SU961138A1 - Преобразователь напр жени в частоту - Google Patents

Description

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ

1 .

Изобретение относитс  к измерительной и вычислительной технике и может найти применение при построении цифровых вольтметров действующего значени .

Известен преобразователь действующего значени  напр жени  в частоту , содержащий физический квадрат тор 1.

Недостатком данного преобразовател   вл етс  низка  точность.

Известен преобразователь напр жени  в частоту, содержащий первый и второй интеграторы, основные входы которых подключены к входной шине преобразовател , а выходы - соответственно к входу нуль-органа и первому входу компаратора, триггер, входы которого подключены к выходам нуль-органа и компаратора, а выход соединен с входом запуска второго ...интегратора и с управл ющим входом ключа, включенного между дополни- .

тельным входом первого интегратора и источником .опорного напр жени С2.

Однако применение этого преобразовател  дл  построени  цифрового вольтметра действующего значени  существенно усложн ет прибор ввиду необходимости реализации операции извлечени  квадратного корн  из среднего значени  выходной частоты прет образовател , так как недостатком  вл етс  квадратична  функци  преобразовани .

Целью изобретени   вл етс  линеаризаци  выходной характеристики.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный преобразователь напр жени  в частоту, содержащий первый и второй интеграторы, основные входы которых подключены к входной шине преобразовател , а выходы - соответственно к входу.нульоргана и первому входу компаратора, триггер, входы которого подключены к выходам нуль-органа и компаратора, 39 а выход соединен с входом запуска второго интегратора и с управл ющим входом ключа, включенного между дополнительным входом первого интегратора и источником опорного напр жени , введены последовательно соединеннае формирователь импульсов стабильной площади и усредн ющий фильтр, причем вход формировател  импульсов cfa6ильнoй площади соединен с выходом триггера, а выход усредн ющего фильтра соединен с вторым входом компаратора. На фиг. 1 представлена функционал на  электрическа  схема преобразовател . Устройство содержит входную шину , 1 JK которой подключены основные входы первого 2 и второго 3 интеграторов . Выход второго интегратора 3 соединен с входом нуль-органа Ц, выход которого присоединен к первому входу триггера 5, а выход последнего соединен с входом запуска интег ратора 3 с управл ющим входом ключа 6 и с выходной шиной 7 устройства . Ключ 6 соедин ет источник 8 опор ного .напр жени  с вторым входом первого интегратора 2, а выход второго интегратора 3 соединен с первым входом компаратора 9, к второму входу которого присоединен выход усредн ющего фильтра 10, вход которого соединен с выходом формировател  11 импульсов стабильной площади, причем вход формировател  11 импульсов стабильной площади соединен с выходом 7 устройства, а вход компаратора 9 сое динен с вторым входом триггера 5. Работу устройства по сн ют временные диаграммы, представленные на фиг.2, где ( входное напр жение; U2- выходное напр жение первого интегратора 2; 1/4 - выходное напр жение нуль-органа k, выходное напр жение триггера 5; выходное напр жение усредн ющего фильтра 10; Ug - выходное напр жение компаратора 3, выходное напр жение аналогового ключа 6, U§- выходное напр жение источника 8 опорного напр жени . Устройство работает следующим образом . Под воздействием входного напр же ни  Ug напр жение Ui2 на выходе перво го интегратора 2 (фиг.1 и 2) убывает . При переходе этого напр жени  ч рез нулевой уровень срабатывает нуль орган и своим выходным импульсом и устанавливает триггер 5 в состо ние 1, причем одновременно с этим запускаетс  второй интегратор 3 и замыкаетс  аналоговый ключ 6. Поступающее через аналоговый ключ 6 на.второй вход первого интегратора 2 напр жение UQ с выхода источника 8 опорного напр жени  вызывает изменение его выходного напр жени  Ул в сторону нарастани . При сравнении значений выходного нарастак)щего напр жени  U второго интегратора 3 с выходным напр жением U..,Qусредн ющего фильтра 10, компаратор 9 формирует импульс Up , устанавливающий триггер 5 в состо ние О. В результате аналоговый ключ 6 размыкаетс , а второй интегратор 3 возвращаетс  в исходное состо ние. Т, в течение которого на вход первого интегратора 2 поступает опорное напр жение Up, определ етс  выражением 0... . где ug - посто нна  времени второго интегратора 3. Дальше снова происходит убывание выходного напр жени  UQ первого инТегратора 2 до очередного срабатывани  нуль-органа 4 и т.д. В установившемс  режиме работа первого интегратора 2 описываетс  уравнением Ti(V4( г. где t посто нна  времени первого интегратора 2; врем , в течение которого триггер 5 находитс  в состо нии О. Реша  совместно выражени  (1 ) и (2 ) получаем выражение дл  выходной частоты преобразовател  о 3 10 Напр жение выхода усредн ющего фильтра 10,  вл ющеес  средним напр жением последовательности импульсов с посто нной вольтсекундной площадью, равной SQ, пропорционально среднему значению fв,,х выходной частоты устройства. Напр жение определ етс  по фо муле ;;o(,J So-,v.. .. Подставив уравнени  (ц i и(3 / получим следующее выражение дл  выход ной частоты устройства . ;вых-о..5. среднее значение выходной частоты за некоторое врем  Т определ етс  выражением 8Ы/ Подставив уравнени  (5)и (6) и решив уравнение (6 ) относительно получим окончательное выражение дл  средней выходной частоты преобразовател  ,dt K-U(7) ..±tu -вых yu,.ir,-So т 1 где к «посто нный размер ный коэффициент; 2 Действующее чение напр жени  О . Таким образом, в отличие от из;Вестного преобразовател ,среднее зна чение выходной частоты пропорциональ но действующему значению преобразуемого напр жени , а не квадрату действующего значени , как это имеет место в аналогичных известных устрой ствах.

Claims (1)

1. Фиг, Использование предлагаемого устройства в цифровых вольтметрах действующего значени  устран ет необходимость дополнительной линеаризации (извлечени  квадратного корн  из среднего значени  частоты). Формула изобретени  Преобразователь напр жени  в частоту , содержащий первый и второй интеграторы, основные входы которых подключены к входной шине преобра-. зовател , а выходы - соответственно к входу нуль-органа и первому входу компаратора, триггер, входы которого подключены к выходам нуль-органа и компаратора, а выход соединен с входом запуска второго интегратора и («управл ющим входом ключа, включенного между дополнительным входом первого интегратора и источником опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью линеаризации выходной характеристики, в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов стабильной площади и усредн ющий фильтр, причем вход формировател  импульсов стабильной площади соединен с выходом триггера, а выход усредн ющего фильтра соединен с вторым входом компаратора. Источники информации , прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 310380, кл. Н 03 К 13/20, 19692 .Авторское свидетельство СССР lf , кл. Н 03 К 13/20, 1967 ( прототип).

   Фиг.2