SU436291A1 - Функциональный измерительный частотный преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники.

Известны функциональные измерительные частотные преобразователи, содержащие интеграторы , компараторы, триггер и ключи.. . Предложенный функциональный измерительный частотный преобразователь отличаетс  от известных тем, что входы преобразовател  подключены через ключи ко входам интеграторов, подсоединенных -через нуль-органы и триггер к управл ющим входам ключей и к введенным распределител м импульсов , выходы которых непосредственно, а также через источник опорных напр жений подсоединены к ключам на входах интеграторов, причем один из входов преобразовател  через интеграторы подключен к входам компараторов , выход одного из которых через формирователь калиброванных импульсов и ключи соединен с входами интеграторов, а выходы другого компаратора через преобразователь частоты в напр жение, а также через формирователь калиброванных импульсов подсоединены к ключам на входах интеграторов.

Зтй отличи  позвол ют расширить функциональные возможности преобразовател , в частности, обеспечивают возведение сомножителей в любую степень, а также получение -выходной частоты, пропорциональной или стеленному полиному (с помощью которого возможна аппроксимаци  любой функции, представленной в виде степенного -полинома), или отношению степенных полиномов, или любому числу сомножителей.

На фиг. 1 представлена блок-схема описываемого преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

В предлагаемом устройстве вход А преобразовател  подсоединен к входам интеграторов

1 и 2 и через ключи 3 и 4 к входам интеграторов 5 и 6. Выход интегратора 2 подключен ко входу компаратора 7, выход которого через формирователь 8 калиброванных -импульсов соединен с ключами 3 и 9. Выходы интеграторов 5 и 6 через нуль-органы 10, И и триггер 12 подключены к ключам 3, 4, 13, 14 и к распределителю 15 импульсов. Выход распределител  15 подключен к источнику 16 опорного напр жени  и ключам 3, 4 и 9. Выходы источника 16 подсоединены к ключам 13, 14, 17 и 18 и через ключ 9 к входу интегратора 2. Выход компаратора 7 через преобразователь 19 частоты в напр жение и ключ 20 соединен с входом интегратора 1 и

через формирователь 21 калиброванных импульсов и компаратор 22 с выходом интегратора 1. Второй вход устройства Б подключен через ключи 23 и 24 к входам интеграторов 25 и 26, выходы которых через нуль-органы

27 и 28 соединены с входами триггера 29, а выходы триггера 29 подключены к ключам 17, 18, 23, 24 и к распределителю импульсов 30. Выход распределител  импульсов 30 подключен к источнику 16 и к ключам 20, 23 и 24. Устройство работает следующим образом. Напр жение Ux подаетс  на входы интеграторов 1 и 2 и на входы закрытых ключей 3 и 4.На выходе интегратора 2 в зависимости от знака входного напр жени  Их по вл етс  напр жение U (см. фиг. 2). При достижении выходным напр жением интегратора 2 уровн  срабатывани  компаратора 7 последний срабатывает и запускает формирователь 8, на выходе которого по вл етс  импульс с длительностью /о. Этим импульсом открываетс  ключ: 3, и к интегратору б подключаетс  напр жение Us, при этом на выходе интегратора 6 поддерживаетс  нулевое напр жение. Напр жение Ux интегрируетс  интегратором 5 в течение времени /о. Через врем  U открываютс  ключи 4, 9 и 13, закрываетс  ключ 3, и на вход интегратора 2 подаетс  напр жение f/o от источника 16. Напр жение Uo от источника 16 подаетс  через ключ 13 на вход интегратора 5,и на его выходе напр жение уменьшаетс . Через врем  t, когда напр жение на выходе интегратора 5 достигает нулевого уровн , срабатывает нуль-орган 10 и через триггер 12 закрывает ключи 4 и 13, открывает ключи 3 и 14 и через распределитель 15 подключает  а выход источника 16 напр жение Uo.,. При этом на вход интегратора 6 через ключ 14 подаетс  напр жение t/o дл  разр дки конденсатора интегратора 6 до нулевого уровн , а через ключ 3 подаетс  напр жение Ux на вход интегратора 5. При достижении нулевого уровн  выходного напр жени  интегратора 6 срабатывает нуль-орган 11 и через триггер 12 закрывает ключ-и 3 и 14, открывает ключи 4 и 13, и через распределитель 15 подключает на выход источника 16 напр жение UQ, . В дальнейшем работа интеграторов 5 и 6 аналогична вышеописанной. Число тактов интегрировани  зависит от требуемой функциональной зависимости и задаетс  программой в распределителе 15. В течение ВременИ s.,-.+. + ---+..« ( см. фиг. 2) на вход интегратора 2 через ключ 9 от источника 16 подаетс  напр жение дл  разр да конденсаторов интегратора 2. В конце интервала времени У, /j. распределитель 15 закрывает ключи 3, 4, 9, и процесс повтор етс  с частотой, определ емой из соотношени : где k - коэффициент, учитывающий посто нную времени интегратора 2. Если посто нные времени интеграторов 5 и. б равны, то можно показать, что j f/n -У, Подставив выражение (2) в уравнение (1), получим fxi Тп1 (3) «o + О, , Частота fx поступает на преобразователь частоты в напр жение 19, на выходе которого получаетс  напр жение -b.f . U,, k.f U+i«/t/rl L J которое подаетс  на одЬн вход ключа 20. На выходе интегратора I напр жение нарастает по линейному закону и при достижении уровн  срабатывани  компаратора 22 последний срабатывает и запускает формирователь 21, на выходе которого по вл етс  ймпульс с длительностью 4, . Этим импульсом- открываетс  ключ 23 и к интегратору 25 подключаетс  напр жение Uy. На выходе интегратора 26 поддерживаетс  нулевое напр жение. Напр жение Uy интегрируетс  интегратором 25 в течение времени о,. Через врем  , открываютс  ключи 17, 20, 24, закрываетс  ключ 23, и на второй вход интегратора 1 подаетс  напр жение f/ig от преобразовател  19. Напр жение С/о, от источника 16 подаетс  на вход интегратора 25 через ключ 17, и «а его выходе напр жение уменьшаетс . Через врем  у, когда напр жение на выходе интегратора 25 достигает нулевого уровн , срабатывает нуль-орган 27 и через триггер 29 закрывает ключи .17 и 24, открывает ключи 23 и 18 и через распределитель 30 подключает на выход источника 16 напр жение Uo,. При этом на вход интегратора 26 через ключ 18 подаетс  напр жение Uo, дл  разр да конденсатора интегратора 26 до нулевого уровн , а через ключ 23 подаетс  напр жение и у на вход интегратора 23. При достижении нулевого уровн  выходного напр жени  интегратора 26 срабатывает нуль-орган 28 и через триггер 29 закрывает ключи 18 и 23, открывает ключи 17 и 24, и через распределитель 30 подключает на выход источника 16 напр жение Uo. В дальнейшем работа интеграторов 25 и 26 аналогична вышеописанной. Число тактов интегрировани  зависит от требуемой функциональной зависимости и задаетс  программой в распределителе 30.

В течение времени S ty. - iy + iy, +

(CM. фиг. 2) на ВХОД интегратора 1 через ключ 20 от преобразовател  частоты в напр жение 19 подаетс  напр жение f/ig дл  разр да конденсатора интегратора 1.

п

в конце интервала времени S гуй распределитель 30 закрывает ключи 20, 23, 24, к процесс повтор етс  с частотой, определ емой из соотношени :

, .(5)

2 yk «e

Подста вл   значение UIQ из выражени  (4У в выражение (5) и, учитыва , что

получим где bt - ...C/o, Таким образом, предлагаемый функциональный измерительный частотный преобразователь позвол ет получить частоту, пропорциональную отношению двух сте-пенных номиналов . Следует также указать на большие функциональные возможности предлагаемого преобразовател . Так, если , а вместо Uo, Uo,,. . ., Utf подавить напр жени  U, Ux,,... MXJ, f «, ж «a rf bQ-tQ , /ВЫ1 - f ff, - f -X , , Oi «e0,

U + i aД K-mf/.

X

и:

+ ... + -тг-.

и,...и,

.v/./..

и.

I --; I

то выходна  частота равна

f - tf - « г т Jg 0 чх

Гвых-/г, f - т:

X Га, + i «/f/r l - m. f«a Ч- -. +

I/ 2jI.v,,

r 1

+

,-f.,---f.v, I

C/,..-J7. -C/,U

Л-, JTj -.Гз

Можно также показать, что предлагаемый функциональный измерительный частотный преобразователь позвол ет получить выходную частоту, пропорциональную как любому числу сомножителей, так и любой степени от сомножителей.

25

Предмет изобретени  35 40 45 функциональный измерительный частотный поеобразователь, содержащий интеграторы, компараторы, источник опорных напр жений, триггеп и ключи, от л и ч а ющи и с.  тем, что. с целью расширени  Лункниональных возможностей , входы преобп зовател  подключены через ключи к входам интегпатопов. подсоединенных через нуль-органы и триггер к vnравл ющим входам ключей и к введенным распределител м импульсов, ьтходы которых непосредственно, а также через источник опорных напр жений подсоединены к ключам на входах интеграторов, причем один из входов преобразовател  через интеграторы подключен к входам компараторов, выход одного из которых через формирователь калиброванных импульсов и ключи соединен с входами интеграторов, а выходы ДРУГОГО комлапатора через преобразователь частоты в напр жение , а также через формирователь калиброванных импульсов подсоединены к ключам на входах интеграторов.