專利名稱：頻率變送器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可將頻率信號較高精度地轉(zhuǎn)換成直流電壓信號裝置，即頻率變送器。
背景技術：
發(fā)電站、變配電站以及變頻設備等場合都需要精確檢測頻率信號，常常用到頻率變送器，頻率變送器輸出往往要求是標準的4-20mA信號或0-5VDC信號。但現(xiàn)有的頻率變送器一般結(jié)構復雜、精度不高且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種簡單、可靠、經(jīng)濟的頻率變送器。
為了解決上述技術問題，本實用新型采用了下述技術方案提供一種頻率變送器，其包括依次連接的波形變換電路、其可將正弦交流電壓信號轉(zhuǎn)換成同頻率的方波信號；濾波電路、頻率/脈寬變換電路、其將頻率信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}寬信號；脈寬/電壓轉(zhuǎn)換電路，其可將脈沖信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；該脈寬/電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端還連接一電壓基準電路，所述頻率/脈寬變換電路的輸入端連接一時鐘源。
本實用新型提供一種簡單、可靠、經(jīng)濟的頻率變送器。


圖1是本實用新型的頻率變送器的電路框圖。
圖2是圖1所示的頻率變送器的具體電路原理圖。
圖3是正弦信號經(jīng)比較器整形濾波后的方波圖。
圖4是U4的1腳與U5的R腳邏輯或非波形圖。
圖5是U4的13腳與U6的R腳邏輯或非波形圖。
圖6是U1C跟隨器輸出的波形圖。
圖7是圖6所示的波形經(jīng)濾波后輸出的波形圖。
具體實施方式
如圖1所示本實用新型的頻率變送器包括依次連接的波形變換電路1、濾波電路2、頻率/脈寬變換電路3、脈寬/電壓轉(zhuǎn)換電路4，該脈寬/電壓轉(zhuǎn)換電路4的輸入端還連接一電壓基準電路5。交流電信號經(jīng)波形變換電路1轉(zhuǎn)變成同頻率的方波信號，經(jīng)濾波電路2濾波后經(jīng)頻率/脈寬變換電路3、脈寬/電壓轉(zhuǎn)換電路4后輸出直流電壓信號。
具體的工作原理如圖2所示圖中正弦交流電壓信號VIN經(jīng)比較器U1A(運放構成)轉(zhuǎn)變成同頻率的0-9V方波信號，經(jīng)反相器U2A、U2B濾波后變成圖3所示方波信號，高穩(wěn)定時鐘源由反相器U2F、晶振G1、電容C4、C5組成，U5、U6為12分頻計數(shù)器，U4為雙D觸發(fā)器，當計數(shù)器U5、U6的R端為邏輯1時，計數(shù)清零，當R端為邏輯0時，在時鐘源的作用下計數(shù)。U4的4、10端為邏輯1時，輸出1、13清零，當4、10端為邏輯0時，處于準備接受觸發(fā)狀態(tài)。當?shù)挠嫈?shù)器U5、U6的計數(shù)由2047變?yōu)?048時，其1腳由邏輯0變?yōu)檫壿?，從而觸發(fā)觸發(fā)器U4的1、13腳輸出為邏輯1，直到計數(shù)器U5、U6的R端為邏輯1時，計數(shù)器U5、U6的計數(shù)和觸發(fā)器U4的1、13輸出才變?yōu)檫壿?，圖4觸發(fā)器U4的1腳輸出與計數(shù)器U5的R腳邏輯或非的波形圖，圖5是觸發(fā)器U4的13腳輸出與計數(shù)器U6的R腳或非波形。L1為2.5V精密電壓基準，反相器U1B輸出通過電位器W調(diào)節(jié)到5.000V，U7為模擬選擇開關，當模擬選擇開關U7的11腳為邏輯0時，其3腳輸出與輸入13腳連通，否則與輸入14腳相連通，反相器U1C跟隨器輸出波形見圖5，由圖6可知，脈沖寬度為τ，高度為5.000V，被變換頻率信號周期為T1+T2，在該周期內(nèi)脈沖寬度為2τ，高度為5.000V，因此經(jīng)反相器U1D構成的濾波器濾波后輸出(如圖7所示)直流電壓為VOUT=2τT1+T2×5]]>(V),]]>因f=1T1+T2(HZ)]]>故VOUT＝100τf(V)
又τ=2048φ]]>故VOUT=20480φf(V)]]>因為φ為常數(shù)，所以VOUT完全正比于被測頻率f。
因VOUT最大值為5V，則最高可測頻率fmax為fmax=φ4096(HZ)]]>例φ＝250KHZfmax＝61.04HZφ＝500KHZfmax＝122.07HZφ＝1MHZ fmax＝244.14HZφ＝2MHZ fmax＝488.28HZ
權利要求1.一種頻率變送器，其特征在于，包括依次連接的波形變換電路(1)、其可將正弦交流電壓信號轉(zhuǎn)換成同頻率的方波信號；濾波電路(2)；頻率/脈寬變換電路(3)、其將頻率信號轉(zhuǎn)換成脈寬信號；脈寬/電壓轉(zhuǎn)換電路(4)，其可將脈沖信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；該脈寬/電壓轉(zhuǎn)換電路(4)的輸入端還連接一電壓基準電路(5)，所述頻率/脈寬變換電路(3)的輸入端連接一時鐘源。
2.根據(jù)權利要求1所述的頻率變送器，其特征在于，所述的波形變換電路(1)包括比較器(U1A)。
3.根據(jù)權利要求1所述的頻率變換器，其特征在于，所述濾波電路(2)包括反相器(U2A、U2B)。
4.根據(jù)權利要求1所述的頻率變換器，其特征在于，所述的時鐘源由反相器(U2F)、晶振(G1)、電容(C1、C2)組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的頻率變換器，其特征在于，所述頻率/脈寬變換電路(3)包括計數(shù)器(U5、U6)、觸發(fā)器(U4)。
專利摘要本實用新型提供一種頻率變送器，其包括依次連接的波形變換電路(1)、其可將正弦交流電壓信號轉(zhuǎn)換成同頻率的方波信號；濾波電路(2)、頻率/脈寬變換電路(3)、其可變換濾波后波形的頻率及脈寬；脈寬/電壓轉(zhuǎn)換電路(4)，其可將脈沖信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；該脈寬/電壓轉(zhuǎn)換電路(4)的輸入端還連接一電壓基準電路(5)，所述頻率/脈寬變換電路(3)的輸入端連接一時鐘源。本實用新型的頻率變送器簡單、可靠、經(jīng)濟。
文檔編號G01R23/00GK2646719SQ20032010889
公開日2004年10月6日 申請日期2003年10月14日 優(yōu)先權日2003年10月14日
發(fā)明者彭建學 申請人:上海埃通電氣股份有限公司