises comparators, monovibrators, a sampling-storage device, a dc voltage source, a switch, resistors, a capacitor, an operational amplifier and a signal former, proportional to the frequency of the input signal.
EFFECT: obtaining two signals with high linearity at outputs of the converter, one of which varies in proportion to the period and the other in proportion to the frequency of the input signal, with amplitude and frequency which vary in a wide range.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического управления, в измерительных устройствах, в управляемых фазовращателях, а также при построении многофазных генераторов.The invention relates to a pulse technique and can be used in automatic control systems, in measuring devices, in controlled phase shifters, as well as in the construction of multiphase generators.

Известно устройство [1], содержащее источник гармонического сигнала и RC-цепь, обладающую свойствами реального дифференцирующего звена с передаточной функцией H(s)=[τ·s/(τ·s+1)], где τ=R·C - постоянная времени цепи; R - сопротивление резистора; C - емкость конденсатора; s - комплексная переменная.A device [1] is known that contains a harmonic signal source and an RC circuit with the properties of a real differentiating link with the transfer function H (s) = [τ · s / (τ · s + 1)], where τ = R · C is a constant circuit time; R is the resistance of the resistor; C is the capacitance of the capacitor; s is a complex variable.

Устройство позволяет получить на выходе только один сигнал, зависящий от частоты входного источника. Однако напряжение на выходе цепи зависит не только от частоты f, но и амплитуды A входного сигнала, что является существенным недостатком подобного преобразователя. Кроме того, при изменении частоты f в широких пределах неизбежно возникает дополнительная погрешность, связанная с неидеальностью дифференцирующей цепочки, поскольку коэффициент передачи реального дифференцирующего звена H R ( f ) = 2 π f τ / 1 + ( 2 π f τ ) 2

Figure 00000001
отличается от коэффициента передачи идеального дифференцирующего звена H1(f)=2πfτ. К недостаткам следует также отнести и невозможность работы преобразователя от источника с формой сигнала, отличной от гармонического.The device allows you to receive only one signal depending on the frequency of the input source. However, the voltage at the output of the circuit depends not only on the frequency f, but also on the amplitude A of the input signal, which is a significant drawback of such a converter. In addition, when the frequency f varies over a wide range, an additional error inevitably arises due to the imperfection of the differentiating chain, since the transmission coefficient of the real differentiating link H R ( f ) = 2 π f τ / one + ( 2 π f τ ) 2
Figure 00000001
differs from the transfer coefficient of the ideal differentiating element H 1 (f) = 2πfτ. The disadvantages should also include the impossibility of the converter from a source with a waveform other than harmonic.

Наиболее близким устройством к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является принятый за прототип преобразователь период-напряжение [2], который содержит двухканальное запоминающее устройство, компаратор, инвертор, схему сравнения, фильтр нижних частот, два ключа, накопительную емкость, повторитель, источник постоянного напряжения и три резистора, причем первый вход первого запоминающего устройства соединен с выходом компаратора и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом второго запоминающего устройства, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами второго ключа, выход которого соединен с входом повторителя, выход которого подключен к выходу преобразователя, вход которого соединен с входом компаратора, первый и второй выходы первого запоминающего устройства соединены соответственно с первым и вторым входами первого ключа, выход которого соединен с входом повторителя, первый вход схемы совпадения соединен с первым выходом первого запоминающего устройства, к первому выходу второго запоминающего устройства подключен второй вход схемы сравнения, выход которой соединен с входом фильтра нижних частот, при этом между выходом источника постоянного напряжения и вторым входом первого запоминающего устройства включен первый резистор, второй резистор включен между выходом источника постоянного напряжения и вторым входом второго запоминающего устройства, третий резистор включен между выходом фильтра нижних частот и вторым входом второго запоминающего устройства, а накопительная емкость включена между общей шиной и входом повторителя.The closest device to the claimed invention in terms of essential features is the period-voltage converter adopted for the prototype [2], which contains a two-channel storage device, a comparator, an inverter, a comparison circuit, a low-pass filter, two keys, a storage capacitor, a repeater, a constant voltage source and three resistors, the first input of the first storage device connected to the output of the comparator and the input of the inverter, the output of which is connected to the first input of the second memory device, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the second key, the output of which is connected to the input of the repeater, the output of which is connected to the output of the converter, the input of which is connected to the input of the comparator, the first and second outputs of the first storage device are connected respectively to the first and the second inputs of the first key, the output of which is connected to the input of the repeater, the first input of the matching circuit is connected to the first output of the first storage device, to the first output of the second the memory device is connected to the second input of the comparison circuit, the output of which is connected to the input of the low-pass filter, while the first resistor is connected between the output of the DC voltage source and the second input of the first storage device, the second resistor is connected between the output of the DC voltage source and the second input of the second storage device, the third a resistor is connected between the output of the low-pass filter and the second input of the second storage device, and the storage capacitance is connected between the common bus and the input m repeater.

При этом первое и второе запоминающие устройства выполнены аналогично, каждое из которых включает цепочку последовательно соединенных двух дифференциаторов, генератора пилообразного напряжения и устройства выборки-хранения, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а второй вход - со вторым выходом первого запоминающего устройства и с первым выходом первого дифференциатора.In this case, the first and second storage devices are made similarly, each of which includes a chain of two differentiators connected in series, a sawtooth voltage generator and a sample-storage device, the first input of which is connected to the output of the sawtooth voltage generator, and the second input is connected to the second output of the first memory device and with the first output of the first differentiator.

Устройство является достаточно сложным и позволяет получить на выходе только один сигнал, пропорциональный периоду входного источника.The device is quite complex and allows you to get the output of only one signal proportional to the period of the input source.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение функциональных возможностей устройства.The task to which the invention is directed, is to expand the functionality of the device.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей путем получения на выходах преобразователя периодического сигнала в частоту и период двух сигналов с высокой линейностью, один из которых изменяется пропорционально периоду, а другой - пропорционально частоте входного сигнала, с изменяющимися в широких пределах амплитудой и частотой.The technical result achieved by the implementation of the invention is to expand the functionality by receiving at the outputs of the transducer a periodic signal in the frequency and period of two signals with high linearity, one of which varies proportionally to the period, and the other proportionally to the frequency of the input signal, with wide variations amplitude and frequency.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в преобразователь периодического сигнала в частоту и период, содержащий компаратор, первый и второй одновибраторы, устройство выборки-хранения, источник постоянного напряжения, ключ, первый и второй резисторы и конденсатор, причем инвертирующий и неинвертирующий входы компаратора соединены соответственно с общей шиной и входом преобразователя периодического сигнала в частоту и период, между выходом компаратора и управляющим входом ключа включен первый одновибратор, выход устройства выборки-хранения соединен с выходом преобразователя периодического сигнала в частоту и период, при этом к отрицательному зажиму источника постоянного напряжения подключены последовательно соединенные первый и второй резисторы, дополнительно введены второй компаратор, операционный усилитель и формирователь сигнала, пропорционального частоте входного сигнала, при этом неинвертирующий и инвертирующий входы операционного усилителя подключены соответственно к общей шине и к общей точке соединения первого и второго резисторов, между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя включен конденсатор, нормально разомкнутый контакт ключа включен между свободным выводом второго резистора и выходом операционного усилителя, выход которого соединен с первым входом устройства выборки-хранения, второй вход которого подключен к выходу второго одновибратора, вход которого соединен с выходом второго компаратора, неинвертирующий и инвертирующий входы которого соединены соответственно с общей шиной и входом преобразователя периодического сигнала в частоту и период, к выходу которого подключен вход формирователя сигнала, пропорционального частоте входного сигнала, выход которого соединен со вторым выходом преобразователя периодического сигнала в частоту и период.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the converter of the periodic signal into frequency and period, containing a comparator, first and second single vibrators, a sample-storage device, a constant voltage source, a key, first and second resistors and a capacitor, the inverting and non-inverting inputs the comparator are connected respectively to the common bus and the input of the periodic signal to frequency and period converter, between the output of the comparator and the control input of the key the first one-shot, the output of the sampling-storage device is connected to the output of the periodic signal to frequency and period converter, while the first and second resistors are connected in series to the negative terminal of the DC voltage source, a second comparator, an operational amplifier and a signal former proportional to the input signal frequency are additionally introduced while non-inverting and inverting inputs of the operational amplifier are connected respectively to a common bus and to a common connection point of the second and second resistors, a capacitor is connected between the output and the inverting input of the operational amplifier, a normally open key contact is connected between the free output of the second resistor and the output of the operational amplifier, the output of which is connected to the first input of the sampling-storage device, the second input of which is connected to the output of the second one-shot, the input of which is connected to the output of the second comparator, the non-inverting and inverting inputs of which are connected respectively to the common bus and the input of the converter Skog signal frequency and the period of which is connected to the output of input driver signal proportional to the input frequency, the output of which is connected to the second output periodic signal converter frequency and period.

Формирователь сигнала, пропорционального частоте входного сигнала, выполнен из делителя, блока задержки и источника опорного напряжения, отрицательный зажим которого соединен с общей шиной, а к его положительному зажиму подключен вход блока задержки, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом и выходом формирователя сигнала, пропорционального частоте входного сигнала.The signal conditioner, which is proportional to the input signal frequency, is made of a divider, a delay unit, and a reference voltage source, the negative terminal of which is connected to the common bus, and the input of the delay unit is connected to its positive terminal, the output of which is connected to the first input of the divider, the second input and output of which connected respectively to the input and output of the signal shaper proportional to the frequency of the input signal.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, established that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Введение в предлагаемый преобразователь периодического сигнала в частоту и период второго компаратора, операционного усилителя и формирователя сигнала, пропорционального частоте входного сигнала, а также выполнение формирователя сигнала, пропорционального частоте входного сигнала, и организация новых связей между функциональными элементами позволило получить на выходах преобразователя периодического сигнала в частоту и период сигналы с высокой линейностью, пропорциональные периоду и частоте входного источника, при изменении его параметров в широком диапазоне.Introduction to the proposed converter of a periodic signal in the frequency and period of the second comparator, an operational amplifier and a signal shaper proportional to the frequency of the input signal, as well as the implementation of a signal shaper proportional to the frequency of the input signal, and the organization of new connections between the functional elements made it possible to obtain a periodic signal in the outputs of the converter frequency and period signals with high linearity, proportional to the period and frequency of the input source, when changing parameters in a wide range.

Изобретение поясняется структурной схемой преобразователя периодического сигнала в частоту и период, изображенной на фиг.1, и графиками, поясняющими принцип работы преобразователя периодического сигнала в частоту и период - на фиг.2.The invention is illustrated by the structural diagram of the converter of the periodic signal into the frequency and period shown in figure 1, and graphs explaining the principle of operation of the converter of the periodic signal into frequency and period - in figure 2.

Преобразователь периодического сигнала в частоту и период содержит два компаратора 1 и 10, два одновибратора 2 и 3, устройство выборки-хранения 4, формирователь сигнала, пропорционального частоте входного сигнала 12, операционный усилитель 11, источник постоянного напряжения 5, ключ 6, первый 7 и второй 8 резисторы и конденсатор 9, причем вход преобразователя периодического сигнала в частоту и период соединен с неинвертирующим входом компаратора 1 и инвертирующим входом второго компаратора 10, между выходом компаратора 1 и управляющим входом ключа 6 включен первый одновибратор 2, второй одновибратор 3 включен между выходом второго компаратора 10 и вторым входом устройства выборки-хранения 4, выход которого соединен с выходом преобразователя периодического сигнала в частоту и период и с входом формирователя сигнала, пропорционального частоте входного сигнала 12, выход которого соединен со вторым выходом преобразователя периодического сигнала в частоту и период, при этом к отрицательному зажиму источника постоянного напряжения 5 подключены последовательно соединенные первый 7 и второй 8 резисторы, к общей точке соединения которых подключен инвертирующий вход операционного усилителя 11, между выходом и инвертирующим входом которого включен конденсатор 9, нормально разомкнутый контакт ключа 6 включен между свободным выводом второго резистора 8 и выходом операционного усилителя 11, выход которого соединен с первым входом устройства выборки-хранения 4, при этом инвертирующий вход компаратора 1, неинвертирующий вход второго компаратора 10 и положительный зажим источника постоянного напряжения 5 соединены с общей шиной.The periodic signal to frequency and period converter contains two comparators 1 and 10, two one-vibrators 2 and 3, a sampling-storage device 4, a signal conditioner proportional to the frequency of the input signal 12, an operational amplifier 11, a constant voltage source 5, key 6, the first 7 and the second 8 resistors and capacitor 9, and the input of the periodic signal to frequency and period converter connected to the non-inverting input of the comparator 1 and the inverting input of the second comparator 10, between the output of the comparator 1 and the control input key and 6, the first one-shot 2 is turned on, the second one-shot 3 is connected between the output of the second comparator 10 and the second input of the sampling-storage device 4, the output of which is connected to the output of the periodic signal to frequency and period converter and to the input of a signal shaper proportional to the frequency of the input signal 12, output which is connected to the second output of the periodic signal to frequency and period converter, while the first 7 and W are connected in series to the negative terminal of the DC voltage source 5 swarm 8 resistors, to the common connection point of which the inverting input of the operational amplifier 11 is connected, between the output and the inverting input of which a capacitor 9 is connected, a normally open contact of the key 6 is connected between the free output of the second resistor 8 and the output of the operational amplifier 11, the output of which is connected to the first input sampling-storage devices 4, while the inverting input of the comparator 1, the non-inverting input of the second comparator 10 and the positive terminal of the DC voltage source 5 are connected to a common bus.

При этом формирователь сигнала, пропорционального частоте входного сигнала 12, выполнен из делителя 13, блока задержки 14 и источника опорного напряжения 15, отрицательный зажим которого соединен с общей шиной, а к его положительному зажиму подключен вход блока задержки 14, выход которого соединен с первым входом делителя 13, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом и выходом формирователя сигнала, пропорционального частоте входного сигнала 12.In this case, the driver of the signal proportional to the frequency of the input signal 12 is made of a divider 13, a delay unit 14 and a reference voltage source 15, the negative terminal of which is connected to a common bus, and the input of the delay unit 14, the output of which is connected to the first input, is connected to its positive terminal a divider 13, the second input and output of which are connected respectively to the input and output of the signal shaper proportional to the frequency of the input signal 12.

Преобразователь периодического сигнала в частоту и период работает следующим образом.The Converter periodic signal to frequency and period works as follows.

На неинвертирующий вход первого 1 и инвертирующий вход второго 10 компараторов поступает периодический сигнал, например (фиг.2) синусоидальной формыA non-inverting input of the first 1 and inverting input of the second 10 comparators receives a periodic signal, for example (Fig.2) a sinusoidal shape

Figure 00000002
Figure 00000002

где A0 - амплитуда сигнала N0(t); x=ωt - текущее значение угла, выраженное в радианах.where A 0 is the amplitude of the signal N 0 (t); x = ωt is the current value of the angle, expressed in radians.

На выходе компаратора 1 формируется сигнал M1(t) прямоугольной формы, поступающий на вход первого одновибратора 2, а на выходе второго компаратора 10 формируется сигнал M2(t) прямоугольной формы, поступающий на вход второго одновибратора 3.At the output of the comparator 1, a square-shaped signal M 1 (t) is inputted to the input of the first one-shot 2, and a second square-shaped signal M 2 (t) is fed to the input of the second one-shot 3 at the output of the second comparator 10.

На выходе одновибратора 2 формируется последовательность узких импульсов V1(t), привязанных к переднему фронту сигнала M1(t), а на выходе одновибратора 3 формируется последовательность узких импульсов V2(t), привязанных к переднему фронту сигнала M2(t).At the output of the one-shot 2, a sequence of narrow pulses V 1 (t) is attached to the leading edge of the signal M 1 (t), and at the output of the one-shot 3 a sequence of narrow pulses V 2 (t) is attached to the leading edge of the signal M 2 (t) .

Поскольку сигналы M1(t) и M2(t) сдвинуты по фазе на 180 градусов, то импульсные последовательности V1(t) и V2(t) также будут сдвинуты между собой на 180 градусов (фиг.2).Since the signals M 1 (t) and M 2 (t) are phase shifted by 180 degrees, the pulse sequences V 1 (t) and V 2 (t) will also be shifted by 180 degrees (Fig. 2).

Операционный усилитель 11, первый резистор 7 и конденсатор 9 образуют интегратор с передаточной функциейThe operational amplifier 11, the first resistor 7 and the capacitor 9 form an integrator with a transfer function

Figure 00000003
Figure 00000003

где τ=R·C - постоянная времени фазовращателя 1; R - сопротивление резистора 7; C - емкость конденсатора 9; s - комплексная переменная.where τ = R · C is the time constant of the phase shifter 1; R is the resistance of the resistor 7; C is the capacitance of the capacitor 9; s is a complex variable.

Второй резистор 8 служит для ограничения величины тока разряда конденсатора 9, который происходит при замыкании ключа 6.The second resistor 8 serves to limit the magnitude of the discharge current of the capacitor 9, which occurs when the key 6 is closed.

Импульсы с выхода первого одновибратора 2 поступают на управляющий вход ключа 6, а импульсы с выхода второго одновибратора 3 - на второй вход устройства выборки-хранения.The pulses from the output of the first one-shot 2 go to the control input of the key 6, and the pulses from the output of the second one-shot 3 to the second input of the sample-storage device.

При разомкнутом ключе 6 конденсатор 9 заряжается по линейному закону от источника постоянного напряжения 5 через резистор 7. Поскольку операционный усилитель 11 является инвертирующим, то на выходе операционного усилителя 11, то есть на выходе интегратора, формируется линейно нарастающее напряжение L положительной полярности (фиг.2). Крутизна нарастания и максимальный уровень этого напряжения будут зависеть от постоянной времени интегратора τ и величины напряжения E1, поступающего на вход интегратора от источника постоянного напряжения 5.With the switch 6 open, the capacitor 9 is charged linearly from the constant voltage source 5 through the resistor 7. Since the operational amplifier 11 is inverting, a linearly increasing voltage L of positive polarity is formed at the output of the operational amplifier 11, that is, at the output of the integrator (Fig. 2 ) The steepness of the rise and the maximum level of this voltage will depend on the integrator time constant τ and the magnitude of the voltage E 1 supplied to the integrator input from the constant voltage source 5.

Запоминание напряжения L происходит в момент подачи стробирующего импульса V2(t), поступающего на второй вход устройства выборки-хранения 4. Выбор постоянной времени интегратора и величины напряжения позволит в момент поступления стробирующего импульса получить (фиг.2) на выходе устройства выборки-хранения 4 сигнал N1, пропорциональный периоду T входного сигнала N0(t):The voltage L is stored at the moment of supply of the strobe pulse V 2 (t) supplied to the second input of the sampling-storage device 4. The choice of the integrator time constant and the voltage value will allow to receive (Fig. 2) at the output of the sampling-storage device at the moment of arrival of the strobe pulse 4 signal N 1 proportional to the period T of the input signal N 0 (t):

Figure 00000004
Figure 00000004

где k1 - коэффициент пропорциональности.where k 1 is the coefficient of proportionality.

Сброс интегратора, то есть разряд конденсатора 9, происходит в момент подачи узкого импульса V1(t) на управляющий вход ключа 6. В этот момент происходит быстрый разряд конденсатора 9 до нуля, при этом величина тока разряда ограничивается величиной малого сопротивления резистора 8.The reset of the integrator, that is, the discharge of the capacitor 9, occurs at the moment of supplying a narrow pulse V 1 (t) to the control input of the key 6. At this moment, the capacitor 9 quickly discharges to zero, and the discharge current is limited by the value of the low resistance of the resistor 8.

Затем процесс заряда-разряда конденсатора 9, то есть формирование линейно изменяющегося напряжения, повторяется (фиг.2).Then the charge-discharge process of the capacitor 9, that is, the formation of a linearly varying voltage, is repeated (figure 2).

Формирование на втором выходе преобразователя сигнала N2(t), пропорционального частоте f входного сигнала N0(t), происходит в формирователе сигнала, пропорционального частоте входного сигнала 12, следующим образом.The formation at the second output of the signal converter N 2 (t) proportional to the frequency f of the input signal N 0 (t) occurs in the signal shaper proportional to the frequency of the input signal 12, as follows.

На первый вход делителя 13 от источника опорного напряжения 15 через блок задержки 14 подается напряжение E0=1, а на второй вход делителя 13 подается напряжение N1 с первого выхода преобразователя периодического сигнала в частоту и период.At the first input of the divider 13 from the reference voltage source 15, a voltage E 0 = 1 is supplied through the delay unit 14, and voltage N 1 is supplied to the second input of the divider 13 from the first output of the periodic signal to frequency and period converter.

В результате выполнения математической операции деления на выходе делителя 13, то есть на втором выходе преобразователя периодического сигнала в частоту и период, формируется сигнал, пропорциональный частоте f входного сигнала N0(t)As a result of the mathematical operation of division at the output of the divider 13, that is, at the second output of the periodic signal to frequency and period converter, a signal is generated proportional to the frequency f of the input signal N 0 (t)

Figure 00000005
Figure 00000005

где k2=m/k1 - коэффициент пропорциональности, m - масштабный коэффициент делителя 13; f=1/T.where k 2 = m / k 1 is the proportionality coefficient, m is the scale factor of the divider 13; f = 1 / T.

Блок задержки 14 необходим для правильной работы делителя 13, поскольку исключает выполнение математической операции деления одной величины (напряжение E0) на другую (напряжение N1), имеющую в начальный момент времени (при пуске) нулевое значение. Величина задержки τ2 (фиг.2), формируемой блоком задержки 14, должна несколько превышать значение времени τ1, то есть τ21.The delay unit 14 is necessary for the correct operation of the divider 13, since it eliminates the mathematical operation of dividing one quantity (voltage E 0 ) by another (voltage N 1 ), which has a zero value at the initial time (at start-up). The value of the delay τ 2 (Fig. 2), formed by the delay unit 14, should slightly exceed the value of time τ 1 , that is, τ 2 > τ 1 .

Преобразователь периодического сигнала в частоту и период может работать с периодическими сигналами различной (синусоидальной, треугольной, трапецеидальной, прямоугольной) формы и может быть выполнен в интегральном исполнении, что является достоинством предлагаемого изобретения. Выходные характеристики, то есть зависимости формируемых выходных сигналов от параметров (периода и частоты) входного сигнала, линейны в широком диапазоне их изменения, что также является достоинством предлагаемого изобретения.The periodic signal to frequency and period converter can operate with periodic signals of various (sinusoidal, triangular, trapezoidal, rectangular) shapes and can be performed in an integral design, which is an advantage of the present invention. The output characteristics, that is, the dependences of the generated output signals on the parameters (period and frequency) of the input signal, are linear in a wide range of their changes, which is also an advantage of the present invention.

Источники информацииInformation sources

1. Кузнецов Э. Два аналоговых частотомера. Журнал «Радио», 2009, №7, с.74 - рис.1.1. Kuznetsov E. Two analog frequency counter. Radio Magazine, 2009, No. 7, p. 74 - Fig. 1.

2. Патент РФ №2030108, H03K 9/06. Сумачев Ю.Н., Чалов Е.И. Преобразователь период - напряжение. 1995 г.2. RF patent No. 2030108, H03K 9/06. Sumachev Yu.N., Chalov E.I. Converter period - voltage. 1995 year

Claims (2)

1. Преобразователь периодического сигнала в частоту и период, содержащий компаратор, первый и второй одновибраторы, устройство выборки-хранения, источник постоянного напряжения, ключ, первый и второй резисторы и конденсатор, причем инвертирующий и неинвертирующий входы компаратора соединены соответственно с общей шиной и входом преобразователя, между выходом компаратора и управляющим входом ключа включен первый одновибратор, выход устройства выборки-хранения соединен с выходом преобразователя периодического сигнала в частоту и период, при этом к отрицательному зажиму источника постоянного напряжения подключены последовательно соединенные первый и второй резисторы, отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй компаратор, операционный усилитель и формирователь сигнала, пропорционального частоте входного сигнала, при этом неинвертирующий и инвертирующий входы операционного усилителя подключены соответственно к общей шине и к общей точке соединения первого и второго резисторов, между выходом и инвертирующим входом операционного усилителя включен конденсатор, нормально разомкнутый контакт ключа включен между свободным выводом второго резистора и выходом операционного усилителя, выход которого соединен с первым входом устройства выборки-хранения, второй вход которого подключен к выходу второго одновибратора, вход которого соединен с выходом второго компаратора, неинвертирующий и инвертирующий входы которого соединены соответственно с общей шиной и входом преобразователя периодического сигнала в частоту и период, к выходу которого подключен вход формирователя сигнала, пропорционального частоте входного сигнала, выход которого соединен со вторым выходом преобразователя периодического сигнала в частоту и период.1. A periodic signal to frequency and period converter comprising a comparator, first and second single vibrators, a sampling-storage device, a constant voltage source, a key, first and second resistors and a capacitor, the inverting and non-inverting inputs of the comparator are connected respectively to a common bus and the input of the converter , between the output of the comparator and the control input of the key, the first one-shot is turned on, the output of the sampling-storage device is connected to the output of the converter of the periodic signal into frequency and d, while the first and second resistors are connected in series to the negative clamp of the DC voltage source, characterized in that a second comparator, an operational amplifier and a signal conditioner proportional to the frequency of the input signal are added to it, while the non-inverting and inverting inputs of the operational amplifier are connected respectively to the common bus and to the common connection point of the first and second resistors, between the output and the inverting input of the operational amplifier is connected to nensator, a normally open key contact is connected between the free output of the second resistor and the output of the operational amplifier, the output of which is connected to the first input of the sampling-storage device, the second input of which is connected to the output of the second one-shot, the input of which is connected to the output of the second comparator, whose non-inverting and inverting inputs connected respectively to the common bus and the input of the periodic signal to frequency converter and the period to the output of which the signal shaper input is connected, the proportion the natural frequency of the input signal, the output of which is connected to the second output of the periodic signal to frequency and period converter. 2. Преобразователь периодического сигнала в частоту и период п.1, отличающийся тем, что формирователь сигнала, пропорционального частоте входного сигнала, выполнен из делителя, блока задержки и источника опорного напряжения, отрицательный зажим которого соединен с общей шиной, а к его положительному зажиму подключен вход блока задержки, выход которого соединен с первым входом делителя, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом и выходом формирователя сигнала, пропорционального частоте входного сигнала. 2. A periodic signal to frequency converter and a period of claim 1, characterized in that the signal former, proportional to the input signal frequency, is made of a divider, a delay unit and a reference voltage source, the negative terminal of which is connected to a common bus and connected to its positive terminal the input of the delay unit, the output of which is connected to the first input of the divider, the second input and output of which are connected respectively to the input and output of the signal shaper proportional to the frequency of the input signal.
RU2012140981/08A 2012-09-25 2012-09-25 Converter for converting periodic signal to frequency and period RU2520409C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140981/08A RU2520409C2 (en) 2012-09-25 2012-09-25 Converter for converting periodic signal to frequency and period

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012140981/08A RU2520409C2 (en) 2012-09-25 2012-09-25 Converter for converting periodic signal to frequency and period

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012140981A RU2012140981A (en) 2014-03-27
RU2520409C2 true RU2520409C2 (en) 2014-06-27

Family

ID=50342920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012140981/08A RU2520409C2 (en) 2012-09-25 2012-09-25 Converter for converting periodic signal to frequency and period

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2520409C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565504C1 (en) * 2014-08-28 2015-10-20 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" Frequency permit inspection device
RU2565472C1 (en) * 2014-11-25 2015-10-20 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" Frequency-voltage converter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4839653A (en) * 1987-05-29 1989-06-13 Analog Devices Incorporated High-speed voltage-to-frequency converter
RU2030108C1 (en) * 1991-05-12 1995-02-27 Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Period-to-voltage converter
RU2280946C1 (en) * 2005-02-14 2006-07-27 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Differential transducer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4839653A (en) * 1987-05-29 1989-06-13 Analog Devices Incorporated High-speed voltage-to-frequency converter
RU2030108C1 (en) * 1991-05-12 1995-02-27 Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Period-to-voltage converter
RU2280946C1 (en) * 2005-02-14 2006-07-27 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Differential transducer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2565504C1 (en) * 2014-08-28 2015-10-20 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" Frequency permit inspection device
RU2565472C1 (en) * 2014-11-25 2015-10-20 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" Frequency-voltage converter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012140981A (en) 2014-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104267244B (en) A kind of integration ratio circuit and the impedance measurement method based on integration ratio circuit
CN103499743A (en) System and circuit for high-precision measuring of resistor and capacitor
CN103441764A (en) Current frequency converting circuit
CN108196217B (en) Direct current metering method and system for off-board charger current calibration instrument
RU2520409C2 (en) Converter for converting periodic signal to frequency and period
RU108247U1 (en) FUNCTIONAL GENERATOR
RU2603937C1 (en) Microcontroller measuring converter for resistive and capacitive sensors with transmission of conversion result over radio channel
RU2602493C1 (en) High-sensitive converter of capacitance into frequency
Tapashetti et al. Design and simulation of op amp integrator and its applications
CN203490289U (en) High-precision measurement system and circuit for resistance and capacitance
RU2338212C1 (en) Method for defining phase shift angle between two signals represented by digital readings
RU206323U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY DIVIDER
RU104799U1 (en) MANAGED GENERATOR
RU2559722C1 (en) Period-voltage converter
RU214462U1 (en) POWER FACTOR METER
RU212274U1 (en) PHASE-SENSITIVE AC TO DC VOLTAGE CONVERTER
RU2555241C1 (en) Function generator
RU206703U1 (en) FREQUENCY MORNER
RU2563315C1 (en) Microcontroller metering converter with controlled power supply of resistive measurement circuits by method of width-pulse modulation
RU130161U1 (en) VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER
RU2582557C1 (en) Function generator
RU213443U1 (en) POWER FACTOR METER
RU206322U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY DIVIDER
RU185970U1 (en) Device for measuring the phase of oscillation
RU2231849C1 (en) Frequency-difference relay

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150926