SU892327A1 - Измерительный преобразователь частота-напр жение - Google Patents

Description

(S) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТА - НАПРЯЖЕНИЕ

t

Изобретение относитс  к области импульсной техники и может быть использовано в измерительных устройствах , предназначенных дл  преобразовани  частоты электрических сигналов в напр жение посто нного тока.

Известны преобразователи частотанапр жение , содержащие формирователь длительности осредн емых импульсов, состо щий из кварцевого генератора, счетчика заданного числа импульсов, схемы совпадени , триггера, и линейное осредн ющее устройство Dj.

К недостаткам известных устройств относитс  недостаточна  точность преобразовани , св занна  с ограничени ми точности сигнала, пере/даваемого посто нным напр жением, а именно, потери на проводах, помехи и ограниченна  разрешающа  способность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  измерительный преобразователь частота напр жение , содержащий формирователь длительности осредненных импульсов , состо щий из кварцевого генератора , элемента И, счетчика заданного числа импульсов и триггера, блок линейного осреднени , дополнительный счетчик импульсов, регистр пам ти, логический элемент сравнени  кодов и выходной триггер t2l.

Недостатком этого преобразовател   вл етс  низка  томность при преобра10 зовании низких частот, так как посто нна  времени блока линейного осреднени  должна 6ъ1ть сделана достаточно большой, что приводит к увеличению динамической погрешности.

IS

На практике во многих случа х,как например, при измерении скорости вращени  авиационных двигатеЛей, приходитс  измер ть частоту синусоидального сигнала. При синусоида20 льной форме входного сигнала динамическа  погрешность может быть сниженэ за смет удвоени  входной частоты с помощью формировател  импульсов при

38

,;,LSv:. синусоиды через ноль и последующего устранени  погрешности, св занной с неодинаковостью двух полупериодов синусоиды.

Цель изобретени  - увеличение точности при преобразовании синусоидального входного сигнала.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в измерительный преобразователь частота-напр жение, содержащий последовательно соединенные генератор, элемент И и первый счетчик импульсов первый триггер, выход которого соединен со вторым входом элемента И, и вторым входом первого счетчика, последовательно соединенные второй счетчик импульсов, регистр пам ти и логический элемент сравнени  кодов , при этом выход первого счетчика соединен с первым входом первого триггера, счетный вход второго счетчика соединен с выходом генератора, а выход этого счетчика соединен со вторым входом логического Элемента сравнени  кодов, выход которого подключен к первому входу второго три1 гера, введены дополнительно два формировател , триггер и элемент И,причем вход первого формировател   вл етс  входом преобразовател , вход второго формирователи соединен с выходом первого триггера, выход второго формировател  соединен с первым входом дополнительного триггера, выход которого соединен с первым входом дополнительного элемента И, выход которого соединен со вторым входом первого триггера, а выход первого формировател  соединен со вторым входом второго счетчика вторым входом второго основного триггера , вторым входом дополнителыюго триггера и вторым входом дополнителного элемента И.

Таким образом, введение первого формировател  импульсов при переходе синусоиды через ноль, св занного со входом преобразовател , позвол ет получить на его выходе удвоенную входную частоту, тем самым уменьшив посто нную времени блока линейного осреднени , а, следовательно, и динмическую погрешность преобразовател а осреднение неравномерности полупериодов синусоиды не приводит к по влению погрешности и снижению точности преобразовани .

На фиг.1 приведена функциональна схема предлагаемого преобразовател 

274

частота - напр жение; на фиг.2 осциллограммы напр жений на выходах блоков преобразовател .

Устройство содержит кварцевый генератор 1, элемент 2 И, счетчик 3 заданного числа импульсов, первый триггер 4, блок 5 линейного осреднени , счетчик 6 импульсов, регистр 7 пам ти, логический элемент 8 сравнени  кодов, второй триггер 9, формирователи 10 и 11 импульсов, триггер 12 и дополнительный элемент 13 И,

На входе преобразовател  включен формирователь 10 импульсов при переходе синусоиды через ноль. К выходу триггера подключен второй формиро ватель 11 импульсов при положительном перепаде напр жени , а выход формировател  11 соединен с первым вхоQ дом дополнительного триггера 12, второй вход которого подключен к выходу формировател  10, а выход св зан с первым входом дополнительного элемента 13 И, второй вход которого также

5 подключен к выходу формировател  10, а выход дополнительного элемента 13 И соединен со вторым входом первого триггера .

На фиг.2 обозначены входной синусоидальный сигнал 1 на входе формировател  импульсов 10, выходные импульсы 15 на выходе формировател  импу/lbcoB 10, выходные импульсы 16 триггера 12, выходные импульсы 17 элемента И 13, выходные импульсы 18 триггера , выходные импульсы 19 формировател  11 ,

Измерительный преобразователь частота - напр жение работает следующим образом.

Claims (2)

1. При поступлении на вход преобразовател  синусоидального сигнала И (фиг.2) частотой , формирователь 10 импульсов формирует короткие импульсы 15 при переходе через ноль частотой 2f. Первый импульс из импульсов 15 устанавливает второй три|- гер 9 в единицу, а счетчик 6 импульсов - в ноль. Импульсы 15, совпадающие с уровнем едиНицы на выходе три1- гера 12, вызывают импульсы 17 на выходе элемента 13 И, который поступает на вход триггера t и устанавливает на его выходе напр жение 18. При этом элемент И начинает пропускать импульсы кварцевого генератора 1 на счетчик 3 заданного числа импульсов, который вырабатывает по истечении времени выходной импульс. Длительность Y боль ше периода измер емой частоты. В кон це этого отрезка времени измер етс  отрезок времениt 1 ,.равный т-Т, где Т - период импульсов 15, а m количество целых периодов, укладываю щихс  в интервале времени f . Выходной импульс счетчика 3 устанавливает триггер в ноль и заносит в регистр 7 пам ти код со счетчика 6 С момента установлени  триггера 4 в ноль прекращаетс  поступление сигна лов с элемента 2 И на счетчик 3 и счетчик 3 обнул етс . В регистре 7, таким образом, хранитс  код, соотве ствующий времени и .Счетчик 6 с при ходом каждого импульса 15 начин ает счет импульсов кварцевого генератор 1 с нул . Когда код в счетчике 6 со падает с кодом регистра 7 пам ти, логический элемент 8 сравнени  кодо обнул ет выходной триггер 9. С триг гера 9 на блок 5 линейного осреднени  поступают импульсы с частотой 2 и длительностью t .Блок 5 линей ного осреднени  вырабатывает напр ж ние и ъЩ Е -Zf-m},. где Е - амплитуда рсредн емых импульсов . Из формулы видно, что при измене нии чистоты в узком диапазоне от m m+1 jjc до -fp- выходное напр жение изме н етс  от О до Е. При установлении уровн  единицы напр жение 18 на выходе триггера формирователь 11 импульсов вырабаты вает импульсы 19, устанавливающие триггер 12 в единицу, и тем самым нейтрализуют действие первого счетного импульса с формировател  11. Благодар  этому каждый ел едущий импульс 18 длительностью на выходе триггера начинаетс  через нечетное количество периодов импульсов 15 формировател  10. В результате неодинаковость двух полупериодов синусоиды, возникающа  за счет ее искажени , приводит к поочередному отклонению измер емой величины в большую и в меньшую сторону от номинала. Эти отклонени  осредн ютс  в блоке линейного осреднени  5 и не привод т к по влению 7 погрешности преобразовани , а за счет удвоени  входной частоты формирователем импульсов 10 посто нна  времени блока линейного осреднени  5 может быть сделана вдвое меньше и таким образом, уменьшена динамическа  погрешность преобразовател . Формула изобретени  Измерительный преобразователь частота - напр жение, содержащий последовательно соединенные генератор, элемент И и первый счетчик импульсов, первый триггер, выход которого соеди-. нен со вторым входом элемента И, и вторым входом первого счетчика, последовательно соединенные второй счетчик импульсов, регистр пам ти и логический элемент сравнени  кодов, при этом выход первого счетчика соединен с первым входом первого три1 гера, счетный вход второго счетчика соединен с выходом генератора, а выход этого счетчика соединен со вторым входом логического элемента сравнени  кодов, выход которого подключен к первому входу второго триггера, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности преобразовани , в него дополнительно введены два фбрмировател , триггер и элемент И, причем вход первого формировател   вл етс  входом преобразовател , вход второго формировател  соединен с выходом первого триггера, выход второго формировател  соединен с первым входом дополнительного триггера, выход которого соединен с первым входом дополнительного элемента И, выход которого соединен со вторым входом первого триггера, а выход первого формировател  соединен со вторым входом второго счетчика, вторым входом второго основного триггера, вторым входом дополнительного триггера и вторым входом дополнительного элемента И. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 398876, кл.С 01 R 19/26, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР , кл.С 01 R 19/26, 1977 ( прототип).

   бмд

   Фиг.1

   1

   -

   s

   о

   -I

   OsJ

   tf

   5

   1