×
10.04.2015
216.013.38fa

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области автоматики и может использоваться при автоматизации технологических процессов. Достигаемый технический результат - повышение надежности преобразования напряжения в частоту импульсов путем диагностирования полярности подключения его выходных клемм к приемнику информации. Преобразователь напряжения в частоту импульсов содержит последовательно включенные источник входного сигнала, амплитудный модулятор, первый сумматор, интегратор, релейный элемент, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора и подключен к второму входу амплитудного модулятора, шину нулевого потенциала, выходную клемму, последовательно включенные форсирующее звено, демодулятор и второй сумматор, причем вход форсирующего звена соединен с выходом релейного элемента, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом демодулятора, а выход сумматора подключен к выходной клемме. 4 ил.
Основные результаты: Преобразователь напряжения в частоту импульсов, содержащий последовательно включенные источник входного сигнала, амплитудный модулятор, первый сумматор, интегратор, релейный элемент, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора и подключен к второму входу амплитудного модулятора, шину нулевого потенциала, выходную клемму, отличающийся тем, что в него введены последовательно включенные форсирующее звено, демодулятор и второй сумматор, причем вход форсирующего звена соединен с выходом релейного элемента, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом демодулятора, а выход сумматора подключен к выходной клемме.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области элементов систем автоматики и может использоваться при автоматизации технологических процессов для преобразования напряжения или тока в частоту импульсов.

Известен частотно-широтно-импульсный преобразователь (ЧШИП), содержащий интегратор, релейные элементы, оптоэлектронные ключи, фильтр (А.с. 1141424 СССР, G06G 7/12. Развертывающий операционный усилитель / Цытович Л.И., Дегтярев В.А., Рахматулин P.M. и др. (СССР). - №3563903/24; заявлено 17.03.83; опубл.23.02.85, бюл. №7).

Недостатком устройства является нелинейность его статической характеристики «аналоговый входной сигнал - частота выходных импульсов», а также отсутствие в его составе канала диагностирования, позволяющего определить полярность подключения выходных клемм устройства к приемнику его выходного сигнала.

Известен ЧШИП интегрирующего типа, содержащий сумматоры, интеграторы, усилители постоянного тока, формирователи импульсов управления, вентильные каскады, релейный элемент, входные и выходные клеммы (А.с. 873374 СССР, Н02Р 13/16. «Устройство для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем» / Гафиятуллин Р.Х., Суворов Г.В., Цытович Л.И и др. (СССР). - №2680999/07; заявлено 02.11.78; опубл. 15.10.81, бюл. №38).

Недостатком данного устройства также является отсутствие в его составе канала диагностирования, позволяющего определить полярность подключения выходных клемм к приемнику выходного сигнала.

Известно устройство (а.с. №1145350 СССР, G06G 7/12, «Развертывающий операционный усилитель с непрерывным контролем» / Л.И. Цытович - 1985, бюл. №10), содержащее частотно-широтно-импульсный преобразователь с системой пассивной динамической диагностики, контролирующей наличие автоколебательного процесса в системе, реализованной на интеграторе, релейном элементе, пропорционально-дифференцирующем звене, демодуляторе, ключевом элементе с зоной нечувствительности.

Данное устройство отличается простотой технической реализации контура диагностики, однако этот контур не в состоянии диагностировать полярность подключения устройства к объекту управления.

По составу функциональных блоков и связям между ними наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство «Преобразователь углового перемещения в частоту» (а.с.№960886 СССР, G08C 9/04, Н03С 3/18, Л.И. Цытович, 1982, бюл. №35).

Устройство содержит вращающийся трансформатор, релейный элемент, резисторы. Вращающийся трансформатор выполняет одновременно три функции: амплитудного модулятора, сумматора и «интегратора». Фактически данная структура может быть представлена в виде последовательно включенных амплитудного модулятора, сумматора, интегратора и релейного элемента, выход которого соединен со вторым входом сумматора и подключен к выходной клемме устройства, что полностью повторяет основной канал преобразования в предлагаемом преобразователе напряжения (тока) в частоту импульсов (ПНЧ).

Недостатком устройства-прототипа также является отсутствие в его составе канала диагностирования, позволяющего определить полярность (фазу) подключения выходных клемм к приемнику сигнала.

В основу изобретения положена техническая задача, заключающаяся в повышении надежности преобразователя напряжения в частоту импульсов за счет диагностирования полярности подключения его выходных клемм к приемнику информации.

Преобразователь напряжения в частоту импульсов содержит последовательно включенные источник входного сигнала, амплитудный модулятор, первый сумматор, интегратор, релейный элемент, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора и подключен ко второму входу амплитудного модулятора, шину нулевого потенциала, выходную клемму, и отличается от известного устройства тем, что в него введены последовательно включенные форсирующее звено, демодулятор и второй сумматор, причем вход форсирующего звена соединен с выходом релейного элемента, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом демодулятора, а выход сумматора подключен к выходной клемме.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в ПНЧ введены последовательно включенные форсирующее звено, демодулятор и второй сумматор, причем вход форсирующего звена соединен с выходом релейного элемента, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом демодулятора, а выход сумматора подключен к выходной клемме. Тем самым намеренно искажается форма выходного сигнала ПНЧ. В случае правильного подключения ПНЧ к объекту это искажение обнаруживается системой диагностирования.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 - функциональная схема предлагаемого устройства;

Фиг.2 - пример подключения ПНЧ к объекту управления и один из возможных вариантов контура диагностирования;

Фиг.3 - временные диаграммы сигналов ПНЧ без учета вносимых искажений;

Фиг.4 - временные диаграммы сигналов ПНЧ с учетом вносимых искажений.

В состав ПНЧ (фиг.1) входят амплитудный модулятор 1, первый 2 и второй 3 сумматоры, интегратор 4, релейный элемент 5, форсирующее звено 6, демодулятор 7, входная клемма 8, выходная клемма 9, шина нулевого потенциала 10. Перечисленные звенья в совокупности образуют ПНЧ 11.

На фиг.2 показано подключение ПНЧ 11 к объекту 12, имеющему систему управления 13 с входными клеммами 14, 15, и канал диагностирования, выполненный, например, на основе последовательно включенных ключевого элемента 16, счетного триггера 17, фильтра 18 для выделения переменной составляющей сигнала с выхода триггера 17, двухполупериодного демодулятора 19 и светодиодного индикатора 20.

Перечисленные элементы имеют следующие характеристики.

Амплитудный модулятор 1 формирует на выходе переменный сигнал с амплитудой, равной амплитуде входного сигнала на клемме 8, и с частотой выходных импульсов релейного элемента 5.

Сумматоры 2, 3 выполнены с единичным коэффициентом передачи по каждому из входов.

Интегратор 4 реализует передаточную функцию вида W(p)=1/Tp, где Т - постоянная времени. Знак выходного сигнала интегратора 4 инвертирован по отношению к знаку выходного сигнала сумматора 2.

Релейный элемент 5 имеет неинвертирующую петлю гистерезиса с порогами переключения ±b. Его выходной сигнал меняется дискретно в пределах ±А.

Форсирующее звено 6 формирует импульсы малой длительности синхронно с изменением знака выходного сигнала релейного элемента 5 и имеет передаточную функцию вида W(p)=T1p/(T2p+1), где Т1, Т2 - постоянные времени.

Демодулятор 7 является однополупериодным и выделяет на выходе, например, импульсы положительной полярности, поступающие с выхода форсирующего звена 6.

Элементы, изображенные на фиг.2, выполнены со следующими характеристиками.

Ключевой элемент 16 канала диагностирования имеет зону нечувствительности +C. Если входной сигнал превышает эту зону нечувствительности, ключ 16 переходит в состояние логической «1».

Счетный триггер 17 переключается синхронно с выходными импульсами ключа 16 и формирует на выходе биполярные импульсы со средним нулевым значением.

Фильтр 18 имеет характеристику, идентичную передаточной функции блока 6 (фиг.1), но его постоянные времени выбираются таким образом, чтобы внести минимальные искажения в передаваемый сигнал.

Демодулятор 19 выпрямляет выходные импульсы фильтра 18 и формирует сигнал «1», под действием которого светодиодный индикатор переходит в активное состояние.

Принцип работы устройства следующий.

Рассмотрим работу ПНЧ при отсутствии звеньев 3, 6, 7.

Сумматор 2, интегратор 4 и релейный элемент 5 в совокупности образуют автоколебательную систему, когда при отсутствии входного сигнала на клемме 8 (фиг.3 а) частота выходных импульсов релейного элемента 5 минимальна (фиг.3 в).

При наличии входного сигнала положительной полярности (фиг.3 а) на выходе амплитудного модулятора 1 формируются импульсы, синфазные по отношению к импульсам с выхода релейного элемента 5 (фиг.3 б, в). Амплитуда этих импульсов определяется уровнем входного сигнала на входе 8.

Наличие синфазных импульсов с выхода амплитудного модулятора 1 приводит к росту производной выходного пилообразного сигнала интегратора 4 (фиг.3 б, в), в результате чего пропорционально входному сигналу повышается частота выходных импульсов релейного элемента 5.

Звенья 3, 6, 7 введены в схему ПНЧ 11 с целью создания асимметрии его выходных импульсов, которая может быть обнаружена блоком диагностирования объекта управления 12.

Форсирующее звено 6 формирует на выходе биполярные импульсы малой длительности (фиг.4 б) синхронно с моментами переключения релейного элемента 5 (фиг.4 а).

Демодулятор 7 пропускает на выход только импульсы положительной полярности (фиг.4 г), которые с помощью сумматора 3 суммируются с выходным сигналом релейного элемента 5 (фиг.4 д).

Под действием выходного сигнала ПНЧ 11 кратковременно переключается ключ 16, так как суммарная амплитуда импульсов с выхода 9 превышает его порог срабатывания +C.

Триггер 17 преобразует выходные импульсы ключа 16 в биполярный сигнал со средним нулевым значением, которые через фильтр 18 подается на демодулятор 19, преобразуясь в сигнал логической «1». В результате возникает свечение индикатора 20, что сигнализирует о правильном подключении выходов ПНЧ 11 к системе 13.

Если выходы ПНЧ 11 подключены неверно, то его выходной сигнал на зажимах 14, 15 будет восприниматься как «перевернутый» (фиг.4 е), в результате чего сигнал на выходе демодулятора 19 уменьшится до нуля, и световая индикация прекратится, указывая на ошибку в подключении блока 11 к объекту 12.

Таким образом, за счет введения блоков 3, 6, 7 расширяются функциональные возможности процесса диагностики ПНЧ 11 и повышается надежность работы системы в целом.

Рассмотренное техническое решение предполагается использовать в системе управления комплексом автономных транспортных объектов.

Преобразователь напряжения в частоту импульсов, содержащий последовательно включенные источник входного сигнала, амплитудный модулятор, первый сумматор, интегратор, релейный элемент, выход которого соединен со вторым входом первого сумматора и подключен к второму входу амплитудного модулятора, шину нулевого потенциала, выходную клемму, отличающийся тем, что в него введены последовательно включенные форсирующее звено, демодулятор и второй сумматор, причем вход форсирующего звена соединен с выходом релейного элемента, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом демодулятора, а выход сумматора подключен к выходной клемме.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ЧАСТОТУ ИМПУЛЬСОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 164.
10.01.2013
№216.012.1a83

Частотно-широтно-импульсный регулятор переменного напряжения с распределенной нагрузкой

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в регуляторах температуры. Технический результат заключается в повышении энергетических показателей регулятора напряжения благодаря выравниванию тока нагрузки между фазами. В состав устройства входят клемма для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472279
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.02.2013
№216.012.2bf4

Водонагреватель

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на мини-ТЭЦ, оснащенных газотурбоэлектрогенераторами. Задачей изобретения является повышение эффективности работы за счет снижения сопротивления газового тракта и уменьшения выхода оксидов азота в атмосферу. Предложен водонагреватель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476779
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.08.2013
№216.012.61dd

Частотно-широтно-импульсный регулятор переменного напряжения с симметрированной нагрузкой

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в регуляторах температуры. Технический результат - повышение энергетических показателей. Устройство содержит: клемму 1 для подключения источника сигнала задания, сумматор 2, интегратор 3, первый 4, второй 5 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490685
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.65de

Скоростной преобразователь "аналог - цифра - аналог" с бестактовым поразрядным уравновешиванием

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться в системах автоматизации для прямого и обратного преобразования аналогового сигнала в цифровой код. Техническим результатом является повышение быстродействия и точности преобразования. Устройство содержит источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491715
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.10.2013
№216.012.7768

Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться в системах управления технологическими процессами, в частности в автоматизированном электроприводе. Техническим результатом является повышение быстродействия устройства. Устройство содержит генератор счетных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496228
Дата охранного документа: 20.10.2013
10.11.2013
№216.012.7d7f

Способ каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы

Изобретение относится к области переработки возобновляемого сырья (в частности, целлюлозы) в сырье для химического синтеза и биотопливо. В способе каталитической конверсии целлюлозы в гекситолы, включающем проведения процесса гидролитического гидрирования целлюлозы в течение 3-7 минут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497800
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.12.2013
№216.012.8a15

Способ летных проверок наземных средств радиотехнического обеспечения полетов и устройства для его применения

Способ летной проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, заключающийся в том, что в качестве воздушного судна применяют дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА), измеряют координаты ДПЛА оптическим устройством и одновременно при работе упомянутых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501031
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.12.2013
№216.012.8b18

Композиция для получения белкового обогатителя пищевых продуктов

Изобретение относится к мясоперерабатывающей промышленности, в частности к производству белковых обогатителей для производства колбасных изделий и рубленых полуфабрикатов. Композиция содержит вторичное сырье, включающее предварительно измельченные выйную связку, губы и уши крупного рогатого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501291
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8cef

Композиция на основе хлормагнезиального вяжущего

Изобретение относится к строительным материалам на основе модифицированного магнезиального вяжущего, которые могут быть использованы при изготовлении стеновых, теплоизоляционных, отделочных изделий, ячеистых бетонов, ксилолитовых и других материалов для гражданского и промышленного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501762
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.01.2014
№216.012.93c2

Суспензия огнеупорная для оболочковых форм по выплавляемым моделям

Изобретение относится к литейному производству. Суспензия включает этилсиликат, спиртовой раствор нитрата алюминия девятиводного, микропорошки электрокорунда, алюминиевый порошок и оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: этилсиликат 5,0-8,0; спирт этиловый 14,0-17,0; нитрат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503520
Дата охранного документа: 10.01.2014
Показаны записи 1-10 из 199.
10.01.2013
№216.012.1904

Способ выращивания объемных монокристаллов александрита

Изобретение относится к технологии получения объемных кристаллов александрита, которые могут быть использованы в качестве высококачественного сырья для изготовления оптических элементов лазерных систем. Способ включает растворение исходной шихты, ее гомогенизацию, введение в раствор вращающейся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471896
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19af

Форсунка

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах, утилизирующих жидкотопливные смеси. Форсунка содержит последовательно установленные вдоль общей оси диспергатор первой ступени с конфузорной камерой первичного диспергирования, имеющий выходное окно и входное окно, два...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472067
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a83

Частотно-широтно-импульсный регулятор переменного напряжения с распределенной нагрузкой

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в регуляторах температуры. Технический результат заключается в повышении энергетических показателей регулятора напряжения благодаря выравниванию тока нагрузки между фазами. В состав устройства входят клемма для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472279
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d5c

Топка

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на котлах тепловых электростанций и промышленных котельных агрегатах, работающих на газообразном топливе. Топка содержит камеру сгорания с вертикальной плоскостью симметрии, боковые стены с экранными трубами, размещенные симметрично...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473010
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.2098

Способ вентиляции и отопления нежилого помещения

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах отопления нежилых помещений вблизи газовых котельных. Совершенствуется способ вентиляции и отопления нежилого помещения путем подачи в помещение из атмосферы и вывода в атмосферу из помещения потоков воздуха, отбора части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473845
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2be9

Двухкамерная топка для сжигания дробленых древесных отходов (варианты)

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в системах утилизации отходов деревообрабатывающих производств при одновременной выработке тепловой энергии и сокращении потребления газа и жидкого топлива. Двухкамерная топка для сжигания дробленых отходов содержит слоевую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476768
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2bf4

Водонагреватель

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на мини-ТЭЦ, оснащенных газотурбоэлектрогенераторами. Задачей изобретения является повышение эффективности работы за счет снижения сопротивления газового тракта и уменьшения выхода оксидов азота в атмосферу. Предложен водонагреватель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476779
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.326e

Способ изготовления форм по выплавляемым моделям (варианты)

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает нанесение на модель лицевого и последующих внутренних слоев суспензии на алюмоборфосфатном концентрате, их обсыпку и сушку. Лицевой и последующие слои наносят из суспензии, содержащей, мас.%: алюмоборфосфатный концентрат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478453
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4c16

Устройство для получения минеральной ваты

Изобретение относится к производству минеральной ваты, в частности к валковым вертикально центробежным центрифугам. Технический результат изобретения - повышение срока службы устройств для получения минеральной ваты. Устройство для получения минеральной ваты содержит приемный и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485060
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4edd

Способ производства хлебобулочных изделий из пшеничной муки

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ включает получение опары из части пшеничной муки, воды и дрожжей, ее брожение, получение теста путем смешивания опары, оставшегося количества воды, солевого раствора с оставшейся частью муки и другими компонентами, предусмотренными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485782
Дата охранного документа: 27.06.2013
+ добавить свой РИД