Устройство регулировки выходного уровня сигнала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля. Цель изобретения - повышение точности регулировки выходного уровня сигнала за счет компенсации погрешностей блоков устройства . Для достижения цели в устройство , содержащее источник 1 сигнала, блок 2 цифроаналогового регулирования, блок 4 преобразования напряжения, компаратор 6, реверсивный счетчик 7 импульсов, источник 9 опорного напряжения, генератор 12 импульсов, введены переключатель 3, сумматор 5, реверсивный счетчик 8 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 10 делитель 11 напряжения, формирователь 13 управляющих импульсов. Переключатель 3 поочередно подключает к входу блока 4 напряжение с выходной шины 14 и от источника 9. При этом соответственно подстраиваются коэффициент передачи блока 2 и компенсирующее напряжение на выходе цифроанэлогового преобразователя 10, которое позволяет скорректировать погрешности , возникающие в блоке 4, сумматоре 5 и компараторе б. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s Н 03 1 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

_#_X, (21) 4723185/21 (22) 20,07.89 (46) 15.01.92. Бюл. N 2 (71) Ульяновское конструкторское бюро приборостроения (72) В.Н.Ковалев (53) 621.374(088.8) (56) Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах, Л,: Энергоатомиздат, 1988, с. 112, Авторское свидетельство СССР

N 1363456, кл. H 03 1 1/00, 1986, (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ ВЫХОДНОГО УРОВНЯ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля.

Цель изобретения — повышение точности регулировки выходного уровня сигнала за счет компенсации погрешностей блоков ус„„5U „„1706038 А1 тройства. Для достижения цели в устройство, содержащее источник 1 сигнала, блок 2 цифроаналогового регулирования, блок 4 преобразования нап ряжения, компаратор

6. реверсивный счетчик 7 импульсов, источник 9 опорного напряжения, генератор 12. импульсов, введены переключатель 3, сумматор 5, реверсивный счетчик 8 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 10 делитель 11 напряжения, формирователь 13 управляющих импульсов. Переключатель 3 поочередно подключает к входу блока 4 напряжен пе с выходной шины 14 и от источника 9. При этом соответственно подстраиваются коэффициент передачи блока 2 и компенсирующее напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 10, которое позволяет скорректировать погрешности, возникающие в блоке 4, сумматоре 5 и компараторе 6. 3 ил.

1706038

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля.

Цель изобретения — повышение точности регулировки выходного уровня сигнала за счет компенсации погрешностей блоков устройства, На фиг.1 приведена структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 — временные диаграммы его работы; на фиг.3— передаточные характеристики устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 сигнала, блок 2 цифроаналогового регулирования, переключатель 3, блок 4 преобразования напряжения, сумматор 5 и компаратор 6, а также первый и второй реверсивные счетчики 7, 8 импульсов, источник 9 опорного напряжения, цифроаналоговый преобразователь 10, делитель 11 напряжения, генератор 12 импульсов, формирователь 13 управляющих импульсов, выходную шину 14.

Выход блока 2 соединен с выходной шиной 14. Выход источника 9 соединен с вторыми входами переключателя 3 и сумматора 5. Выход комнаратара 6 соединен с входами реверса первого и второго реверсивных счетчиков 7, 8. Выход первого реверсивного счетчика 7 соединен с управляющим входом блока 2, выход второго реверсивного счетчика 8 через цифроаналоговый преобразователь 10 и делитель 11 соединен с вторым входом компаратора 6.

Выход генератора 12 соединен с входом формирователя 13, первый и второй выходы которого соединены со счетными,входами первого и второго реверсивных счетчиков 7, 8 соответственно, а третий выход подключен к управляющему входу переключателя 3, Блок 2 представляет собой усилитель с регулируемым коэффициентом усиления.

Блок 4 содержит детектор среднего или амплитудного значения, инвертор и фильтр нижних частот. Формирователь 13 содержит делитель частоты, выход которого соединен с входами элемента НЕ и элемента задержки.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал переменного тока с выхода источника 1, поступает на вход блока 2. В режиме регулировки цифровой код,.поступающий на управляющий вход блока 2 с выхода первого реверсивного счетчика 7, изменяется таким образом, чтобы скомпенсировать влияние дестабилизирующих факторов на выходной уровень источника 1, и установить на выходе блока 2 номинальную величину выходного уровня сигнала. Номи5

55 нальная величина выходного уровня сигнала определяется величиной опорного напряжения, вырабатываемого источником 9.

Это опорное напряжение поступает на вход сумматора 5 и сравнивается с помощью компаратора 6 с выходным напряжением блока 4, которое поступает на другой вход сумматора 5. Напряжение переменного тока, поступившее с выходной шины 14 через переключатель 3 на вход блока 4, преобразуется последним в напряжение постоянного тока.

По результату сравнения этого напряжения с опорным напряжением источника 9 компаратор 6 вырабатывает сигнал управления реверсом реверсивного счетчика 7, Тактовая частота на счетный вход последнего поступает с формирователя 13. Если выходное напряжение блока 4 больше опорного напряжения источника 9, величина управляющего кода на выходе реверсивного счетчика 7 уменьшается. Это приводит к уменьшению коэффициента передачи блока 2, и выходное напряжение блока 4 уменьшается. Этот процесс заканчивается при достижении равенства выходного напряжения блока 4 с опорным напряжением источника 9, Если выходное напряжение блока 4 меньше опорного напряжения источника 9, величина управляющего кода на выходе реверсивного счетчика 7 увеличивается. Это приводит к увеличению коэффициента передачи блока 2, и выходное напряжение блока

4 увеличивается. Этот процесс заканчивается также при достижении равенства выходного напряжения блока 4 с опорным напряжением источника 9. При этом на выходе устройства устанавливается номинальная величина выходного уровня сигнала.

В режиме калибровки переключатель 3 отключает вход блока 4 от выходной шины

14 и подключает его к выходу источника 9.

Инвертированное опорное напряжение с выхода блока 4 поступает на первый вход сумматора 5, а опорное напряжение с выхода источника 9 поступает на его второй вход. Компаратор 6 по результату сравнения напряжения на выходе сумматора 5 с напряжением на выходе делителя 11 вырабатывает сигнал управления реверсом реверсивного счетчика 8. Тактовая частота на счетный вход последнего поступает с формирователя 13. Если напряжение на выходе сумматора 5 выше напряжения на выходе делителя 11, цифровой код на выходе реверсивного счетчика 8 увеличивается.

При этом выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 10 иэменяетl 7060.18

25

3G

55 ся таким образом, что напряжение на выходе делителя 11 повышается и приближается к напряжению на выходе сумматора 5, а напряжение между входами компаратора 6 стремится к нулю. Если напряжение на выходе сумматора 5 ниже напряжения на выходе делителя 11, цифровой код на выходе реверсивного счетчика 8 уменьшается, при этом выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 10 изменяется таким образом, что напряжение на выходе делителя 11 понижается и приближается к напряжению на выходе сумматора 5, а напряжение между входами компаратора 6 стремится к нулю. В обоих случаях в результате на выходе делителя 11 устанавливается компенсирующее нап ряжение.

В устройства описанные режимы работы чередуются во воемени. Их чередование обеспечивается с помощью сигнала (фиг.2г), который поступает с выхода формирователя

13 на управляющий вход переключателя 3.

Когда указанный сигнал принимает значение, соответствующее "0", переключатель 3 подключает выход источника 9 к входу блока 4. Переключатель 3 находится в этом положении в течение времени. необходимого для установления переходного процесса в фильтре низкой частоты в блоке 4 с заданной точностью и для обеспечения прохождения переднего фронта импульса тактовой частоты {фиг.2в) на счетный вход реверсивного счетчика 8. Когда сигнал (фиг.2r) принимает значение, соответствую.цее 1", переключатель 3 подключает выходную шину 14 к входу блока 4. Переключатель 3 находится в этом по ожении в течение времени, необходимого для установления переходного процесса в фильтре низкой частоты в блоке 4 с заданной точностью и для обеспечения прохождения переднего фронта импульса тактовой частоты (фиг.2б) на счетный вход реверсивного счетчика 7.

По переднему фронту соотве-стеующих импульсов тактовой частоты состояние реверсивных счетч:1KOB 7, 8 изменяется на один бит, Изменение наклона передаточной характеристики БЦАР 2 (фиг.3а) происходит в зависимости от изменения уровня сигнала на выходе источника 1 сигнала (U> — верхнее значение уровня сигнала, Ui< — нижнее значение уровня сигнала), а также от температурного и времечного дрейфа составляющих погрешности блока 4, сумматора 5, компаратора 6. Процесс компенсации погрешностей блока 4, сумматора 5, компаратора 6 заключается в сдвиге приведенной передаточной характеристики блока (с учетом погрешностей сумматора 5 и компаратора 6). При этом приведенная передаточная характеристика БПН4 (фиг.Зб) сдвигается до пересечения с идеальной передаточной характеристикой блока 4 при входном напряжении Uano, Указанный сдв ° г происходит за счет установления <омпенсирующего напряжения Ук на выходе делителя 11.

Таким образом, процесс формирования напряжения на выходе устроистьа идет параллельно с процессом формирования компенсирующего напряжения.

Благодаря этому в устройстве компенсируются составляющие погрешности, связанчые с температурным и временным дрейфом и погрешностью коэффициента передачи блока 4, сумматора 5 v компаратора

6. Поэтому устройство позволяет стабиг изировать амплитуду выходного сигнала в широком температурном диапазоне, не требует периодической подстройки и представляет облегченные требования к элeë åíтам.

Формула изобретения

Устройство регулировки выходного уровня сигнала, содержащее источник сигнала, первый реверсивный с етчик импу..ь сов, блок цифроаналогового регулирования, блок преобразования напряжения. енгратор импульсов, и точник опорного нагряжения и компаратор, причем выход источника сигнала соединен с входом блока цифроан;логового регулирования, управляющий вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика импульсов, вход реверса которого соединен с выходом компаратора, отл ича ю щеес я тем, что, с целью повышения точности регулировки выходного уровня сигнала, в него введены переключатель, второй р версивный счетчик и .",пульсов, цифроаналоговый поеобразователь, формирователь управляющих импульсов, делитель напряжения и сумматор, причем выход блока цифроаналогового регулирования подключен к выходной шине и к первому входу переключателя. выход которого подключается к входу блока преобразования напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора. выход которого подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к входу реверса второго реверсивного счетчика импульсов, а второй вход соединен с выходом делителя напряжения, вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика импульсов, при этом выход генератора импульсов подключен к входу формирователя

1706038 управляющих импульсов, первый и второй тий выход подключен к управляющему вховыходы которого соединены со счетными дупереключателя,выходисточникаопорновходами первого и второго реверсивных го напряжения соединен с вторым входом счетчиков импульсов соответственно, э тре- переключателя и вторым входом сумматора.

Фиг.2

1706038 ирли фиг. Л

Составитель А.Смирнов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т,Палий

Редактор М.Келемеш

Заказ 204 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101