SU1345348A1 - Преобразователь частота-напр жение - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах контрол  и измерени  частоты, а также в системах автоматического управлени  с частотными датчиками. Цель - повьшение точности и расширение области применени . Устройство . содержит формирователь 1 импульсов, блок 2 управлени , генератор 3 опорной частоты, первый элемент И 4, счетчик 5, второй элемент И 6, первый и второй регистры 7, 8, первьй и второй цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 9, 10, регистр 11 сдвига, делитель 12 частоты и управлемым коэффициентом делени . Повьппение точности достигаетс  за счет обеспечени  в преобразователе диапазона изменени  выходного напр жени  ЦАП 9 от 0,5U до U(, при любых значени х преобразуемой частоты, а область применени  расшир етс  за счет увеличени  диапазона преобразуемых частот. 1 3 . п. ф-лы, 3 ил. I (Л -чш оо 4;; ел СО bU 00 gjue.l

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах контрол  и измерени  частоты, а также в системах автоматического управлени  с частотными датчиками.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение области применени  за счет увеличени  диапазона преобразуемых частот.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема предлагаемого преобразовател  частота - напр жение; на фиг. 2 функциональна  схема цифроаналогового 15 чение которого пропорционально периопреобразовател ; на фиг. 3 - функциональна  схема блока управлени .

Преобразователь частота - напр жение (фиг. 1) выполнен на формирователе 1 импульсов, блоке 2 управле- 20 на  матрица 13, проводимость которой

ни , генераторе 3 опорной частоты, первом элементе И 4, счетчике 5, втором элементе И 6, первом и втором регистрах 7 и 8, первом и втором цифро- аналоговых преобр азовател х 9 и 10, регистре 11 сдвига, делителе 12 частоты с управл емым коэффициентом делени . Цифроаналоговые преобразователи 9 и 10 аналогичны и выполнены.

(фиг. 2) на кодоуправл емой резистор- 30 рационного усилител  14. Таким обраной матрице 13, операционном усилителе 14, токозадающем резисторе 15.Блок 2 управлени  (фиг. 3) выполнен на триггере 16, первом и втором одновиб- раторах 17 и 18.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии первый элемент И 4 закрыт, счетчик 5 обнулен, а регистр 11 сдвига находитс  в исходном состо нии. При этом коэффициент делени  управл емого делител  12 частоты минимален и равен единице. Под действием входных импульсов формирователь 1 импульсов вьщает в блок 2 управлени  сформированные импульсы Триггер 16 блока 2 управлени  под действием входных импульсой выдает разрешающий импульс на первый элемент И 4. Шпульсы частоты с выхода генератора 3 через управл емый делитель 12 частоты поступают на вход .счетчика 5, вызыва  его заполнение . Значение опорной частоты выбрано таким образом, чтобы при максимальном значении входной частоты счетчик 5 за период преобразовани  заполн лс  не менее чем на половину. Если ;3начение входной частоты достаточно

велико, счетчик 5 не переполн етс . При окончании периода входной частоты блок 2 управлени  при помощи триггера 16 вырабатывает команду запрета на первый элемент И 4 и с некоторой задержкой, обусловленной наличием одновибраторов 17 и 18, последовательные импульсы записи в регистры 7 и 8 и затем импульсы обнулени  счетчика 5 и установки регистра 11 сдвига в исходное состо ние. При этом в счетчике 5 фиксируетс , а затем переноситс  н регистр 7 двоичный код, знаду входной частоты, Цифроаналоговый преобразователь 9 производит деление величины опорного напр жени  вследствие того, что управл ема  резисторпропорциональна управл ющему коду, включена в цепи отрицательной обратной св зи операционного усилител  14, а опорное напр жение подключено 25 к входу операционного усилител  14 через токозадающий резистор 15. Величина опорного напр жени  выбираетс  несколько менее, чем половина максимального выходного напр жени  опе5

зом,- при максимальном значении входной частоты, что соответствует половинному заполнению счетчика 5, на выходе операционного усилител  14, а следовательно, и цифроаналогового преобразовател  9 формируетс  пропорциональное максимальное напр жение. Если в процессе преобразовани  счетчик 5 не переполн етс , что соблюда0

етс  в диапазоне f.

/2

ex- мвкС

fl)C ма КС

ex. макс О второй элемент И 6 не формирует импульсов переполнени  и состо ние регистра 11 сдвига, а так- 5 же и коэффициента делени  управл емого делител  12 частоты не мен етс . При этом код с выхода регистра 11 сдвига через регистр 8 подаетс  на цифров ой вход цифроаналогового преобразовател  10, выполненного аналогично цифроаналоговому преобразователю 9. При исходном состо нии регистра 11 .сдвига коэффициент делени  цифроанало- roBOiо преобразовател  минимален и равен единице. В .этом режиме выходное напр жение устройства равно выходному напр жению цифроаналогового преобразовател  9, пропорциональному входной частоте.

0

5

Если значение входной частоты находитс  в диапазоне f /4

ОА. МО КС

f.

вх

у2, то в процессе преобразовани  счетчик 5 переполн етс . Пере- полнение счетчика фиксируетс  вторым элементом И 6, вырабатывающим импульс сдвига, подаваемый в регистр 11 сдвига . Последний мен ет свое состо ние и увеличивает коэффициент делени  уп- равл емого делител  12 частоты и циф- .роаналогового преобразовател  10 в

два раза. После.переполнени  счетчик 5 устанавливаетс  в состо ние, соответствующее половинному заполнению а его дальнейшее заполнение осуществл етс  импульсами с выхода управл емого делител  12 частоты, следующими с частотой в два раза ниже чем значение опорной частоты

Если значение входной частоты

Ввиду того, что диапазон преобразовани  цифроаналогового преобразовател  9 в люб ом случае не превышает 2 (при минимальном, а именно половинном за- .g полнении счетчика 5, выходное напр жение цифроаналогового преобразовател  9 равно и, а при полном его заполнении - 0,5Up|, точность преобразовани  не ухудшаетс  с уменьшением частоты.

20

Формул а; изобретени 

ходйтс  в диапазоне f /8

1. Преобразователь частота - напр жение , содержащий формирователь им .WA. ex

if /4, ТО В процессе преобразооУ Mct с

вани  счетчик 5 переполн етс  дважды.

Регистр 11 сдвига также дважды мен ет 25 пульсов, вход которого  вл етс  входной шиной, выход подключен к первому входу блока управлени , первый выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, второй выход блока управлени  подключен к установочному входу счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам второго элемента Л и соответствующим

процессы аналогичны. По окончании пе- 35

риода преобразуемой частоты блок 2 управлени  закрывает первый элемент .

свое состо ние, последовательно увеличива  коэффициенты делени  управл емого делител  12 частоты и цифроаналогового преобразовател  10 в два, а затем в четыре раза, вследствие чего напр жение на выходе цифроаналогового преобразовател  10 оказываетс  пропорциональным входной частоте. При дальнейшем уменьшении входной частоты

30

информационным входам первого регистра , управл ющий вход которого объединен , с управл ющим входом второго регистра и подключен к третьему выходу блока управлени , выходы первого регистра подключены к соответствующим цифровым входам первого цифроаналогового преобразовател , аналоговый вход которого  вл етс  шиной опорного напИ 4, переписывает содержимое счетчика 5 и регистра 11 сдвига в регистры 7 и 8, затем обнул ет счетчик 5 и ус- танавливает регистр 11 сдвига в ис ходное состо ние, подготавлива  тем самым устройство к дальнейшему цтслу

информационным входам первого регистра , управл ющий вход которого объединен , с управл ющим входом второго регистра и подключен к третьему выходу блока управлени , выходы первого регистра подключены к соответствующим цифровым входам первого цифроаналогового преобразовател , аналоговый вход которого  вл етс  шиной опорного нап J.X

г Sx.Manc

преобразовани .

„ р жени , выход подключен к аналоговоДл  предотвращени  ложного измере- 45

„му входу второго цифроаналогового прени  при значении входной частоты , - - .образовател , цифровые входы которого

подключены к соответствующим выходам второго регистра, выход  вл етс  выходной шиной, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  области применени  за счет увеличени  диапазона преобразуемых частот, введены делитель часто2Г ,

где п - число разр дов регистра 11 сдвига, равное числу разр дов второго цифроаналогового преобразовател  10, сигнал с выхода переполнени  регистра 11 сдвига поступает в блок 2 уп50

равлени  на вход установки в О триг- ты с управл емым коэффициентом деле- гера 16, возвраща  его в исходное ни  и регистр сдвига, установочный

состо ние. При этом блок 2 управлени  закрывает первый элемент И 4, формирует сигнал записи содержимого счет

г 10

чика 5 и регистра 11 сдвига в регистр 7 и 8 и затем обнул ет счетч1п 5 и устанавливает регистр 11 сдвига в исходное состо ние. Устройство переходит в режим ожидани  следующего импульса входной частоты. Выходное напр жение устройства при этом минимально .

Ввиду того, что диапазон преобразовани  цифроаналогового преобразовател  9 в люб ом случае не превышает 2 (при минимальном, а именно половинном за- полнении счетчика 5, выходное напр жение цифроаналогового преобразовател  9 равно и, а при полном его заполнении - 0,5Up|, точность преобразовани  не ухудшаетс  с уменьшением частоты.

20

Формул а; изобретени 

Claims (2)

1. Преобразователь частота - напр жение , содержащий формирователь им30

информационным входам первого регистра , управл ющий вход которого объединен , с управл ющим входом второго регистра и подключен к третьему выходу блока управлени , выходы первого регистра подключены к соответствующим цифровым входам первого цифроаналогового преобразовател , аналоговый вход которого  вл етс  шиной опорного нап50

вход которого объединен с установочным входом счетчика, тактовый выход подключен к выходу второго элемента

и, выход переполнени  подключен к второму входу управлени , выходы разр дов регистра сдвига подключены к соотвеч ствующим информационным входам второго регистра и соответствующим управл ющим входам делител  частоты с управл емым коэффициентом делени , тактовый вход которого подключен к выходу первого элемента И, выход под- ключен к тактовому входу счетчика.

2. Преобразователь по п. 1, о т- личающийс  тем, что блок

управлени  выполнен на двух одновиб- раторах и триггере, счетный вход которого  вл етс  первым входом блока управлени , вход обнулени   вл етс  вторым входом блока упра влени , выход  вл етс  первым выходом блока управлени  и подключен к входу первого одновибратора, выход которого  вл етс  вторым выходом блока управлени  и подключен к входу второго одновибратора , выход которого  вл етс  третьим выходом блока управлени .

1д

сриг.2

Редактор С.Лисина

Составитель В.Першиков

Техред И.ПоповичКорректор С.Черни

Заказ 4932/55Тираж 899 ИЬдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 110335, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, Г.Ужгород, ул-Проектна , 4

Г-

/ff

At

(f)U9.3