SU1748082A1 - Преобразователь отклонени частоты от номинального значени в аналоговый сигнал - Google Patents

Description

Устройство работает следующим образом ,

В основу работы преобразовател  положен принцип, заключающийс  в преобразовании одного периода входного сигнала в рабочем диапазоне в код пропорционально частоте входного сигнала в соответствии с формулой

Кп Кет-- : t

где Кп - величина на выходе счетчика длительности периода (Кп 4095 при 12 разр дах ЦАП);

F - входна  частота;

f- частота внутреннего генератора, поступающа  на вход длительности периода;

К0 - число, определ ющее нижнюю граничную частоту рабочего диапазона,

В момент включени  питани  в блоке управлени  3 пусковой элемент 24 формирует импульс начальной установки (сигнал логической единицы), который устанавливает регистр 8 и триггер 14 в нулевое состо ние, а в счетчик 7 записывает исходное число от формировател  11. При этом на второй (разрешающий ) вход ключа 6 поступает сигнал логического нул  с первого (пр мого) выхода триггера 14 через элемент И 15, запрещающий прохождение импульсов с генератора 4 через делитель 5 на счетчик 7, т.е. выходной код счетчика 7 равен задающему коду формировател  11 и сохран етс  до момента смены состо ни  триггера 14. До этого же момента коды на выходах регистра 8 и преобразовател 

9равны нулю, а напр жение на выходе ЦАП

10равно минимальному значению (нулю).

Генератор 1 подает периодический сигнал на формирователь 2, где формируютс  пр моугольные импульсы с крутыми фронтами , а значение частоты не мен етс . Сигнал с выхода формировател  2 поступает на счетный вход триггера 14 блока 3.

В момент прихода первого положительного перепада на счетный вход триггера 14 мен етс  его состо ние из нулевого в единичное , при этом на втором входе элемента И 15 по вл етс  логическа  единица, котора  будет также и на первом входе, так как предварительно в счетчик 7 был записан заданный код, а элемент ИЛИ 12 вы вл ет наличие хот  бы одной логической единицы одновременно по старшим и младшим разр дам счетчика 7, следовательно, ключ 6 будет открыт. Счетчик 7 начинает вычитать из заданного кода импульсы, поступающие с генератора 4 через делитель 5 до прихода нового положительного перепада на второй (счетный) вход триггера 14 или до обнулени 

счетчика 7, когда элементы ИЛИ 12, И 15 отключат ключ 6 и останов т счетчик 7 в нулевом состо нии.

При по влении положительного перепада триггер 14 перейдет в нулевое состо ние , при этом на инверсном выходе его по витс  логическа  единица, а элемент 17 сформирует короткий единичный импульс, который через ключ 22 пройдет на вход за0 писи регистра 8 и состо ние счетчика 7 (младших разр дов) перепишетс  в регистр 8, после чего преобразователь кодов скорректирует сигнал и выдаст его на ЦАП 10, После кратковременной задержки

5 (меньше периода частоты генератора 4), формируемой ждущим мультивибратором 16 по положительному перепаду на его выходе , элемент 18 формирует короткий импульс записи заданного кода в счетчике 7,

0 который одновременно пойдет на вход S- триггера 14 и установит его в единичное состо ние. После записи заданного кода в счетчик 7 элемент ИЛИ 12 будет иметь на выходе логическую единицу. Таким образом

5 две логические единицы на входах элемента И 15 дадут разрешающий сигнал на ключ 6, и вновь пойдет процесс измерени  периода .

Работа устройства в рабочей зоне.

0 Если входна  частота ниже нижней границы рабочей зоны, то на выходе устройства будет нулевое значение, так как период частоты будет больиОим, счетчик 7 будет успевать обнул тьс  и будет по вл тьс  сигнал

5 нул  на выходе элемента ИЛИ 12, который через элемент И 15 выключит ключ 6 и на счетчик 7 перестанут поступать импульсы до момента поступлени  положительного перепада на триггер 14. После этого процесс

0 повтор етс .

Если входна  частота выше верхней граничной частоты рабочей зоны, то на выходе устройства будет максимальное значение, так как период частоты будет мал и старшие

5 разр ды счетчика 7 не будут успевать полностью обнул тьс , при этом элемент ИЛИ 13 в момент по влени  импульса на выходе элемента 17 будет в единичном состо нии и импульс с выхода элемента 17, пройд  ключ

0 21, установит регистр 8 в единичное состо ние , а состо ние с младших разр дов счетчика 7 в регистр 8 переписыватьс  не будет.

Элемент ИЛИ 13 подключен входами к старшим разр дам счетчика 7. Количество

5 старших и младших разр дов счетчика 7 определ етс  необходимой точностью преобразовани , диапазоном преобразовани  и номинальной входной частотой тахогенера- торз. На основании этих данных выбираетс  частота, поступающа  на счетчик 7.

Таким образом, повышение точности достигаетс  за счет измерени  непосредственно величины длительности периода и за счет того, что длительность сигнала, формируемого счетчиком 7, запоминаетс  на весь последующий цикл измерени  в регистре 8. Расширение области применени  достигаетс  введением делител , который позвол ет работать с различными (по номинальной частоте) источниками сигнала.

Данное устройство позволит повысить точность сн ти  характеристик систем регулировани  турбин. Наличие нормированного выхода позволит непосредственно стыковать устройство с другими приборами (например, двухкоординатным самописцем Н-307) дл  построени  функциональных зависимостей , сравнива  с заводскими.

Высока  динамическа  точность позвол ет более качественно оценивать характе- ристики системы регулировани  при импульсных разгрузках и сбросах электрической (паровой)нагрузки при использовании с приборами регистрации быстротекущих процессов (например, светолучевой осцилло- граф Н 145).

Claims (1)

1. Формула изобретени  1. Преобразователь отклонени  частоты от номинального значени  в аналоговый сигнал, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к входу форми- ровател  имггульсов, генератор опорной частоты, блок управлени  и счетчик импульсов , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  области применени , в него введены последовательно соединенные регистр пам ти, преоб- разователь кодов и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соеди- ненные делитель частоты и ключ, формирователь задани  кода, выход которого подключен к S-входу счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу ключа, второй вход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первому входу

   установки, входу управлени  и второму входу установки регистра пам ти, информационный вход которого подключен к первому входу блока управлени  и выходу счетчика импульсов, вход управлени  которого соединен с п тым выходом блока управлени , второй вход которого соединен с выходом формировател  импульсов, а выход генератора опорной частоты подключен к входу делител  частоты.

   2,Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что блок управлени  содержит два элемента ИЛИ, два ключа, два инвертора, два дифференцирующих элемента , элемент И, элемент И-НЕ, ждущий мультивибратор, триггер, пусковой элемент, при этом входы элементов ИЛИ соединены и  вл ютс  первым входом блока управлени , выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, выход которого  вл етс  первым выходом блока управлени , выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом первого ключа и через первый инвертор с первым входом второго ключа, выход которого  вл етс  третьим выходом блока управлени , выход первого ключа  вл етс  вторым выходом блока управлени , к второму входу элемента И подключен первый выход триггера, к первому входу которого подключен выход пускового элемента, который  вл етс  четвертым выходом блока управлени , а второй вход триггера  вл етс  вторым входом блока управлени , к третьему инверсному входу триггера подключен инверсный выход второго дифференцирующего элемента и первый вход элемента И-НЕ, к второму входу которого через второй инвертор подключен выход пускового элемента, выход элемента И-НЕ  вл етс  п тым выходом блока управлени , второй выход триггера соединен с входом первого дифференцирующего элемента и входом ждущего мультивибратора, выход которого подключен к входу второго дифференцирующего элемента, выход первого дифференцирующего элемента соединен с вторыми входами первого и второго ключей.