SU743195A1

SU743195A1 - Voltage- to-frequency converter

Info

Publication number: SU743195A1
Application number: SU782599969A
Authority: SU
Inventors: Валерий Владимирович Афанасьев; Юрий Павлович Обоишев; Наталья Александровна Рудакова
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4377
Priority date: 1978-04-04
Filing date: 1978-04-04
Publication date: 1980-06-25

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ(54) VOLTAGE CONVERTER IN FREQUENCY

Изобретение относитс к электроизмерительной технике, в частности к преобразовател м напр жени в частоту , и может батъ использовано при 5 создании цифровых приборов дл .измерени переменного напр жени , тока и магнитной индукции переменного магнитного пол .The invention relates to electrical measuring equipment, in particular, voltage-to-frequency converters, and can be used in the creation of digital devices for measuring alternating voltage, current and magnetic induction of an alternating magnetic field.

Известен преобразователь перемен- |0 ного напр жени в частоту, содержащий преобразователи переменного напр жени в посто нное и посто нного напр жени в частоту 1. A converter of alternating voltage into a frequency is known, which contains converters of alternating voltage to constant and constant voltage to frequency 1.

Недостатком устройства вл етс g низка точность, так как погрешность преобразовател переменного напр жени в посто нное входит как составна часть в общую погрианость преобразовател ,20The disadvantage of the device is g low accuracy, since the error of the alternating voltage converter is included as an integral part of the total converter,

Известен также преобразователь напр жени в частоту, содержащий магнитныйэлемент сравнени , имеющий обмотки возбуждени , обратной св зи, 25 входн5по и выходную, усилитель-формирйватель , генератор возбуждени , первый выход которого подключен к обмотке возбуждени магнитного элемента сравнени , логический элементAlso known is a voltage-to-frequency converter containing a magnetic comparison element, having excitation, feedback, 25 input and output windings, a shaping amplifier, an excitation generator, the first output of which is connected to the excitation winding of a magnetic comparison element, a logical element

совпадени , первый вход которого подк .шочен к выходу усилител -формировател , второй вход соединен через дифференцирующую цепь с вторым выходом генератора возбуждени , а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов посто нной вольт-секундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной св зи магнитного элемента сравнени 2..matches, the first input of which is connected to the output of the amplifier-maker, the second input is connected via a differentiating circuit to the second output of the excitation generator, and the output through a series-connected pulse shaper of a constant volt-second area and the integrator is connected to the feedback winding of the magnetic comparison element 2 ..

Недостаток преобразовател заключаетс в невозможности преобразовани переменного напр жени .The disadvantage of the converter is the impossibility of converting the alternating voltage.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей преобразовател .The purpose of the invention is to expand the functionality of the converter.

Указанна цель достигаетс тем, что в известный преобразователь напр жени в частоту, содержащий магнитный элемент сравнени , имеющий обмотки возбуждени , обратной св зи, входную и выходную, усилитель-Формирователь , генератор возбуждени , первый выход которого подключен к обмотке возбуждени магнитного элемента сравнени , первый логический элемент совпадени , первый вход которого подключен к выходу усилител -формировател , второй вход соединен через дифференцирующую цепь с вторым выходом генератора возбуждени , а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов посто нной вольт-секундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной св зи магнитного элемента сравнени , введены ключ, включенный между выходной обмоткой магнитного элемента сравнени и входом усилител -формировател , второй логический элемент совпадени , первый вход которого через формирователь импульсов подключен к выходной обмотке магнитного элемента сравнени а второй вход через дискриминатор пол рности соединен с вторым входом первого логического элемента совпадени , первыйодновибратор,вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадени , второй одновибратор, вход которого подключен к вьаходу второго логического элемента совпадени через элемент задержки , и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов , а выход - к управл ющему входу ключа.This goal is achieved in that a known voltage-to-frequency converter containing a magnetic reference element having excitation windings, feedback, input and output amplifiers-Shaper, excitation generator, the first output of which is connected to the excitation winding of the magnetic comparison element, a logical coincidence element, the first input of which is connected to the output of the amplifier-former, the second input is connected via a differentiation circuit to the second output of the excitation generator, and the output through the last Consistently connected pulse generator of constant volt-second area and integrator connected to the feedback winding of the magnetic comparison element, a key is inserted between the output winding of the magnetic comparison element and the input of the amplifier of the former, the second logical element of the coincidence, the first input of which is connected through the pulse shaper to the output winding of the magnetic element of the comparison, and the second input through the polarity discriminator is connected to the second input of the first logic element , The first one, the input of which is connected to the output of the second logic element of the match, the second one-vibration, the input of which is connected to the input of the second logic element of the match through the delay element, and the logic element OR, whose inputs are connected to the outputs of the one-vibration, and the output to the control input of the key.

На фиг.1 представлена функциональна электрическа схема преобразовател ; на фиг,2 - временные диаграммы его работы.Figure 1 shows the functional electrical circuit of the converter; 2, time diagrams of his work.

. Преобразователь содержит магнитный элемент 1 сравнени , выполненный на сердечнике 2 и имеющий обмотку 3 возбуждени , выходной обмотку 4, обмоткУ 5 обратной св зи и входную 6. The converter contains a magnetic comparison element 1, made on the core 2 and having an excitation winding 3, an output winding 4, a feedback winding 5 and an input 6

К обмотке 3 подключен первый выход генератора 7, второй выход которого через дифференцирующую цепь 8 подключен к второму входу первого логического элемента совпадени 9, первый вход которого через усилительформирователь ip и ключ 11 подключен к выходной обмотке 4 магнитного элемента 1 сравнени . Выход логического элемента 9 совпадени , подсоединен к формирователю 12 импульсов посто нной вольт-секундной площади, выход которого через интегратор 13 подключен к обмотке 5 обратной св зи магнитного элемента 1 сравнени . Вы ход дифференцирующей цепи 8 через дискриминатор 14 пол рности подключен к второму входу второго логического элек{ента 15 совпадени , первый вход которого через формирователь 16 им пульсов подключен к выходной обмотке 4 магнитного элемента 1 сравнени . К выходу второго логического элемента 15 совпадени подключены одновибратор 17 и последовательно соединенные .элемент i 18 задержки и одновибратор 19. Выходы одновибраторов 17 и 19 подсоединены ко входам логического элемента ИЛИ 20, выход которой подсоединен к управл ющему входу ключа 11.The first output of the generator 7 is connected to winding 3, the second output of which is connected via a differentiation circuit 8 to the second input of the first logic element 9, the first input of which is connected via an amplifier ip and key 11 to the output winding 4 of the magnetic comparison element 1. The output of the coincidence logic element 9 is connected to the driver of 12 pulses of constant volt-second area, the output of which is connected through the integrator 13 to the feedback winding 5 of the magnetic comparison element 1. You move the differentiating circuit 8 through the polarity discriminator 14 connected to the second input of the second logic element {15 coincidence, the first input of which is connected to the output winding 4 of the magnetic comparison element 1 through the driver 16 and the pulse. To the output of the second logic element 15 coincidence, a one-shot 17 and a series-connected delay i element 18 and a one-shot 19 are connected. The outputs of the one-shot 17 and 19 are connected to the inputs of the logic element OR 20 whose output is connected to the control input of the key 11.

Преобразователь работает следуюим образом.The converter works as follows.

Выходное напр жение генератора 7 ерез обмотку 3 возбуждает сердечник 2 магнитного элемента 1 сравнени и дновременно поступает на вход диференцирующей цепи 8 (фиг.2а). Двухол рные импульсы дифференцируемого апр жени (фиг.26) поступают на огический элемент 9 совпадени и дновременно через дискриминатор 14 ол рности (например, положительные з них - фиг.2в)поступают на логиеский элемент 15 совпадени .The output voltage of the generator 7 through the winding 3 excites the core 2 of the magnetic element 1 of the comparison and simultaneously enters the input of the differentiating circuit 8 (Fig. 2a). The bipolar pulses of differentiated april (Fig. 26) arrive at the magical element 9 of coincidence and, simultaneously, through the discriminator 14 of polarity (for example, positive ones of them, Fig. 2c) arrive at the logical element 15 of coincidence.

При положительном входном сигнале выходное напр жение магнитного элеента сравнени формируетс формирователем 16 (фиг.2г) и через открытый ключ 11 формируетс усилителем-формирователем 10 (фиг.2д).With a positive input signal, the output voltage of the magnetic comparison element is formed by the shaper 16 (Fig. 2d) and through the public key 11 is formed by the booster amplifier 10 (Fig. 2e).

Как видно из фиг.2в и 2г,импульсы с выходов дискриминатора 14 пол рности и формировател 16, проход через логический элемент 15, имеют вид, показанный на фиг.2е. Эти импульсы запускают одновибратор 17 непосредственно , а одновибратор 19 - через элемент 18 задержки.As can be seen from Figs. 2b and 2d, the pulses from the outputs of the discriminator 14 of polarity and the former 16, passing through the logic element 15, have the form shown in Fig. 2e. These pulses trigger the one-shot 17 directly, and the one-shot 19 through the delay element 18.

Длительность импульсов одновибраторов выбираетс меньше периода возбуждени , врем задержки - меньше длительности импульса одновибратора, а сумма длительностей импульса одновибратора и времени задержки - больше периода возбуждени . Выходные импульсы одновибраторов 17 и 19 (фиг.2з и 2и) проход т через логический элег;1ент ИЛИ 20 (фиг.2к) и поддерживают ключ 11 в открытом состо нии. При отрицательном входном сигнале выходное напр жени формировател 16 имеет вид, изображенный на фиг.2л, и импульсы на выходе логического элемента 15 совпадени отсутствуют. Одновибраторы не запускаютс ,напр жение на выходе элемента ИЛИ 20 отсутствует и ключ 11 закрыт, т.е. сигнал через преобразователь не проходит.The duration of one-shot pulses is chosen to be shorter than the excitation period, the delay time is less than the duration of a one-shot pulse, and the sum of the one-shot pulse durations and delay time is more than the excitation period. The output pulses of the one-shot 17 and 19 (Figs. 2z and 2i) pass through the logic ale; 1ent OR 20 (Figure 2k) and keep the key 11 in the open state. With a negative input signal, the output voltage of the driver 16 has the form shown in Fig. 2l, and no pulses are output at the output of the logic element 15. Single vibrators do not start, the voltage at the output of the element OR 20 is missing and the key 11 is closed, i.e. the signal does not pass through the converter.

При положительном входном сигнале импульсы с выходов усилител -формировател 10 (фиг.2д) и дифференцирую- щей цепи 8 (фиг.2б) проход т чере логический «элемент 9 (фиг.2ж) и через формирователь 12 поступают на выход преобразовател , а через интегратор 13 - на обмотку 5 обратной св зи магнитного элемента 1 сравнени .With a positive input signal, the pulses from the outputs of the amplifier-maker 10 (Fig. 2d) and differentiating circuit 8 (Fig. 2b) pass through the logical element 9 (Fig. 2g) and through the driver 12 arrive at the output of the converter, and through the integrator 13 is connected to the feedback winding 5 of the magnetic element 1 of the comparison.

Таким образом, через преобразователь проходит сигнал только одной пол рности и именно той, по которой осуществл етс обратна св зь. Благодар этому оказываетс возможным преобразование переменного напр жени при высокой частоте входного сигнала, что расшир ет функциональные возможности преобразовател . Максимально возможна частота входного сигнала ограничиваетс лишь выбором допустимой дл магнитного элемента сравнени частоты возбужде ни , котора должна быть в 10-20 ра больше частоты входного сигнала. изобретени Преобразователь напр жени в час тоту, содержащий магнитный элемент сравнени , имеющий обмотки возбужде НИН, обратной СВЯЗИ, входную и выходную , усилитель-формирователь, генератор возбуждени , первый выход которого подключен к обмотке возбуждени магнитного элемента сравнени первый логический элемент совпадени , первый вход которого подключен к выходу усилител -формировател , второй вход соединен через дифференцирующую цепь со вторым выходом гене ратора возбуждени , а выход через последовательно соединенные формирователь импульсов посто нной вольтсекундной площади и интегратор подключен к обмотке обратной св зи магнитного элемента сравнени , отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей , в него-введены ключ, включенный между выходной обмоткой магнитного элемента сравнени и входом усилител -формировател , второй логический элемент совпадени , первый вход которого через формирователь импульсов подключен к выходной обмотке магн.итного элемента сравнени , а второй вход через дискриминатор пол рности соединен с -вторым входом первого логического элемента совпадени , первый одновибратор, вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадени , второй одновибратор , вход которого подключен к выходу второго логического элемента совпадени через элемент задержки, и логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов , а выход - к управл ющему входу ключа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Ермолов Р.С. и др. Цифровые измерительные приборы. Справочник. ., Энерги , 1971, с. 28. 2.Бедов Ю.С. и др. Измерительный преобразователь сигналов посто нного тока в частоту следовани импульсов с импульсной обратной св зью. Труды НИИЭП. Л., 1971, вып.8, с.76-85 (прототип).Thus, the signal passes through the converter only of one polarity and precisely the one through which the feedback is carried out. Due to this, it is possible to convert the AC voltage at a high frequency of the input signal, which expands the functionality of the converter. The maximum possible frequency of the input signal is limited only by the choice of the excitation frequency acceptable for a magnetic element, which should be 10–20 ra higher than the frequency of the input signal. of the invention A voltage to clock converter comprising a magnetic reference element having NIN excitation winding, feedback, input and output, a driver amplifier, excitation generator, the first output of which is connected to the excitation winding of the magnetic comparison element first logic element of coincidence, the first input of which connected to the output of the amplifier-maker, the second input is connected via a differentiating circuit to the second output of the excitation generator, and the output through the series-connected forms A pulse of a constant volt-second square and an integrator is connected to the feedback winding of the magnetic comparison element, characterized in that, in order to expand its functionality, a key connected between the output winding of the magnetic comparison element and the amplifier of the imaging amplifier is inserted into the second a coincidence element, the first input of which is connected via the pulse shaper to the output winding of the magnetically compared comparison element, and the second input is connected to the second through the discriminator of polarity the first one-vibrator whose input is connected to the output of the second logic-element of the match, the second one-vibrator whose input is connected to the output of the second logical element of the match through the delay element, and the logical OR element whose inputs are connected to the one-vibrator outputs, and the output to the control input of the key. Sources of information taken into account in the examination 1. Ermolov RS and others. Digital measuring devices. Directory. ., Energie, 1971, p. 28. 2. Bedov Yu.S. et al. Measuring converter of DC signals to pulse frequency with pulsed feedback. Proceedings of NIIEP. L., 1971, Issue 8, pp. 76-85 (prototype).

Claims

5 • The claims

A voltage to frequency converter containing a magnetic comparison element having excitation windings, feedback, input and output, a driver amplifier, an excitation generator, the first output of which is connected to the excitation winding of the magnetic comparison element, the first logical matching element, the first input which is connected to the output of the amplifier-former, the second input is connected through a differentiating circuit to the second output of the excitation generator, and the output through series-connected driver of volts of constant voltsecond area and the integrator is connected to the feedback winding of the magnetic comparison element, which means that, in order to expand the functionality, a key is inserted into it between the output winding of the magnetic comparison element and the input of the driver-amplifier, the second logical coincidence element, the first input of which is connected via a pulse shaper to the output winding of the magnetic comparison element, and the second input is connected to the second input through the polarity discriminator go lo. logical element of coincidence, the first one-shot, the input of which is connected to the output of the second logical match, the second one-shot, the input of which is connected to the output of the second logical match through the delay element, and the OR gate, whose inputs are connected to the outputs of the one-shot, and the output to the control key input.