SU588629A1 - Фазочувствительный преобразователь напр жени в цифровой код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области электрических измерений в диапазонах инфранизких и звуковых частот. Преобразователь напр жени  в цифровой код может использоватьс  при экспериментальном определении амплитудно-фазовых частотных характеристик четырехполюсников , при акустических измерени х , исследовани х в области систем автоматического управлени  и регулировани , геофизике , биофизике и т. д.

Известны цифровые измерительные приборы и преобразователи с промежуточным превращением входной величины в пропорциональное ей приращение частоты импульсной последовательности 1. Характеристики получаемой при этом последовательности импульсов , св занные с соответствующими параметрами сигнала, наход т путем подсчета по определенному алгоритму числа импульсов за фиксированный интервал времени с помощью суммирующего счетчика импульсов или реверсивного счетчика, управл емого входным напр жением.

Указанные устройства имеют сложную схему .

Наиболее близким техническим рещением к изобретению  вл етс  фазочувствительный преобразователь переменного напр жени  в цифровой код, содержащий первый и второй преобразователи напр жени  в частоту, выходы которых через вычитающее устройство соединены с входом счетчика импульсов 2. Такой преобразователь недостаточно надежен Б работе вследствие наличи  в нем реверсивного счетчика импульсов.

Целью изобретени   вл етс  упрощение преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в

известиый преобразователь напр жени  в цифровой код, содержащий первый и второй преобразователи напр жени  в частоту, выходы которых через вычитающее устройство соединены с входом счетчика импульсов, причем вход первого преобразовател  напр жени  в частоту соединен с входной щиной всего преобразовател , введены аттенюатор н суммирующее устройство, первый вход которого соединен с входной щиной преобразовател , второй вход через аттенюатор соединен

с входной щиной опорного снгнала, а выход

подключен к входу второго преобразовател 

напр жени  в частоту.

Блок-схема преобразовател  представлеиа

на фнг. 1; эпюры на фиг. 2 но сн ют его работу .

Преобразователь содержит преобразователи напр жени  в частоту (ППЧ) 1 и 2, вычитающее устройство 3, счетчнк 4 импульсов,

аттенюатор 5 и сум.мирующее устройство 6.

Выходы преобразователей подключены к входам вычитающего устройства, выход которого соединен с входом счетчика 4. Входна  шина 7 преобразовател  подключена к входу ПНЧ 1 и первому входу суммирующего устройства 6, вход аттенюатора 5 соединен с входной шиной 8 опорного сигнала, а выход - с вторым входом суммирующего устройства .

На шину 7 поступает входной преобразуемый сигнал jyc f/mSin(Q/4-9) (эпюр 7 на фиг. 2), на шину 8 - опорный сигнал Uon и (I+sign sinQ) (эпюр 8 на фнг. 2), где Q - рабоча  частота, ф - фазовый сдвиг Uc относительно первой гармоники Uon, U - половина амплит)ды импульсов опорного сигнала . В соответствии с этим к входу ПНЧ 1 подводитс  напр жение UL UC, а на входе ПНЧ 2 по вл етс  сигнал

/j г J sin (Q/ + т) + аб (1 -f sign sin Ш),

где а - коэффициент передачи аттенюатора 5 (временна  диаграмма сигнала С/2 приведена на эпюре 9, фиг. 2). Выходные частоты ПНЧ 1 и ПНЧ 2 представл ютс  выраженн ми

ш, 000, -f Ш„, sin (Q/ -j- ср) и (Oj : 0)0, - - Ш sin (Ш + т) - bf/ (1 + sign sin Q)

(соответственно энюры 10 и 11 на фиг. 2), где CUO, и шо, - центральные частоты ПНЧ, /г - крутизна преобразовани  напр жени  в частоту . Устройство 3 выдел ет разностную частоту

.(Q)

DI 0)0, - u-ч - (Q/-fr) -

- koiU (1 + sign sin Qt-} woi , 0,

(эпюр 12 на фиг. 2). Внутри иечетных полупериодов опорного сигнала (2пп, (2 +1) л, где п 0,1,2,...) функци  l+signsinQ/: 2 и поэтому

ш (Q;;) u)o, - шо, - 2Ш, sin (Ш -f СР) - 2Аа6.

На четных полупериодах ((2л+1)л, 2 (п+ + 1) ) фуикци 

1 -f sign sin Qi : О и u) (Q/;) coo, - u)o, - 2kU sin (Q/ -f cp).

Если амплитуда преобразуемого сигнала, мала ,

шо, шо,.

Выбира  а из соотношени  шо - «о, с учетом, что всегда cu(Q/)0, выражение дл  (й/Ш) можно привести к следующему виду:

со (Ш) шо, - щ, + т sin (Q/f + 9).

Частотно-модулнроваииа  последовательность импульсов, вырабатываема  смесителем , поступает на вход счетчика 4. Результат, иакаиливаемый счетчиком за один период рабочей частоты

yV - f ш (QO dQl + f u) (Ш 4Ш) 1 :

, 4Af/

-0.

% + о- COS

и 7:а

зависит не только от величины ((, но и от соотношени  частот шо, i шо, и и. Первое слагаемое в окончательном выражении дл  N обращаетс  в нуль, если емкость М счетчика и указанные частоты подобраны так, что число т (шо, - шо,) /и кратно М (т - количество периодов рабочей частоты, в течение которых производитс  измерение). В последнем случае результат преобразовани 

kmUn

А.

COSf

лЬ

пропорционален преобразуемой компоненте входного сигнала, процесс накоплени  вели0л , ,

о/

. М иллюстрир).чины N (Ш} дл 

етс  эпюром 13 на фиг. 2. практический подоор требуемого значени 

ослаолени  аттеиюатора о осуществл етс  при (. и определенных величинах U н т. liaмеиеиием ее дооиваютс  нулевых показаний цифрового регистратора, иодключениого к счетчику импульсов, атем наиденное зиачение ее фиксируетс , подаетс  входное напр жение и оОычиым оОразом производигс  нреооразоваиие этого иапр жени  в код.

предлагаемый нреооразователь по сравнению с известным имеет Оолее простую схему,

а также повышеииую надежность вследствие замены имеющегос  в составе последиего реверсивного счетчика иереверсивиым.

Claims (2)

1.Шл ндии В. М. П,ифровые измерительные преобразователи и приборы, М., «Высша  школа, 1973, с. 155-ib7.

2.Авторское свидетельство № 409366, кл. Н ОЗК 13/20, 29.02.72.

f-JT