SU1427569A1 - Period to d.c. voltage converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах дл  измерени  частоты, периода и фазового сдви1а. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет преобразовани  периода сигна:1ов измен ющейс  частоты. Преобразователь содержит источник эталонного напр жени , формирователь управл ющих сигналов , три электронных переключател  и два интегратора. 1 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used in devices for measuring frequency, period, and phase shift. The aim of the invention is to enhance the functionality by converting the period of the signal: 1 of a varying frequency. The converter contains a source of reference voltage, a driver of control signals, three electronic switches and two integrators. 1 il.

Description

(Л(L

сwith

ю J Ju J

елate

GCJGCJ

соwith

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах дл  измерени  частоты, периода и фазового сдвига межд сигналами.The invention relates to a measurement technique and can be used in devices for measuring frequency, period, and phase shift between signals.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет, преобразовани  периода сигналов измен ющейс  частоты и упрощение преобразовател  „The purpose of the invention is to expand the functionality by, converting the period of the signals of varying frequency and simplifying the converter.

На чертеже представлена структурна  схема преобразовател , ; Преобразователь содержит источник 1 эталонного напр жени , формирователь 2 управл ющих сигналов, первый , второй и третий электронные переключатели 3-5 и первый и второй интеграторы 6 и 7.The drawing shows a block diagram of the converter,; The converter contains the source 1 of the reference voltage, the driver 2 of the control signals, the first, second and third electronic switches 3-5 and the first and second integrators 6 and 7.

Выход источника 1 эталонного напр жени  соединен с первыми сигнальными входами первого и второго электронных переключателей 3 и 4, вторые входы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а выходы - с входами первого и второго интеграторов 6 и 7. Вход формировател  2 управл ющих сигналов соединен с входом 8 преобразовател , первый выход - с управл ющими входами, первого, второго и третьего электронных переключателей 3-5, а второй и третий выходы - соответственно с вторыми входами (входами сброса) первого и второго интеграторов 6 и 7. Первый и второй входы третьего электронного переключател  5 соединены соответственно с выходами первого и второго интеграторов 6 и 7, а выход - с выходом 9 преобразовател .The output of source 1 of the reference voltage is connected to the first signal inputs of the first and second electronic switches 3 and 4, the second inputs of which are connected to the zero potential bus, and the outputs to the inputs of the first and second integrators 6 and 7. The input of the control signal generator 2 is connected to input 8 of the converter, the first output with control inputs of the first, second and third electronic switches 3-5, and the second and third outputs respectively with the second inputs (reset inputs) of the first and second integrators 6 and 7. First and second inputs of the third electronic switch 5 are connected respectively to the outputs of the first and second integrators 6 and 7, and output - with output transducer 9.

Преобразователь периода в посто нное напр жение работает следующим образом .The period to DC converter operates as follows.

Измер емьм сигнал с входа 8 преобразовател  поступает на вход формировател  2 управл ющих сигналов, на первом выходе которого образуетс  скачкообразно измен ющийс  сигнал, моменты переключени  которого совпадают с моментами перехода через -нуль входного сигнала, а на втором и третьем выходах - положительные короткие импульсы, совпадающие по времени соответственно с моментами нарастани  и спада сигнала на выходе формировател  2 управл ющих сигналов. В промежутки времени, когда сигнал на первом вькоде формировател  2 управл ющих сигналов имеет положительную по0The measured signal from input 8 of the converter is fed to the input of driver 2 of control signals, the first output of which produces a jump-like changing signal, the switching times of which coincide with the transition times through the zero signal of the input signal, and the second and third outputs have positive short pulses, coinciding in time, respectively, with the moments of rise and fall of the signal at the output of the driver 2 control signals. In the intervals when the signal at the first code of the driver 2 control signals has a positive

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

л рность, первый, второй и третий электронные переключатели 3-5 наход тс  в положении, изображенном на чертеже. При этом на вход первого интегратора 6 через первый электронный переключатель 3 поступает сигнал посто нной амплитуды от источника 1 эталонного напр жени , а вход второго интегратора 7 через второй электронный переключатель 4 подключен к шине нулевого потенциала. В этом режиме на выходе первого интегратораThe first, second, and third electronic switches 3-5 are in the position shown in the drawing. At the same time, the input of the first integrator 6 via the first electronic switch 3 receives a constant amplitude signal from the source 1 of the reference voltage, and the input of the second integrator 7 via the second electronic switch 4 is connected to the zero potential bus. In this mode, the output of the first integrator

6образуетс  линейно нарастающий сигнал , а на выходе второго интегратора6 a ramp signal is generated, and at the output of the second integrator

7имеет место сигнал посто нного уровн , который через третт-ш электронный переключатель 5 поступает на выход 9 преобразовател „7 there is a place a signal of a constant level, which through the t-w-w electronic switch 5 enters the output 9 of the converter „

В промежутке времени, когда сигнал на выходе формировател  2 управл ющих сигналов имеет отрицательную пол рность , первьй, второй и третий электронные переключатели 3-5 наход тс  в положении, противоположном изображенному на чертеже. При этом сигнал посто нной амплитуды с выхода источника 1 эталонного напр жени  поступает через второй электронньй переключатель 4 на вход второго интегратора 7, а вход первого интегратора 6 подключен через первый электронньй переключатель 3 к шине нулевого потенциала. На выходе второго интегратора 7 образуетс  линейно нарастающий сигнал, а на выходе первого интегратора 6 имеет мес то сигнал посто нного уровн , которьй через третий электронный переключатель 5 поступает на выход 9 устройства.In the time interval when the signal at the output of the driver 2 of the control signals has a negative polarity, the first, second and third electronic switches 3-5 are in the position opposite to that shown in the drawing. In this case, the signal of constant amplitude from the output of source 1 of reference voltage is fed through the second electronic switch 4 to the input of the second integrator 7, and the input of the first integrator 6 is connected via the first electronic switch 3 to the zero potential bus. At the output of the second integrator 7, a linearly increasing signal is formed, and at the output of the first integrator 6, there is a constant level signal, which through the third electronic switch 5 arrives at the output 9 of the device.

В моменты изменени  отрицательной пол рности измер емого сигнала на положительную под действием коротких импульсов сброса с второго выхода формировател  2 управл ющих сигналов осуществл етс  разр д конденсатора первого интегратора 6, а сигнал на его выходе скачкообразно измен етс  до нулевого уровн . По окончании импульса сброса сигнал на выходе первого интегратора 6 линейно нарастает до момента изменени  положительной пол рности измер емого сигнала на отрицательную . В этот момент времени рост сигнала на выходе первого интегратора 6 прекращаетс , так как вход последнего подключаетс  к шине вого потенциала. Сигнал на выходе первого интегратора 6 остаетс  посто нным до поступлени  следующего импульса сброса с второго выхода форми- ровгтел  2 управл ющих сигналов. Далее цикл работы преобразовател  повтор етс . Таким образом, в течение полупериода измер емого сигнала, когда он имеет положительную пол рность, сигнал на выходе первого интегратора 6 линейно нарастает от нул  до некоторого уровн , а в течение последующего полупериода измер емого сигнала , когда он имеет отрицательную пол рность , сохран етс  на достигнутом уровне. Этот уровень пропорционален периоду измер емого сигнала, так- как нарастание сигнала на выходе первого интегратора 6 осуп1ествл етс  по линейному закону.At the moments of changing the negative polarity of the measured signal to positive under the action of short reset pulses from the second output of the control driver 2, the capacitor of the first integrator 6 is discharged, and the signal at its output abruptly changes to zero level. At the end of the reset pulse, the signal at the output of the first integrator 6 rises linearly until the positive polarity of the measured signal changes to negative. At this point in time, the growth of the signal at the output of the first integrator 6 stops, since the input of the latter is connected to the bus potential. The signal at the output of the first integrator 6 remains constant until the arrival of the next reset pulse from the second output of the driver 2 control signals. Further, the operation cycle of the converter is repeated. Thus, during the half-period of the measured signal, when it has a positive polarity, the signal at the output of the first integrator 6 rises linearly from zero to a certain level, and during the subsequent half-period of the measured signal, when it has a negative polarity, achieved level. This level is proportional to the period of the measured signal, since the increase in the signal at the output of the first integrator 6 is linearly determined.

Аналогично под действием зтмпульсов сброса с третьего выхода формировател  2 управл ющих сигналов и посто нного сигнала, поступающего с выхода источника 1 эталонного напр жени  через второй электронный переключатель 4 на вход второго интегратора 7, измен етс  сигнал на выходе второго интегратора 7. Однако в промежутки времени, когда сигнал на выходе первого интегратора 6 нарастает, на выходе второго интегратора 7 он остаетс  на посто нном уровне, пропорциональном периоду измер емого сигнала, и наоборот.Similarly, under the action of reset pulses from the third output of the driver 2 control signals and a constant signal from the output of source 1 of the reference voltage through the second electronic switch 4 to the input of the second integrator 7, the signal at the output of the second integrator 7 changes. However, when the signal at the output of the first integrator 6 rises, at the output of the second integrator 7 it remains at a constant level proportional to the period of the measured signal, and vice versa.

Таким образом, на выходе одногоSo the output of one

ШSh

1515

2020

2.52.5

30thirty

приводит к соответствующему изменению амплитуды сигнала на вьпчодах первого и второго интеграторов 6 и а следовательно, разовател .leads to a corresponding change in the amplitude of the signal on the criteria of the first and second integrators 6 and, consequently, the generator.

ФF

и на выходе-9 преоand exit-9 preo

ормула изобретени  Преобразователь периода в посто н ное напр жение содержащий источник эталонного напр жени , два электронных переключател , первые сигнальные входы которых подключены к выходу источника эталонного напр жени , фор мирователь управл ющих сигналов, вхо которого подключен к входу преобразо вател , а первый вьпход - к управл ю- входу первого электронного пере ключател , первый и второй интеграто ры подключенные своими входами к вы ходам первого и второго электронных переключателей, соответственно, о т- личающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возмож ностей за счет преобразовани  период сигналов измен ющейс  частоты и упро щени  преобразовател  в него введек третий электронньп переключатель« первый и второй входы которого соеди нень соответственно с выходами перво го и второго интеграторов, а выход - с выходом преобразовател , первый вы ход формировател  управл ющих сигналов подключен к управл ющим входа2- второго и третьег о электронных переиз интеграторов (6 или 7) всегда име- 35 ключателей, дсчтолнительные второй иThe formula of the invention Period-to-voltage converter containing a reference voltage source, two electronic switches, the first signal inputs of which are connected to the output of the voltage reference source, the control signal generator, the input of which is connected to the converter input, and the first input - to the control of the input of the first electronic switch, the first and second integrators connected by their inputs to the outputs of the first and second electronic switches, respectively, differing from o, in order to expand the functionality by converting the period of the signals of the varying frequency and simplifying the converter, it introduced the third electronic switch, the first and second inputs of which connect, respectively, to the outputs of the first and second integrators, and the output - to the output of the converter, The first output of the control signal generator is connected to the control input 2 of the second and third electronic re-integrators (6 or 7) always with 35 switches, the second and

ет место сигнал посто нного уровн , пропорционального измер емому периоду , который через третий электронный переключатель 5 поступает на выход 9 устройства. Изменение периода поступающего на вход 8 устройства сигналаThe signal is a constant level proportional to the measured period, which through the third electronic switch 5 enters the output 9 of the device. Change the period of the input signal to the device 8

приводит к соответствующему изменению амплитуды сигнала на вьпчодах первого и второго интеграторов 6 и 7, а следовательно, разовател .leads to a corresponding change in the amplitude of the signal on the criteria of the first and second integrators 6 and 7, and therefore, the sweeper.

и на выходе-9 преобand at the exit-9

5five

00

.5.five

00

ФF

ормула изобретени  Преобразователь периода в посто нное напр жение содержащий источник эталонного напр жени , два электронных переключател , первые сигнальные входы которых подключены к выходу источника эталонного напр жени , формирователь управл ющих сигналов, вход которого подключен к входу преобразовател , а первый вьпход - к управл ю- входу первого электронного переключател , первый и второй интеграто- ры подключенные своими входами к выходам первого и второго электронных переключателей, соответственно, о т- личающийс  тем, что, с це лью расширени  функциональных возможностей за счет преобразовани  периода сигналов измен ющейс  частоты и упрощени  преобразовател  в него введек третий электронньп переключатель« первый и второй входы которого соеди- нень соответственно с выходами первого и второго интеграторов, а выход - с выходом преобразовател , первый выход формировател  управл ющих сигналов подключен к управл ющим входа2- второго и третьег о электронных перетретий его вькоды - к вторым входам первого и втогл-о интеграторов соот- ветственно. вторые входы первого и второго электронньпс переключателей подключены к шине нулевого потенциала .The formula of the invention A period-to-voltage converter containing a reference voltage source, two electronic switches, the first signal inputs of which are connected to the output of the reference voltage source, a driver of control signals, the input of which is connected to the converter input, and the first input to the control - to the input of the first electronic switch, the first and second integrators connected by their inputs to the outputs of the first and second electronic switches, respectively, about o, in order to extend the functionality by converting a period of signals of varying frequency and simplifying the converter, it introduced a third electronic switch, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the first and second integrators respectively, and the output The output of the control signal generator is connected to the control inputs 2- of the second and third electronic ones, its third codes - to the second inputs of the first and second integrators, respectively. The second inputs of the first and second electronic switches are connected to the zero potential bus.

Claims (1)

Формула изобретения Преобразователь периода в постоянное напряжение, содержащий источник эталонного напряжения, два электронных переключателя, первые сигнальные входы которых подключены к выходу источника эталонного напряжения, фор- мирователь управляющих сигналов, вход которого подключен к входу преобразователя, а первый выход - к управляющему входу первого электронного переключателя, первый и второй интеграторы, подключенные своими входами к выходам первого и второго электронных переключателей, соответственно, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возмож5 ностей за счет преобразования периода сигналов изменяющейся частоты и упрощения преобразователя, в него введен третий электронный переключатель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первоО го и второго интеграторов, а выход с выходом преобразователя, первый выход формирователя управляющих сигналов подключен к управляющим входам второго и третьего электронных пере5 ключателей, дополнительные второй и третий его выходы - к вторым входам первого и втогэго интеграторов соответственно,,. вторые входы первого и второго электронных переключателей ⁰ подключены к шине нулевого потенциала .SUMMARY OF THE INVENTION A period to DC voltage converter comprising a reference voltage source, two electronic switches, the first signal inputs of which are connected to the output of the reference voltage source, a control signal generator, the input of which is connected to the converter input, and the first output to the control input of the first electronic switch, the first and second integrators connected by their inputs to the outputs of the first and second electronic switches, respectively, characterized by then, in order to expand functional capabilities by converting the period of signals of variable frequency and simplifying the converter, a third electronic switch is introduced into it, the first and second inputs of which are connected respectively to the outputs of the first and second integrators, and the output with the output of the converter, the first output of the driver control signals is connected to the control inputs of the second and third electronic switches 5, additional second and third outputs are connected to the second inputs of the first and second integrated ators, respectively. the second inputs of the first and second electronic switches ^{0 are} connected to the zero potential bus.