航空發(fā)動機動態(tài)測試系統(tǒng)、頻率-電壓變換電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及航空發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及一種高速頻率-電壓變換電路、 高速頻率-電壓變換方法W及應(yīng)用該高速頻率-電壓變換電路的航空發(fā)動機動態(tài)測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 航空發(fā)動機及其部件的試驗參數(shù)測試過程中，通常都要用轉(zhuǎn)速作為橫坐標，所有 W轉(zhuǎn)速為參照坐標的參數(shù)測量技術(shù)都首先要解決轉(zhuǎn)速的精確測量問題。在穩(wěn)態(tài)參數(shù)測試 中，轉(zhuǎn)速的測量用數(shù)字計數(shù)的方法可W很容易達到要求的精度，但運種方法有個嚴重的缺 點，就是反應(yīng)速度慢，要求的精度越高，運算的時間越長，不能滿足航空發(fā)動機參數(shù)動態(tài)測 試過程的要求。
[0003] 作為動態(tài)測試的基本要求是測試系統(tǒng)應(yīng)具有快速響應(yīng)能力，對于工作轉(zhuǎn)速高達 650(K)r/min甚至更高的航空發(fā)動機參數(shù)動態(tài)測試來說，對轉(zhuǎn)速變化的高速響應(yīng)能力顯得尤 其重要。
[0004] 常規(guī)的用于動態(tài)測試的轉(zhuǎn)速信號一般均直接取自數(shù)字轉(zhuǎn)速表的頻率一電壓變換 電路（即F/V變換電路)輸出端輸出的信號。數(shù)字轉(zhuǎn)速表常見的頻率一電壓變換電路結(jié)構(gòu)圖 如圖1中所示。
[0005] 實際工程應(yīng)用中，為盡可能的改善低轉(zhuǎn)速下輸出電壓的紋波特性，從而提高精度， 電路中通常接有較大的濾波電容，而運樣一來響應(yīng)速度就會大大降低，無法滿足使用要求。 但若為了提高響應(yīng)速度而減小濾波電容，則低轉(zhuǎn)速下，特別是航空發(fā)動機的起動過程中，輸 出的電壓會有劇烈的波動而導(dǎo)致完全不可用，如圖2中曲線B。顧此則失彼，工程上只能折中 處理，同時犧牲部分精度和部分響應(yīng)速度，W不太高的精度和不太快的響應(yīng)速度完成相關(guān) 測試。
[0006] 需要說明的是，在上述【背景技術(shù)】部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理 解，因此可W包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的部分問題或者全部問題，本公開提供一種高速頻率-電壓變換 電路、高速頻率-電壓變換方法W及應(yīng)用該高速頻率-電壓變換電路的航空發(fā)動機動態(tài)測試 系統(tǒng)。
[000引根據(jù)本公開實施例的第一方面，提供一種高速頻率-電壓變換電路，應(yīng)用于航空發(fā) 動機動態(tài)測試;所述高速頻率-電壓變換電路包括：
[0009] 鎖相倍頻電路，用于接收一頻率信號，并將所述頻率信號轉(zhuǎn)換為第一方波信號；
[0010] 頻率比較器，用于接收所述鎖相倍頻電路輸出的第一方波信號W及壓控振蕩器輸 出的第二方波信號，并比較所述第一方波信號W及第二方波信號的頻率，且根據(jù)比較結(jié)果 輸出第一輸出信號；
[0011] 濾波放大器，與所述頻率比較器W及信號輸出端禪接，用于將所述第一輸出信號 處理后輸出至所述信號輸出端；
[0012] 壓控振蕩器，與所述信號輸出端禪接，與所述濾波放大器禪接，用于接收所述濾波 放大器處理后的所述第一輸出信號，并根據(jù)所述第一輸出信號輸出所述第二方波信號。
[0013] 在本公開的一種示例性實施例中，所述根據(jù)比較結(jié)果輸出第一輸出信號包括：
[0014] 當所述第一方波信號的頻率大于所述第二方波信號的頻率時，所述第一輸出信號 為高電平信號信號；
[0015] 當所述第一方波信號的頻率小于所述第二方波信號的頻率時，所述第一輸出信號 為低電平信號信號；
[0016] 當所述第一方波信號的頻率等于所述第二方波信號的頻率時，所述第一輸出信號 為方波信號，且所述方波信號的占空比與所述第一方波信號W及所述第二方波信號的相位 成線性關(guān)系。
[0017] 在本公開的一種示例性實施例中，所述頻率比較器包括SN7495/5495頻率比較器 忍片。
[0018] 在本公開的一種示例性實施例中，所述壓控振蕩器包括LMX31系列壓控振蕩器忍 片。
[0019] 在本公開的一種示例性實施例中，所述壓控振蕩器還包括反向積分器。
[0020] 在本公開的一種示例性實施例中，所述濾波放大器由完全的積分放大器組成。
[0021] 根據(jù)本公開實施例的第二方面，提供一種高速頻率-電壓變換方法，應(yīng)用于航空發(fā) 動機動態(tài)測試;所述高速頻率-電壓變換方法包括：
[0022] 通過鎖相倍頻電路接收一頻率信號，并將所述頻率信號轉(zhuǎn)換為第一方波信號；
[0023] 通過頻率比較器接收所述鎖相倍頻電路輸出的第一方波信號W及壓控振蕩器輸 出的第二方波信號，并比較所述第一方波信號W及第二方波信號的頻率，且根據(jù)比較結(jié)果 輸出第一輸出信號；
[0024] 通過濾波放大器將所述第一輸出信號處理后輸出至所述信號輸出端W及壓控振 蕩器；
[0025] 通過所述壓控振蕩器接收所述濾波放大器處理后的所述第一輸出信號，并根據(jù)所 述第一輸出信號輸出所述第二方波信號。
[0026] 在本公開的一種示例性實施例中，所述根據(jù)比較結(jié)果輸出第一輸出信號包括：
[0027] 當所述第一方波信號的頻率大于所述第二方波信號的頻率時，所述第一輸出信號 為高電平信號信號；
[0028] 當所述第一方波信號的頻率小于所述第二方波信號的頻率時，所述第一輸出信號 為低電平信號信號；
[0029] 當所述第一方波信號的頻率等于所述第二方波信號的頻率時，所述第一輸出信號 為方波信號，且所述方波信號的占空比與所述第一方波信號W及所述第二方波信號的相位 成線性關(guān)系。
[0030] 根據(jù)本公開實施例的第Ξ方面，提供一種航空發(fā)動機動態(tài)測試系統(tǒng)，包括上述任 意一種的高速頻率-電壓變換電路。
[0031] 本公開的一種實施例中的頻率-電壓變換電路及方法，可W使困難的頻率信號動 態(tài)測量，轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為容易的電壓信號測量；同時，構(gòu)建的電路性能優(yōu)異而且遠優(yōu)于經(jīng)典頻 率-轉(zhuǎn)換器，大大提高了航空發(fā)動機動態(tài)測試系統(tǒng)在低頻端及快速變化過程中的實際測試 精度。為航空發(fā)動機運行參數(shù)的分析提供更為精確的手段，對分析定位航空發(fā)動機故障原 因，解決諸如控制系統(tǒng)與主機的匹配問題，優(yōu)化控制規(guī)律，提升發(fā)動機過渡過程的性能和穩(wěn) 定性有重要意義，在航空發(fā)動機動態(tài)測試技術(shù)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。
[0032] 應(yīng)當理解的是，W上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不 能限制本公開。
【附圖說明】
[0033] 此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本公開的實施 例，并與說明書一起用于解釋本公開的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開 的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù) 運些附圖獲得其他的附圖。
[0034] 圖1示意性示出傳統(tǒng)技術(shù)中頻率-電壓變換電路的電路示意圖。
[0035] 圖2為頻率-電壓變換電路的輸出信號波形示意圖。
[0036] 圖3示意性示出本公開示例性實施例中一種頻率-電壓變換電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0037] 圖4示意性示出本公開示例性實施例中一種頻率-電壓變換電路的電路示意圖。
[0038] 圖5A示意性示出本公開示例性實施例中一種壓控振蕩器的電路示意圖。
[0039] 圖5B為圖5A中電路的簡化電路示意圖。
[0040] 圖6示意性示出本公開示例性實施例中一種壓控振蕩器的電路示意圖。
[0041] 圖7示意性示出本公開示例性實施例中一種濾波放大器的電路示意圖。
[0042] 圖8示意性示出本公開示例性實施例中一種頻率-電壓變換方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0043] 現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠W多種形 式實施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的范例;相反，提供運些實施方式使得本公開將更加 全面和完整，并將示例實施方式的構(gòu)思全面地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。所描述的特征、結(jié) 構(gòu)或特性可任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實施方式中。在下面的描述中，提供許 多具體細節(jié)從而給出對本公開的實施方式的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可 W實踐本公開的技術(shù)方案而省略所述特定細節(jié)中的一個或更多，或者可W采用其它的方 法、組元、裝置、步驟等。在其它情況下，不詳細示出或描述公知技術(shù)方案W避免喧賓奪主而 使得本公開的各方面變得模