Функциональный преобразователь частоты в напряжение постоянного то'ка

272688

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсних

Социалистических

Республик

Зависимое от а вт. свидетельства №вЂ”

Кл. 42m., 3/00

21е, 36/03

Заявлено 12.IV.1968 (№ 1232570/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 03.VI.1970. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 20Х111.1970

МПК Н 03k 13/02

G 01r 23/06

УДК 681.325:621.317..761(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения!

К. И. Диденко, В. В. Ставницкий, В. М. Турчин и Н. В. Чернец „ т 1; „6(Л:Й k

Специальное конструкторское бюро систем автоматического,э 4A управления

Заявитель фУНКЦИОНАЛЪНЪ1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЧАСТОТЫ

В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА!

=аf U, Изобретение относится к технике автоматического управления.

Известен функциональный преобразователь частоты в напряжение постоянного тока, содержащий формирователь входных сигналов, конденсаторные частотомеры, резисторы и делитель напряжения.

Недостатком известного преобразователя является невысокая точность, так как его показания зависят от температуры.

Целью изобретения является повыше ие точности преобразователя. Для этого цепи питания конденсаторных частотомеров соединены через добавочные резисторы с одним из полюсов источника питания. Другой полюс подключен к резистору, включенному в цепь цагрузки первого конденсаторного частотомера, и к делителю напряжения, соединенному с добавочным резистором второго конденсаторпого частотомера.

На фиг. 1 изображена схема преобразователя; на фиг. 2 — диаграмма зависимости токов и напряжений преобразователя от частоты входного сигнала.

Преобразователь содержит формирователь

1 и частотомеры 2 и 8, зашунтированные фильтрующими конденсаторами 4 и б соогветственно. Напряжение от первого полюс". источника питания подводится к частотомерам соответственно через добавочные резисторы б и 7. Преобразуемая частота с выхода формирователя подается одновременно на оба частотомера. С полюсом источника питания связан резистор 8, второй конец которого подсоединен вместе с резистором нагрузки 9 к цепи нагрузки частотомера 2. Второй конец резистора 9 связан со вторым полюсом источника питания, с которым связаны также цепь нагрузки частотомера 3 и делитель напряжения

10 на резисторах 10 и ll, подсоединенный другим концом к первому полюсу источника питания. Выходное напряжение снимается с резистора 9 и промежуточной точки делителя.

Схема питается стабилизированным напря15 жепием.

Зависимость снимаемого с резистора 9 и делителя напряжения на резисторах 10 и 11 от подаваемой на вход . частотомеров частоты представляет собой выпуклую кривую, кривиз20 на которой может регулироваться в больших пр едел ах.

Для конденсаторного частотомера, питаемого от источника напряжения U, протекающий через него ток (имеет следующую зависимость

25 от U: где а — коэффициент пропорциональности, т. е. линейно зависит от частоты, подаваемой на

30 вход частотомера.

272688

Если подать на частотомер Е„ через добавочный резистор б или 7 и зашунтировать переменную составляющую напряжения на iBстотомере фильтрующим конденсатором, ro протекающий через частотомер ток 1 будет равен

1 = а f U а t (Ep — IR,), где R — сопротивление резистора.

Отсюда

1 а Ео..1 (2) Так как Ер и / — величины постоянные, то, подставив вместо них постоянные коэффициенты А и В, получим

А f

1yBf аЕо/ р Ео

1+ aR f 1+ ай/

U: — Ep IRg — Ео

Ео

1+ Bf т. е. напряжение на частотомере нелинейно зависит от частоты и зависимость эта выражается вогнутой кривой б на фиг. 2.

Выходное напряжение представляет сооой алгебраическую сумму падений напряжений на резисторе 9 от тока I> частотомера 2 и на части делителя на резисторах 10 и ll от тока

1„, определяемого напряжением U„, на частот. е. ток в частотомере, питаемом через добавочное сопротивление, нелинейно зависит от частоты, и зависимость эта выражается выпуклой кривой а на фиг. 2.

Для этого же случая зависимость напряжения U на частотомере от частоты выражается следующим образом (подставляем из уравнения (2)): томере 8. Ток 1 зависит от частоты / в соответствии с формулой (3) (кривая а на фиг. 2), а напряжение U,, — от частоты f в соответствии с формулой (4) (кривая б на фиг. 2).

5 Выходное напряжение представляет собой алгебраическую сумму падения напряжений на резисторе 9 и делителе. Так как эти паден,я имеют разные знаки, то, чтобы получить результирующую зависимость, надо из кривой а

10 вычесть кривую б. Результирующая зависимость (кривая o) имеет ненулевой начальный уровень. Для приведения этой кривой к нулевому начальному уровню в схему введен резистор 8, падение напряжения на котором не за15 висит от частоты (прямая г на фиг. 2). Сумма всех трех зависимостей (1,2 и 4) дает результирующую выпуклую кривую д, которая и характеризует зависимость выходного напряжения от частоты. Каждая в отдельности

20 кривая (а и б) имеет малые возможности регулировки кривизны. Возможности же кривой д, представляющей собой их сумму, в этом отношении значительно больше. Такая схема позволяет также в довольно больших преде25 лах регулировать величину выходного сигнала.

Предмет изобретения

Функциональный преобразователь частоты в напряжение постоянного тока, содержащий

З0 формирователь входных сигналов, конденсаторные частотомеры, резисторы и делитель напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, цепи питания конденсаторных частотомеров соединены через дооавсчные резисторы с одним из полюсов источника питания, другой полюс которого подключен к резистору, включенному в цепь нагрузки первого конденсаторного частотомера, и к делителю напряжения, соединенному с до40 бавочным резистором второго конденсаторного частотомера.

272688

Составитель Е. А. Семенова

Редактор Б. Б. Федотов Техред Л. В. Куклйна Корректор Т. П. Лаврухина

Заказ 2244/4 Тираж 480 Поди нсное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4Д

Типография, пр. Сапунова, 2