RU2565472C1 - Frequency-voltage converter - Google Patents

Frequency-voltage converter Download PDF

Info

Publication number
RU2565472C1
RU2565472C1 RU2014147528/08A RU2014147528A RU2565472C1 RU 2565472 C1 RU2565472 C1 RU 2565472C1 RU 2014147528/08 A RU2014147528/08 A RU 2014147528/08A RU 2014147528 A RU2014147528 A RU 2014147528A RU 2565472 C1 RU2565472 C1 RU 2565472C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
frequency
shaper
signal
Prior art date
Application number
RU2014147528/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Степанович Дубровин
Алексей Михайлович Зюзин
Original Assignee
Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений"
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 Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений" filed Critical Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных объединений"
Priority to RU2014147528/08A priority Critical patent/RU2565472C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2565472C1 publication Critical patent/RU2565472C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: converter includes bipolar signal generator with duty ratio of two, generator of short strobe pulses 2 and 3, inverter 4, the first 5 and second 6 controlled integrators, and output generator 7 is made of the first 8 and second 9 summators, NOT logic circuit 10, divider 11 and reference voltage source 12. At that the following periodic signals of various shape may be supplied to the converter input: harmonic, bipolar rectangular, triangle and trapezoidal signals.
EFFECT: converting periodic signals of various shape.
3 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 формирователь входных импульсов, дозирующее устройство, входную и выходную шины, аналоговые ключи, синхронизированные генераторы, два логических элемента «ИЛИ», распределитель, D-триггеры, формирователь импульса записи, формирователь заднего фронта, фильтр нижних частот, шину сигнала перегрузки и конденсатор. Устройство позволяет получить на выходе сигнал, пропорциональный частоте входного источника, имеет высокое быстродействие, но является достаточно сложным.A device [1] is known, comprising an input pulse shaper, a metering device, input and output buses, analog keys, synchronized generators, two OR logic elements, a distributor, D-triggers, a write pulse shaper, a trailing edge shaper, a low-pass filter, overload signal bus and capacitor. The device allows to obtain an output signal proportional to the frequency of the input source, has high speed, but is quite complicated.

Известно устройство [2], содержащее первый и второй компараторы, первый и второй одновибраторы, управляемый интегратор, устройство выборки-хранения и источник постоянного напряжения, плюсовой зажим которого соединен с общей шиной, а минусовой зажим - с первым входом управляемого интегратора, к выходу которого подключен первый вход устройства выборки-хранения, вход которого соединен с выходом устройства, входная шина которого соединена с неинвертирующим входом первого компаратора, между выходом которого и вторым входом управляемого компаратора включен первый одновибратор, при этом к входной шине подключен инвертирующий вход второго компаратора, между выходом которого и вторым входом устройства выборки-хранения включен второй одновибратор, причем инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго компараторов соединены с общей шиной.A device [2] is known that contains the first and second comparators, the first and second single vibrators, a controlled integrator, a sampling-storage device and a constant voltage source, the positive terminal of which is connected to a common bus, and the negative terminal is connected to the first input of the controlled integrator, to the output of which the first input of the sampling-storage device is connected, the input of which is connected to the output of the device, the input bus of which is connected to the non-inverting input of the first comparator, between the output of which and the second input of the controlled comp The first one-shot is turned on, while the inverting input of the second comparator is connected to the input bus, between the output of which and the second input of the sampling-storage device, the second one-shot is turned on, the inverting input of the first and non-inverting inputs of the second comparators are connected to the common bus.

Устройство позволяет получить на выходе сигнал, пропорциональный частоте входного источника, но при работе с входными сигналами низкой и инфранизкой частот появляется погрешность в формировании выходного сигнала. Действительно, при низких частотах входного сигнала значительно увеличивается время между подачей стробирующих импульсов с выхода второго одновибратора на второй вход устройства выборки-хранения. Следовательно, за время между двумя соседними стробирующими импульсами, реальный запоминающий конденсатор устройства выборки-хранения, то есть конденсатор с потерями, сможет значительно разрядиться, что неизбежно приведет к дополнительной погрешности устройства.The device allows you to get the output signal proportional to the frequency of the input source, but when working with input signals of low and infralow frequencies, an error appears in the formation of the output signal. Indeed, at low frequencies of the input signal, the time between the supply of the strobe pulses from the output of the second one-shot to the second input of the sampling-storage device is significantly increased. Therefore, during the time between two adjacent strobe pulses, the real storage capacitor of the sampling-storage device, that is, a lossy capacitor, can be significantly discharged, which will inevitably lead to an additional error of the device.

Наиболее близким устройством к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является, принятый за прототип, удвоитель частоты сигнала [3], содержащий формирователь биполярных импульсов, первый и второй формирователи коротких импульсов, инвертор, первый и второй управляемые интеграторы, каждый из которых выполнен из интегрирующего усилителя и ключа, схему сравнения и выходной формирователь, при этом первый и второй входы схемы сравнения подключены к выходам, соответственно, первого и второго управляемых интеграторов, инвертор включен между выходом формирователя биполярных сигналов и первым входом первого управляемого интегратора, второй вход которого соединен с выходом первого формирователя коротких импульсов, вход которого соединен с входом формирователя биполярных импульсов и входом второго формирователя коротких импульсов, к выходу которого подключен второй вход второго управляемого интегратора, первый вход которого соединен с выходом формирователя биполярных импульсов, причем к выходу схемы сравнения подключен первый вход выходного формирователя, выход которого соединен с выходом удвоителя частоты сигнала, вход которого соединен с входом формирователя биполярных импульсов и вторым входом выходного формирователя.The closest device to the claimed invention in terms of essential features is the signal frequency doubler [3] adopted for the prototype, comprising a bipolar pulse shaper, first and second short pulse shapers, an inverter, first and second controlled integrators, each of which is made of an integrating amplifier and the key, the comparison circuit and the output driver, while the first and second inputs of the comparison circuit are connected to the outputs, respectively, of the first and second controlled integrators, an inverter is connected between the output of the bipolar signal shaper and the first input of the first controlled integrator, the second input of which is connected to the output of the first short pulse shaper, the input of which is connected to the input of the bipolar pulse shaper and the input of the second short pulse shaper, the second input of the second controlled integrator is connected to its output, the first input of which is connected to the output of the bipolar pulse shaper, and the first input of the output form is connected to the output of the comparison circuit ovatelya, whose output is connected to the output signal frequency doubler having an input coupled to the input of the bipolar pulses and a second input of the output driver.

При подаче на вход устройства сигнала прямоугольной формы, то есть видеоимпульсов, с амплитудным значением, изменяющимся в широких пределах, на выходе устройства также формируются сигналы прямоугольной формы, с частотой, равной удвоенной частоте входного сигнала.When a rectangular signal, that is, video pulses with an amplitude value that varies widely, is fed to the device input, rectangular signals are generated at the device output with a frequency equal to twice the frequency of the input signal.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение функциональных возможностей устройства путем получения на его выходе напряжения, пропорционального частоте входных сигналов различной формы.The problem to which the invention is directed, is to expand the functionality of the device by obtaining at its output a voltage proportional to the frequency of the input signals of various shapes.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей путем получения на его выходе напряжения, пропорционального частоте входного сигнала.The technical result achieved by the implementation of the invention is to expand the functionality by obtaining at its output a voltage proportional to the frequency of the input signal.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в преобразователе частота - напряжение, содержащем формирователь биполярных импульсов, первый и второй формирователи коротких импульсов, инвертор, первый и второй управляемые интеграторы, выходной формирователь выполнен из первого и второго сумматоров, логической схемы «НЕ», делителя и источника опорного напряжения, минусовой зажим которого соединен с общей шиной, а плюсовой с - первым входом делителя, выход которого соединен с выходом выходного формирователя, выход которого соединен с выходной шиной преобразователя частота - напряжение, к входной шине которого подключен вход формирователя биполярных импульсов, между выходом которого и первым входом первого управляемого интегратора включен инвертор, а первый вход второго управляемого интегратора соединен с выходом формирователя биполярных импульсов, при этом первый вход выходного формирователя соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, вторые входы которых соединены со вторым входом выходного формирователя, логическая схема «НЕ» включена между выходом первого сумматора и третьим входом второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом делителя, причем первый формирователь коротких импульсов включен между входной шиной преобразователь частота - напряжение и вторым входом первого управляемого интегратора, второй формирователь коротких импульсов включен между входной шиной преобразователь частота - напряжение и вторым входом второго управляемого интегратора, а первый и второй входы выходного формирователя подключены к выходам, соответственно, первого и второго управляемых интеграторов.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the frequency-to-voltage converter containing the bipolar pulse shaper, the first and second short pulse shapers, the inverter, the first and second controlled integrators, the output shaper is made of the first and second adders, the logic circuit “NOT” , a divider and a reference voltage source, the negative terminal of which is connected to the common bus, and the positive terminal is the first input of the divider, the output of which is connected to the output of the output form a generator whose output is connected to the output bus of the frequency – frequency converter, the input of which is connected to the input of a bipolar pulse former, between the output of which and the first input of the first controlled integrator an inverter is connected, and the first input of the second controlled integrator is connected to the output of the bipolar pulse former the first input of the output driver is connected to the first inputs of the first and second adders, the second inputs of which are connected to the second input of the output driver, The second “NOT” circuit is connected between the output of the first adder and the third input of the second adder, the output of which is connected to the second input of the divider, the first short pulse shaper connected between the input bus frequency-voltage converter and the second input of the first controlled integrator, the second short pulse shaper connected between the input bus frequency-voltage converter and the second input of the second controlled integrator, and the first and second inputs of the output driver are connected to the outputs, respectively tween a first and a second controllable integrators.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся 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, allowed to establish 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."

Выполнение выходного формирователя из двух сумматоров, логической схемы «НЕ», делителя и источника опорного напряжения, а также организация новых связей между функциональными элементами позволило расширить функциональные возможности устройства и получить на его выходе напряжение, пропорциональное частоте входного сигнала.The execution of the output shaper from two adders, the logic circuit “NOT”, the divider and the source of the reference voltage, as well as the organization of new connections between the functional elements made it possible to expand the functionality of the device and to obtain a voltage proportional to the frequency of the input signal at its output.

Изобретение поясняется структурной схемой преобразователя частота - напряжение, изображенной на фиг. 1, и графиками, поясняющими принцип работы преобразователя частота - напряжение - на фиг. 2 и фиг. 3.The invention is illustrated by a block diagram of a frequency-voltage converter depicted in FIG. 1, and graphs explaining the principle of operation of the frequency-voltage converter — in FIG. 2 and FIG. 3.

Преобразователь частота - напряжение содержит формирователь биполярных импульсов 1, первый 2 и второй 3 формирователи коротких импульсов, инвертор 4, первый 5 и второй 6 управляемые интеграторы и выходной формирователь 7, который выполнен из первого 8 и второго сумматоров, логической схемы «НЕ» 10, делителя 11 и источника опорного напряжения 12, минусовой зажим которого соединен с общей шиной, а плюсовой с - первым входом делителя 11, выход которого соединен с выходом выходного формирователя 7, выход которого соединен с выходной шиной преобразователя частота - напряжение, к входной шине которого подключен вход формирователя биполярных импульсов 1, между выходом которого и первым входом первого управляемого интегратора 5 включен инвертор 4, а первый вход второго управляемого интегратора 6 соединен с выходом формирователя биполярных импульсов 1, при этом первый вход выходного формирователя 7 соединен с первыми входами первого 8 и второго 9 сумматоров, вторые входы которых соединены со вторым входом выходного формирователя 7, логическая схема «НЕ» 10 включена между выходом первого сумматора 8 и третьим входом второго сумматора 9, выход которого соединен со вторым входом делителя 11, причем первый формирователь коротких импульсов 2 включен между входной шиной преобразователь частота - напряжение и вторым входом первого управляемого интегратора 5, второй формирователь коротких импульсов 3 включен между входной шиной преобразователь частота напряжение и вторым входом второго управляемого интегратора 6, а первый и второй входы выходного формирователя 7 подключены к выходам, соответственно, первого 5 и второго 6 управляемых интеграторов.The frequency-to-voltage converter contains a bipolar pulse shaper 1, first 2 and second 3 short pulse shapers, an inverter 4, first 5 and second 6 controlled integrators and an output shaper 7, which is made of the first 8 and second adders, the logic circuitry “10”, the divider 11 and the reference voltage source 12, the negative terminal of which is connected to the common bus, and the positive one is the first input of the divider 11, the output of which is connected to the output of the output driver 7, the output of which is connected to the output bus For frequency, there is voltage, the input bus of which is connected to the input of the bipolar pulse generator 1, between the output of which and the first input of the first controlled integrator 5, the inverter 4 is turned on, and the first input of the second controlled integrator 6 is connected to the output of the bipolar pulse generator 1, while the first input of the output the shaper 7 is connected to the first inputs of the first 8 and second 9 adders, the second inputs of which are connected to the second input of the output shaper 7, the logic circuit “NOT” 10 is connected between the output of the first sum ora 8 and the third input of the second adder 9, the output of which is connected to the second input of the divider 11, and the first short pulse shaper 2 is connected between the input bus frequency-voltage converter and the second input of the first controlled integrator 5, the second short pulse shaper 3 is connected between the input bus converter frequency voltage and the second input of the second controlled integrator 6, and the first and second inputs of the output driver 7 are connected to the outputs, respectively, of the first 5 and second 6 controlled in egratorov.

Преобразователь частота - напряжение работает следующим образом.The frequency converter - voltage operates as follows.

На вход преобразователя можно подавать периодические сигналы различной формы (гармонические, биполярные прямоугольной формы, сигналы треугольной и трапецеидальной формы). Главное требование к таким сигналам - равенство длительностей в течение первого и второго полупериодов, с тем чтобы сигнал прямоугольной формы на выходе формирователя биполярных импульсов 1 имел скважность, равную двум.Periodic signals of various shapes (harmonic, bipolar, rectangular, triangular and trapezoidal) can be fed to the input of the converter. The main requirement for such signals is the equality of the durations during the first and second half-periods, so that the square-wave signal at the output of the bipolar pulse generator 1 has a duty cycle equal to two.

При подаче на входную шину, например, гармонического сигнала S(t)=Asin(ωt) с амплитудным значением А и частотой ω=2πf (фиг. 2, а) на выходе формирователя 1 формируется (фиг. 2, б) последовательность биполярных прямоугольных импульсов V1(t) с амплитудным значением Vm1.When applying, for example, a harmonic signal S (t) = Asin (ωt) to the input bus with an amplitude value A and a frequency ω = 2πf (Fig. 2a), a sequence of bipolar rectangular waves is generated (Fig. 2b) pulses V 1 (t) with an amplitude value of V m1 .

Одновибраторы 2 и 3, срабатывающие, соответственно, по задним и передним фронтам сигнала V1(t), формируют соответствующие узкие стробирующие импульсы D1 (фиг. 2, в) и D2 (фиг. 2, д).Single vibrators 2 and 3, triggered, respectively, on the leading and trailing edges of the signal V 1 (t), form the corresponding narrow strobe pulses D 1 (Fig. 2, c) and D 2 (Fig. 2, d).

На первый вход второго управляемого интегратора 6 подается сигнал V1(t), а на первый вход первого управляемого интегратора 5 - инвертированный сигнал V2(t)=-V1(t). Поскольку модуль коэффициента передачи инвертора равен единице, то амплитудное значение Vm2 (фиг. 2, г) сигнала V2(t) будет равно амплитудному значению Vm1 сигнала V1(t).The signal V 1 (t) is supplied to the first input of the second controlled integrator 6, and the inverted signal V 2 (t) = - V 1 (t) is supplied to the first input of the first controlled integrator 5. Since the modulus of the inverter transfer coefficient is equal to unity, the amplitude value V m2 (Fig. 2d) of the signal V 2 (t) will be equal to the amplitude value V m1 of the signal V 1 (t).

Управляемые интеграторы 5 и 6 являются инвертирующими, поэтому их выходные сигналы L1(t) и L2(t) будут сдвинуты по отношению к входным на 180 электрических градусов.The controlled integrators 5 and 6 are inverting, therefore their output signals L 1 (t) and L 2 (t) will be shifted by 180 electrical degrees relative to the input ones.

При поступлении биполярных сигналов V1(t) и V2(t) на первые входы управляемых интеграторов 5 и 6, на их выходах начинают формироваться (фиг. 2, е и фиг. 2, ж) линейно изменяющие сигналы L1(t) и L2(t), максимальные (амплитудные) значения которых Lm1 и Lm2 будут зависеть от амплитудных значений Vm1 и Vm2 соответствующих сигналов и постоянных времени τ1 и τ2 соответствующих управляемых интеграторов 5 и 6.Upon receipt of the bipolar signals V 1 (t) and V 2 (t) at the first inputs of the controlled integrators 5 and 6, linearly changing signals L 1 (t) begin to form at their outputs (Fig. 2, e and Fig. 2, g) and L 2 (t), the maximum (amplitude) values of which L m1 and L m2 will depend on the amplitude values V m1 and V m2 of the corresponding signals and the time constants τ 1 and τ 2 of the corresponding controlled integrators 5 and 6.

Стробирующие импульсы D1 и D2, поступающие на вторые входы управляемых интеграторов 5 и 6, производят их сброс, то есть «привязку» к нулевому уровню соответствующих сигналов L1(t) и L2(t), что исключает смещение («сползание») этих сигналов из-за наличия различных дестабилизирующих факторов и, прежде всего, из-за дрейфа нулевого уровня самих интеграторов.The strobe pulses D 1 and D 2 supplied to the second inputs of the controlled integrators 5 and 6 reset them, that is, they “bind” the corresponding signals L 1 (t) and L 2 (t) to the zero level, which eliminates bias (“creep” ») Of these signals due to the presence of various destabilizing factors and, above all, due to the zero-level drift of the integrators themselves.

При запуске преобразователя в течение первого полупериода (когда значение текущего угла х=ωt изменяется в диапазоне от 0 до π) происходит изменение сигнала L2(t) в положительном направлении (фиг. 2, ж). Затем при поступлении стробирующего импульса D2 на второй вход управляемого интегратора 6 происходит сброс сигнала L2(t) до нулевого значения. Далее полярность формируемого сигнала остается отрицательной (фиг. 2, ж).When the converter is started during the first half-cycle (when the value of the current angle x = ωt changes in the range from 0 to π), the signal L 2 (t) changes in the positive direction (Fig. 2, g). Then, when the gate pulse D 2 arrives at the second input of the controlled integrator 6, the signal L 2 (t) is reset to zero. Further, the polarity of the generated signal remains negative (Fig. 2, g).

Найдем максимальное значение Lm1 (фиг. 2, е) сигнала L1(t) с помощью выраженияFind the maximum value of L m1 (Fig. 2, e) of the signal L 1 (t) using the expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где Т0=1/f - период входного сигнала S(t).where T 0 = 1 / f is the period of the input signal S (t).

По аналогии вычислим максимальное значение Lm2 сигнала L2(t)By analogy, we calculate the maximum value L m2 of the signal L 2 (t)

Figure 00000002
Figure 00000002

При Vm1=Vm2=Vm и равенстве постоянных времени τ12=τ максимальные значения сигналов L1(t) и L2(t) будут равныWhen V m1 = V m2 = V m and the equality of the time constants τ 1 = τ 2 = τ, the maximum values of the signals L 1 (t) and L 2 (t) will be equal

Figure 00000003
Figure 00000003

Напряжение EF, пропорциональное частоте f входного сигнала S(t), формируется следующим образом.The voltage E F proportional to the frequency f of the input signal S (t) is formed as follows.

В результате суммирования сигналов L1(t) и L2(t) на выходе инвертирующего сумматора 8 формируется (фиг. 3, в) сигналAs a result of summing the signals L 1 (t) and L 2 (t) at the output of the inverting adder 8, a signal is generated (Fig. 3, c)

Figure 00000004
Figure 00000004

где k11 и k12 - коэффициенты передачи сумматора 8, соответственно, по первому и второму входам.where k 11 and k 12 are the transfer coefficients of the adder 8, respectively, at the first and second inputs.

При равенстве коэффициентов передачи k11=k]2=α и при равенстве амплитудных значений Lm1=Lm2=Lm линейно-изменяющихся сигналов L1(t) и L2(t) выходной сигнал М1(t) будет иметь (фиг. 3, в) нулевое значение на интервале х∈[0;π], то есть информационная составляющая на этом участке (в пределах первого полупериода) будет отсутствовать ET1=0.If the transmission coefficients are equal, k 11 = k ] 2 = α and the amplitude values L m1 = L m2 = L m of linearly varying signals L 1 (t) and L 2 (t) are equal, the output signal M 1 (t) will have ( Fig. 3, c) a zero value on the interval x∈ [0; π], that is, the information component in this section (within the first half-period) will be absent E T1 = 0.

Для всех остальных участков величина постоянного напряженияFor all other sections, the value of constant voltage

Figure 00000005
Figure 00000005

то есть напряжение ET1, формируемое на выходе сумматора 8, будет пропорционально периоду Т0 входного сигнала S(t).that is, the voltage E T1 generated at the output of the adder 8 will be proportional to the period T 0 of the input signal S (t).

Поскольку частота f обратно пропорциональна периоду Т0, то напряжение EF, пропорциональное частоте, можно найти с помощью формулыSince the frequency f is inversely proportional to the period T 0 , the voltage E F proportional to the frequency can be found using the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

Реализовать (6) можно с помощью делителя 11, подав на его первый вход непосредственно с выхода первого сумматора 8 сигнал, а на второй вход - опорное напряжение EОП, величина которого в частном случае может быть равна единице ЕОП=1.It is possible to realize (6) using the divider 11, applying a signal to its first input directly from the output of the first adder 8, and to the second input, the reference voltage E OP , the value of which in a particular case can be equal to unity E OP = 1.

Однако реализация алгоритма (6) вызывает определенные трудности, поскольку при запуске преобразователя частота-напряжение (первый полупериод) напряжение ЕТ1 равно нулю и поэтому формируемое напряжение EF будет стремиться теоретически к бесконечности.However, the implementation of algorithm (6) causes certain difficulties, since when starting the frequency-voltage converter (first half-period), the voltage E T1 is zero and therefore the generated voltage E F will theoretically tend to infinity.

Для уменьшения выбросов напряжения EF при пуске можно на выходе преобразователя частота-напряжение включить дополнительный ограничитель либо ограничивать выброс на уровне питающего напряжения. В некоторых случаях подобные решения не могут считаться оптимальными, поэтому в предлагаемом изобретении задача уменьшения первоначального выброса напряжения EF решается следующим образом.To reduce the emission of voltage E F during start-up, an additional limiter can be activated at the output of the frequency-voltage converter or the emission can be limited at the supply voltage level. In some cases, such solutions cannot be considered optimal, therefore, in the present invention, the task of reducing the initial voltage surge E F is solved as follows.

В то время когда сигнал ET1 будет равен нулю (первый полупериод), необходимо сформировать (фиг. 3, г) одиночный импульс N(t) длительностью τи=T0/2 определенной амплитуды Nm, с тем чтобы осуществить операцию деления Ef=EОПТ.While the signal E T1 will be zero (the first half-cycle), it is necessary to form (Fig. 3d) a single pulse N (t) of duration τ and = T 0/2 of a certain amplitude N m in order to carry out the division operation E f = E OD / E T.

Данная операция выполняется с помощью логической схемы «НЕ» 10. При подаче сигнала N(t) на вход логической схемы «НЕ» 10 на ее выходе будет сформирован (фиг. 3, г) одиночный импульс N(t) положительной полярности, который поступает на третий (инвертирующий) вход сумматора 9.This operation is performed using the logic circuit “NOT” 10. When a signal N (t) is input to the input of the logic circuit “NOT” 10, a single pulse N (t) of positive polarity will be generated at its output (Fig. 3d). to the third (inverting) input of the adder 9.

В результате суммирования сигналов L1(t), L2(t) и N(t) на выходе сумматора 9 формируется (фиг. 3, д) сигналAs a result of the summation of the signals L 1 (t), L 2 (t) and N (t) at the output of the adder 9, a signal is generated (Fig. 3, d)

Figure 00000007
Figure 00000007

где k21, k22 и k23 - коэффициенты передачи сумматора 9 по соответствующим входам.where k 21 , k 22 and k 23 are the transfer coefficients of the adder 9 at the corresponding inputs.

При этом следует отметить, что сигнал N(t) будет действовать только в течение первого полупериода и в дальнейшем формировании сигнала М2(х) принимать участие не будет, поэтому выражение (7) может быть записано в следующем виде:It should be noted that the signal N (t) will act only during the first half-cycle and will not participate in the further formation of the signal M 2 (x), therefore, expression (7) can be written in the following form:

Figure 00000008
Figure 00000008

При равенстве коэффициентов передачи k21=k22=β информационная составляющая ЕТ2 сигнала М2(х) будет равнаIf the transmission coefficients are equal, k 21 = k 22 = β, the information component E T2 of the signal M 2 (x) will be equal to

Figure 00000009
Figure 00000009

При совместном решении (6) и (9) получимWith the joint solution of (6) and (9), we obtain

Figure 00000010
Figure 00000010

откуда следует, что напряжение EF будет изменяться пропорционально частоте f входного сигнала S(t).whence it follows that the voltage E F will vary in proportion to the frequency f of the input signal S (t).

Предлагаемое изобретение может быть использовано в системах автоматического управления, в измерительных устройствах, в управляемых фазовращателях, а также при построении многофазных генераторов.The present invention can be used in automatic control systems, in measuring devices, in controlled phase shifters, as well as in the construction of multiphase generators.

Преобразователь может работать с периодическими сигналами различной формы и может быть выполнен в интегральном исполнении, что является достоинством предлагаемого изобретения.The converter can work with periodic signals of various shapes and can be performed in an integral design, which is the advantage of the invention.

Источники информацииInformation sources

1. А. с. СССР №1208600, Н03К 7/06. Модла Р.Н., Погрибной В.А. Преобразователь частоты в напряжение, заявл. 12.07.1984, опубл. 30.01.1986. Бюл. №4.1. A. p. USSR No. 1208600, Н03К 7/06. Modla R.N., Pogribnoy V.A. Frequency to voltage converter 07/12/1984, publ. 01/30/1986. Bull. Number 4.

2. Патент РФ №2520409, H03K 7/06. Дубровин B.C., Зюзин A.M. Преобразователь периодического сигнала в частоту и период, заявл. 25.09.2012, опубл. 27.06.2014. Бюл. №18.2. RF patent No. 2520409, H03K 7/06. Dubrovin B.C., Zyuzin A.M. Periodic to frequency and period converter, claim 09/25/2012, publ. 06/27/2014. Bull. Number 18.

3. А. с. СССР №828366, Н03В 19/06. Заклецкая Ж.Я. Удвоитель частоты сигнала, заявл. 18.07.1979, опубл. 07.05.1981. Бюл. №17 (прототип).3. A. p. USSR No. 828366, Н03В 19/06. Zakletskaya J.Ya. Signal frequency doubler 07/18/1979, publ. 05/07/1981. Bull. No. 17 (prototype).

Claims (1)

Преобразователь частота - напряжение, содержащий формирователь биполярных импульсов, первый и второй формирователи коротких импульсов, инвертор, первый и второй управляемые интеграторы и выходной формирователь, выход которого соединен с выходной шиной преобразователя частота - напряжение, к входной шине которого подключен вход формирователя биполярных импульсов, между выходом которого и первым входом первого управляемого интегратора включен инвертор, а первый вход второго управляемого интегратора соединен с выходом формирователя биполярных импульсов, отличающийся тем, что выходной формирователь выполнен из первого и второго сумматоров, логической схемы «НЕ», делителя и источника опорного напряжения, минусовой зажим которого соединен с общей шиной, а плюсовой - с первым входом делителя, выход которого соединен с выходом выходного формирователя, первый вход которого соединен с первыми входами первого и второго сумматоров, вторые входы которых соединены со вторым входом выходного формирователя, логическая схема «НЕ» включена между выходом первого сумматора и третьим входом второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом делителя, при этом первый формирователь коротких импульсов включен между входной шиной преобразователь частота - напряжение и вторым входом первого управляемого интегратора, второй формирователь коротких импульсов включен между входной шиной преобразователь частота - напряжение и вторым входом второго управляемого интегратора, а первый и второй входы выходного формирователя подключены к выходам соответственно первого и второго управляемых интеграторов. Frequency converter - voltage containing a bipolar pulse shaper, first and second short-pulse shapers, an inverter, first and second controlled integrators and an output shaper whose output is connected to the frequency-voltage converter output bus, to the input bus of which a bipolar pulse shaper input is connected, between whose output and the first input of the first controlled integrator includes an inverter, and the first input of the second controlled integrator is connected to the output of the shaper b polar pulses, characterized in that the output driver is made of the first and second adders, the logic circuit “NOT”, a divider and a voltage reference source, the negative terminal of which is connected to the common bus, and the positive terminal is connected to the first input of the divider, the output of which is connected to the output of the output shaper, the first input of which is connected to the first inputs of the first and second adders, the second inputs of which are connected to the second input of the output shaper, the logic circuit “NOT” is connected between the output of the first adder and the third m the input of the second adder, the output of which is connected to the second input of the divider, while the first short-pulse shaper is connected between the input bus frequency-voltage converter and the second input of the first controlled integrator, the second short-pulse shaper is connected between the input bus frequency-voltage converter and the second input of the second managed integrator, and the first and second inputs of the output driver are connected to the outputs of the first and second managed integrators, respectively.
RU2014147528/08A 2014-11-25 2014-11-25 Frequency-voltage converter RU2565472C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014147528/08A RU2565472C1 (en) 2014-11-25 2014-11-25 Frequency-voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014147528/08A RU2565472C1 (en) 2014-11-25 2014-11-25 Frequency-voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2565472C1 true RU2565472C1 (en) 2015-10-20

Family

ID=54327216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014147528/08A RU2565472C1 (en) 2014-11-25 2014-11-25 Frequency-voltage converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2565472C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU828366A1 (en) * 1979-07-18 1981-05-07 Особое Конструкторское Бюро Биоло-Гической И Медицинской Кибернетики Signal frequency doubler
US5198700A (en) * 1991-11-08 1993-03-30 Dallas Semiconductor Corp. Doubletpulse generator
US5814952A (en) * 1995-08-24 1998-09-29 Sgs-Thomson Microelectronics S.A. Device for correcting the ramp linearity of saw-tooth signals
RU2520409C2 (en) * 2012-09-25 2014-06-27 Негосударственное образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (НОУ "СДНиТ") Converter for converting periodic signal to frequency and period
US8890587B2 (en) * 2013-02-07 2014-11-18 Texas Instruments Deutschland Gmbh Adaptive slope generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU828366A1 (en) * 1979-07-18 1981-05-07 Особое Конструкторское Бюро Биоло-Гической И Медицинской Кибернетики Signal frequency doubler
US5198700A (en) * 1991-11-08 1993-03-30 Dallas Semiconductor Corp. Doubletpulse generator
US5814952A (en) * 1995-08-24 1998-09-29 Sgs-Thomson Microelectronics S.A. Device for correcting the ramp linearity of saw-tooth signals
RU2520409C2 (en) * 2012-09-25 2014-06-27 Негосударственное образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (НОУ "СДНиТ") Converter for converting periodic signal to frequency and period
US8890587B2 (en) * 2013-02-07 2014-11-18 Texas Instruments Deutschland Gmbh Adaptive slope generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2565509C1 (en) Frequency tripler
RU2565472C1 (en) Frequency-voltage converter
RU2628255C1 (en) Frequency trebler
RU132570U1 (en) BARKER SIGNAL PROCESSING DEVICE WHEN ITS DETECTION
RU108247U1 (en) FUNCTIONAL GENERATOR
RU2559722C1 (en) Period-voltage converter
RU2484547C1 (en) Phase difference relay
RU2520409C2 (en) Converter for converting periodic signal to frequency and period
RU196044U1 (en) 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE
RU2625555C1 (en) Functional generator
RU204713U1 (en) ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL FORMER
RU206323U1 (en) HARMONIC SIGNAL FREQUENCY DIVIDER
RU206287U1 (en) FREQUENCY MORNER
RU2582557C1 (en) Function generator
RU225242U1 (en) ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL FORMER
RU2554571C1 (en) Function generator
RU2568771C1 (en) Phase shifter of triangular waveform
RU205765U1 (en) ADDITIVE TRIANGULAR SIGNAL FORMER
RU163965U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE ACTUAL VALUE OF VARIABLE VOLTAGE
RU158122U1 (en) NEUR-LIKE OSCILLATOR GENERATOR
RU2577205C1 (en) Harmonic signal generator
RU206321U1 (en) HARMONIC FREQUENCY DOUBLER
RU222828U1 (en) TRIANGULAR SIGNAL FORMER
RU2460192C1 (en) Relay of difference in phases of generators connected for parallel operation
RU104799U1 (en) MANAGED GENERATOR

Legal Events

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

Effective date: 20161126