SU900433A1 - Преобразователь частоты в напр жение - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В НАПРЯЖЕНИЕ

t

Изобретение относитс  к импульсной технике и предназначено дл  обработкн сигналов, поступающих от детекторов ионизирующих излучений .

Известен преобразователь частота - напр жение содержащий формирователь импульсов посто нной вольт-секундной площади и фильтр 1

Недостатком преобразовател   вл етс  низка  чувствительность на высоких частотах.

Известен преобразователь частоты в напр жение , содержащий генератор тактовых импульсов, к первому выходу которого подключен первый вход синхронизатора, а ко второму выходу - первый вход устройства вычитани  частот, счетчик импульсов и фильтр нижних частот, выход которого соединен с выходной щи ной преобразовател  (2).

Недостатком известного устройства также  вл етс  низка  чувствительность на высоких частотах.

Цель изобретени  - повыщение чувствительности преобразовател  на высоких частотах .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный преобразователь частоты в напр жение , содержащий генератор тактовых импульсов , к первому выходу которого подключен первый вход синхронизатора, а ко второму выходу - первый вход устройства вычитани  частот, счетчик импульсов и фильтр нижних чатсот, выход которого соединен с выходной щиной преобразовател , введен триггер , входы которого подключены к выходам

to устройства вычитани  частот, а выход подключен ко входу фильтра нижних частот, причем второй вход устройства вычитани  частот соединен с выходом синхронизатора, вход счетчика импульсов соединен со входной шиной преобразовател ,

IS а выход - со вторым входом синхронизатора.

На фиг. 1 приведена блок-схема преобразовател ; на фнг. 2 - экспериментально полученные характернстаки макета преобразовател .

20

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, синхронизатор 2, счетчик 3 импульсов , причем входы синхронизатора 2 подключены к выходам генератора 1 и счетчика 3,

Э900

устройство 4 вычитани  часго, входы которого подключены к выходам генератора I н синхронизатора 2, триггер 5, входы которого подключены к выходам устройства 4, а выход - ко входу фильтра 6 нижних частот.

Крива  7 (фиг. 2) получена при подаче на вход преобразовател  снгнала от генератора импульсов (регул рна  последовательность импульсов), а остальные кривые получены при подаче на вход преобразовател  снгнала от детектора ионизирующих излучений (последовательность статистически распределенных импульсов) дл  разных объемов счетчика 3 числа импульсов - крива  8 дл  восьми триггеров, крива  9 дл  четырех триггеров, крива  10 дл  двух триггеров, крива  11 получена при подаче входного сигнала на вход синхронизатора 2, т.е, при коэффициенте пересчета счетчика 3, равном единице.

Преобразователь работает следующим образом .

Генератор 1 вырабатывает две последовательности импульсов с частотами F, и Fj. при этом Fj FI и импульсы F) и р2 не совпадают во времени. На каждый импульс, пришедший со счетчика числа 3 импульсов, синхронизатор пропускает на вход устройства 4 вычитани  частот один импульс из последовательности FJ. Таким образом, на один вход устройства вычитани  частот поступает последовательность импульсов F), а на другой его вход поступает последовательность импульсов РЭ, импульсы которой приход т синхронно с импульсами последовательности FJ и поэтому не совпадают во времени с импульсами последовательности FI, что необходимо дл  нормальной работы устройства вычитани  частот, при этом FI (3)

где f- - частота входной последовательности импульсов; V - коэффициент пересчета счетчика 3 импульсов.

Если FI FS, то разностна  частота с устройствами 4 вычитани  частот поступает только на нулевой вход триггера 5, и триггер находитс  в нулевом состо нии, а если FI FS, то разностна  частота поступает только на едини«шый вход триггера 5, и триггер находитс  в единичном состо нии.

Таким образом, при подаче на входе преобразовател  сигнала от генератора импульсов (регул рна  последовательность импульсов), характеристика преобразовател  имеет вид ступеньки (крива  .7, фиг. 2), при этом выходное напр жение равно нулю, если и равно еди ице. если FX VFi.

Если второй вход синхронизатора 2 подключить к выходу детектора ионизирующих излучений (отсутствие счетчика импульсов соответствует случаю V 1), на вход преобразовател  поступает последовательность статистически распределенных импульсов, веро тность по влени  которых в заданном интервале подчин етс  закону Пуассона. В таком случае мгновенное значение частоты входного сигнала (величина, обратна  периоду между двум  входными импульсами) может значительно отличатьс , от средней частоты входного сигнала как в одну, так и в другую сторону.

Если среднее значение f равно F,, то веро тность того, что мгновенное значение F больше FI рарна веро тности того, что оно меньше F, и равно 0,5. В зтом случае триг- тер 5 переходит из нулевого состо ни  в единичное и обратно так, что среднее значение коэффициента заполнени  последовательности импульсов на его выходе равно 0,5, и иапр жение иа выходе преобразовател , выделенное фильтром 6, равно половине от напр жени , соответствующего единице.

При отклонении среднего значени  F, в сторону повыше1ш  частоты возрастает веро тность нахождени  триггера 5 в единичном состо нии , и напр жение на выходе преобразовател  повыситс . При отклонении среднего значе:чи  F в сторону уменьшени  частоты возрастает веро тность нахождени  триггера 5 в нулевом состо нии, и напр жение на выходе преобразовател  понижаетс . Зависимость выходного напр жени  преобразовател  от среднего значени  частоты импульсов, статистически распределенных во времени по закону Пуассона, в случае подачи их на вторс  вход синхронизатора 2 приведена на фиг. 2, крива  11.

Если последовательность импульсов, статистически распределенных во времени, подать на вход счетчика 9 импульсов объемом V, то на вход синхронизатора 2 поступает только каждый V-й импульс из входной последовательности .

Claims (2)

1. При выборке каждого V-ro импульса из пуассоновского потока образуютс  эрлаиговы потоки, которые отличаютс  от пуассоиовских большей равномерностью, при этом с ростом V возрастает равномерность потока. В этом случае характеристики преобразовател  наход тс  между ступенчатой кривой 7 (фиг. 2) дл  периодического сигнала (бесконечно больша  крутизна) и кривой И (фиг. 2) дл  случа  V 1. Крива  10 (фиг. 2) соответствует двум триггерам V 4, крива  9 - четырем триггерам V 16, крива  8 - восьми триггерам V 256, при этом при изменении V соответственно измен лось и значение F1. 590 Чувствительность преобразовател   вл етс  функцией числа триггеров счегшк  3 и возрастает с увели 1еннем их числа. Число триггеров счегшка числа импульсов есть величина коиструктивна , допоп1штельной иестабильности в преобразование ие вносит, поэтому чувствительность предлагаемого преобразовани  может быть весьма высокой и ограш{чиваетс  только ста&сльностью частоты генератора тактовых импульс(ж. Предлагаемый преобразователь обладает болышж чувствительностью при использовании его как на высоких частотах, так и на низких частотах, его легко вьшаг{ ть на интегральных микросхемах, дл  его перестройки по диапазону достатовдо изменени  одного параметра - частоты генератора тактовых импульсов . Формула изобретени  Преобразователь частоты в напр жение, содержащий генератор тактовых импульсов.

   /i

   / Л

   N/

   6%/Х

   .

   фиг1 к первому выходу которого подключи первый вход синхрониз тора, а ко второму выходу - первый вход устройства вычитани  частот, счетчик импульсов и фильтр нижних частот, выход которого соединен с выходной шиной преобразовател , отличающийс   тем, что, с целью повышени  чувствительности , в него введен триггер, входы которого пошелкмены к выходам устройства вычитани  частот, а выход подключен ко входу фильтра нижних частот, причем второй вход устройства вычитани  частот соединен с выходом синхронизатора , вход счетчика импульсов соединен со входной шивсй преобразовател , а выход со вторым входом синхронизаторе. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 519640, кл. 3 Н 03 К 9/06, 18.02.74.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 600716, кл. 3 Н 03 К 9/06, 05.03.76 (прототеп).