SU549888A1 - Частотный преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, может быть использовано дл  преобразовани  малых относительных изменений сопротивлени , а также неэлектрических величин, как, например, температура, давление и др., в частоту или период электрических колебаний.

Известен частотный преобразователь, содержащий генератор синусоидальных колебаний на основе усилител  с частотнозавиСИМОЙ положительной обратной св зью через Г-образную КС-цепь (цепь Вина). Последовательна  ветвь этой цепи содержит регулируемое сопротивление, например полевой транзистор, управл ющий вход которо го через выпр митель соединен с выходом генератора. Кроме того, выход генератора через последовательно соединенные мостовую схему и измерительный усилитель соединен с резистором или конденсатором параллельной ветви Г-образной цепи.

Нестабильность выходного напр жени  генератора, обусловленна  изменением напр жени  питани , температуры, полностью трансформируетс  в изменение частоты, что

приводит к дополнительной погрешности преобразовани  (снижаетс  точность характеристики преобразовани ).

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани .

Предлагаемый частотный преобразователь , содержащий генератор синусоидальных колебаний на основе усилител  охваченного частотнозависимой обратной св зью, состо щей из интегрирующего и дифференцирующего усилителей с регулируемым резистором в цепи обратной св зи, входы которых соединены с выходом усилител , выход дифференцирующего и интегрирующего усилител  подключены через резистивный делитель напр жени  ко входу усилител , последовательно соединенные усилитель и измерительный усилитель, св занные с выходом основного усилител ; при этом выход измерительного усилител  соединен со входом интегрирующего усилител , снабжен двум  выпр мител ми , элементом сравнени , подключенным двум  входами к выходам выпр мителей , и интегратором, включенным на выходе элемента сравнени ; выход интегратора соединен с подвижным выводом регулирующего резистора, вход первого выпр мител  соединен с выходом усилител , вход второго выпр мител  соединен с выходом интегрирующего усилител . Схема устройства изображена на чертеже . Частотный преобразователь содержит усилитель генератора 1, резисторы 2,3 цепи частотнозависимой отрицательной обратной св зи, резисторы 4,5 цепи частотнозависимой положительной обратной св зи, операционный усилитель 6, резистор 7, конденсатор 8, которые образуют интегрирующий усилитель, операционный усилитель 9, конденсатор 10, регулируемый резистор 11, например полевой транзистор в режиме управл емого сопротивлени , которые образуют дифференцирующий усилитель, резисторы 12, 13, образующие сумматор; интегратор 14 (усилитель с конденсатором в цепи обратной св зи играет роль сглаживающего фильтра и усилител  сигналов со схемы сравнени ) схему сравнени  15, выпр мители 16, 17 (представл; ют собой преобразователи сред него значени ), операционный усилитель 18, резисторы 19-22 (один из них, например резистор 22, моделирует датчик измер емой физической величины, резисторы 19-22 образуют совместно мостовой усилитель. Если все резисторы 19-22 одинаковы, сигнал с мостового усилител  равен нулю; при изменении сопротивлени  резистора 22 по вл етс  сигнал, пропорциональный относительному изменению этого сопротивлени . Измерительный усилитель 23 предназначен дл  точного усилени  сиг1нала с выхода мостового усилител  при его разбалансе. Генератор на основе операционного усилител  1 охвачен цеп ми частотнозависимой отрицательной обратной св зи на резисторах 2-3 и положительной обратной св зи на резисторах 4-5, а также цепью частотнозависимой отрицательной обратной св зи через интегрирующий дифференцирующий усилители , входные зажимы которых объединены, а выходные подключены к сумматору на резисторах 12-13. Управл ющий вход регулируемого резистора 11 через интегратор 14 подключен к выходу схемы сравнени  15, один из входов которой через выпр митель соединен с выходом генератора, а другой через дополнительный выпр митель 17 подключен к выходу интегрирующего усилител  суммирующа  точка которого через резистор 24 соединена с выходом измерительного усилител  23, вход которого через мостовой усилитель подключен к выходу генера тора. Датчиком измер емой величины может ыть один из резисторов, например 22, мосового усилител . При. балансе мостового усилител , т.е. при равенстве сопротивлений резисторов 1922 , частота генерации где Ти - посто нна  вр.емени интегрирующего усилител , l/f. - посто нна  времени дифференцирующего усилител  При разбалансе мостового усилител , например при изменении сопротивлени  резистора 22, на его выходе по вл етс  напр жение , которое после усилени  измерительным усилителем 23 через резистор 24, сопротивление которого равно сопротивлению резистора 7, подаетс  в суммирующую точку интегрирующего усилител . Действие напр жени  разбаланса эквивалентно изменению посто нной времени интегрирующего усилител . Т г. -коэффициент передачи измерительного усилител , -коэффициент передачи мостового усилител . Частота генерации а напр жение на выходе интегратора и V ± к ИНТ -выхи напр жение на выходе генератора . Из выражени  (1) следует, что частота генерации измен етс  по нелинейному закону . Чтобы получить линейный закон преобразовани , необходимо посто нную времени диф(})еренцирующего усилител  изменить синхронно с посто нной времени интегрирующего усилител . Дл  этого на управл ющий вход резистора 11 подают через интегратор 14 напр жение со схемы сравнени  15, на один вход которой напр жение подаетс  через выпр митель 16 с выхода генератора, а на другой - через дополнительный выпр митель с выхода интегрирующего усилител . В этом случае частота генерации измен етс  по линейному закону

Claims (1)

1. Формула изобретени  Частотный преобразователь, содержащий генератор синусоидальных колебаний на основе усилител , охваченного резистивной обратной св зью, частотнозависимой обратной св зью, состо щей из интегрирующего и дифференцирующего усилителей с регулируемым резистором в цепи обратной св зи, входы которых соединены с выходом усилител , выходы дифференцирующего и интегрирующего усилителей подключены через резистивный делитель напр жени  ко входу усилител , последовательно соединенные мостовой усилитель и измерительный усилитель, св занные с выходом основного усилител , при этом выход измерительного усилител  соединен со входом интегрирующего усилител , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности преобразовани , он снабжен двум  Выпр мител ми, элементом сравнени , подключенным двум  входами к выходам выпр мителей, и интегратором, включенным на выходе элемента сравнени , выход интегратора соединен с подвижным выводом регулируемого резистора, вход первого выпр мител  соединен с выходом усилител , вход второго выпр мител  соединен с выходом интегрирующего усилител .