Преобразователь действующего значения напряжения произвольной формы в интервалвремени

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

270046

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ч

Кл. 21d -, 11

Заявлено 17.IV.1967 (№ 1148694126-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 08Х.1970, Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 4Х111.1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК Н 02п

УДК 681.332.05 (088.8) Автор изобретения

- =. .т.тЗ11А, Ю. А. Пасынков.,) Ленинградский политехнический институт имени М. И. Калинина

ПАТЕ1тТ11."Т Х1ИЧЕгЫ1Д

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮШЕ ГО ЗНАЧЕНИЯ

НАПРЯ)КЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ В ИНТЕРВАЛ

ВРЕМЕНИ

Преобразователь действующего значения на п ряжения произвольной формы в интервал времени предназначен для построения цифровых вольтметров, работающих в диапазоне низких и инфранизких частот.

Известные цифровые измерители действующего значения напряжения, удовлетворительно работающие на инфранизкой частоте, производят измерения мгновенных значений нап ряжений аналого-цифровым преобразователем с последующей обработкой результатов измерений на специализированном цифровом вычислительном устройстве.

Недостатком известных устройств является использование многочисленного электронного оборудования, а также необходимость в устройстве нормализации амплитуды, которое ухудшает динамические характеристики и снижает быстродействие.

Предлагаемый преобразователь содержит значительно меньшее количество электронного оборудования и .имеет более высокое быстродействие — одно преобразование за два пеоиода измеряемого напряжения.

Преобразователь построен на принципе сравнения неизвестного напряжения, предварительно возведен ного в квадрат и проинтегрированного.

На чертеже дана блок-схема преобразователя, где 1 — блок управления; 2 — ключи;

8 — квадратор; 4 — интегрирующий усилитель;

5 — устройство сравнения; b — блок цифровых управляемых сопротивлений; 7 — триггер; 8— генератор линейно-изменяющегося пап ряжения; 9 — одновибратор; 10 — ключ; 11 — генератоо импульсов образцовой частоты. Блок управления 1 выполняет функцию синхронизации путем правления работой ключей 2, генератора 11 и триггера 7. Блок б цифровых управляемых сопротивлений использ ется в качестве делителя напряжения с коэффициентом деления Р, пропорциональным числ пришедших на него импульсов генератора 1!.

Начальное состояние преобразователя характерна ется тем. что ключи 2 подключают к входу квадратора 8 генератора 8 линейно изменяющегося напряжения, а к его выход — интегрирующий i.силитель 4. Генератор 11 заперт напряжением от блока управления l.

Ключ JO, включенный параллельно интегрирующей емкости Сч. разомкнут. Одновибпятор 9 находится в устойчивом состоянии.

Блок б циФровых управляемых сопротивлений имеет коэффициент передачи. ванный н лю.

Триггер 7 запирает генератор 8 линейно изменяющегося напряжения.

Процесс преобразования протекает следующим образохт.

В момент прохождения Г, через нхль со стороны положительных значений блок уп270046 равлення 1 вырабатывает управляющий импульс, запускакнцпй генератор импульсов 11 и устанавливающий ключи 2 в поло>кение, при котором U» через квадратор 8 поступает на интегрирующий усилитель 4. Напряжение U, на,выходе интегрирующего усНлителя 4 к моменту окончания периода Т» преобразуемого напряжения будет .равно: т, 1 (К Ц2

RS,! где К,— постоянная квадратора 8;

R и С вЂ” элементы интегрирующего усилитеJIH 4.

В течение всего Т» на делитель поступают ,импульсы от генератора 11.

К концу периода Т„коэффициент деления

Р делителя б будет равен

1 = — Кз> = К.|7»

U, где К2 — постоя иная делителя;

N — число импульсов, поступивших в блок б;

UI — входное напряжение делителя;

U2 — выходное напряжение делителя.

В .момент окончания Т„блок управления l вырабатывает управляющий импульс, который запирает генератор 11 и устанавливает ключи 2 в положение, при котором генератор

8 соединяется с к вадратором 8, а выход квадратора 8 — с входом делителя. Этот же импульс перебрасывает триггер 7;в положение, при котором он отпирает генератор 8. Генератор 8 начинает вырабатывать линейно возрастающее напряжение.

UI= A3t где К,— постоянная генератора линейно изменяющегося напряжения.

Напряжение UI, пройдя через квадратор 3, преобразуется в напряжение которое поступает далее iHB делитель.

Напряжение U2,íà выходе делителя .равно:

U = (lU, = К,Кз1 = К,1, 1 „К,Kat .

В момент равенства U, и U2 устройство сравнения 5 вырабатывает импульс, переводящий триггер и,делитель в исходные состояпия.

Триггер 7 при этом запирает генератор 8.

Импульс с устройства 5 используется также для запуска одновибратора 9, который упра вляет:ключом 10. Ключ 10 служит для быстрого .разряда интегрирующей емкости. Время неустойчивого состояния одновибратора меньше Т», и,.

Таким образом, преобразователь .принял исходное состояние и готов к следующему преобразованию. На одно преобразование затрачено два периода преобразуемого напря>кения.

Время, отсчитанное от:начала работы гелератора 8 до момента срабатывания устройства сравнения 5, определится из условия равенства напряжений U, и U2, откуда имеем:

10 т

1 (2 — ) U» dt

1 т..1 " иск,,лк, о

Таким образом, К » > где

20 т»

2 — U2dt — действующее значение о преобразуемого напряжения;

К вЂ” постоянная, равная

ЯсК,УОк

Постоянная квадратора Кд,не входит в конечный результат и, следовательно, невносит погрешность. (Здесь предполагается, что в течение процесса одного преобразования К, не

55 меняется). Это позволяет снизить требования в отношении стабильности, предъявляемые к квадратору.

Предмет изобретения

Преобразователь действующего значения напряжения произвольной формы в интер вал времени, содержащий квадратор, интегрирующий усилитель с устройством сравнения, вы45 ход которого через одновибратор соединен с ключом разрядки интегрирующего конденсатора, генератор линейно изменяющегося напряжения, блок цифровых управляемых сопротивлен ий, генератор импульсов образцовой частоты и переключатели, отличающийся тем, что, с целью сокращения оборудования и увеличения быстродействия, в .нем вход квадратора через переключатель соединен с входом устройства и генератором линейно изменяющегося напряжения, выход квадратора через переключатель соединен с входом интегри рующего усилителя и блоком цифровых управляемых сопротивлений, причем к входу последнего подключен генератор импульсов образцо60 вой частоты; другой вход устройства сравнения соединен с блоком цифровых управляемых сопротивлений, а выход — с блоком цифровых управляемых сопротивлений и, кроме того, через триггер — с генератором линейно

65 изменяющегося на пряжения.

270046

Составитель В. Д. Махнаков

Редактор А. Ф. Морозова Техред 3. Н. Тараненко Корректор И. С. Хлыстов

Заказ 2157,!5 Тираж 480 Подписное

Ц1-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2