Преобразователь активной мощности в код

!., О П И С А Н И Е 3I3209

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетоких

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК G 06j 3/00

Н 03k 13/02

Заявлено 15ЛЧ.1970 (№ 1432037/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 31.Vill.1971. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 14.ХП.1971

Комитет по лолам изобретений и открытий при Сосете Министров

СССР

УДК 681.325(088 8) Авторы изобретения

Г. Н. Лавров и В. Ф. Ковтун

Львовский политехнический институт

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В КОД

Изобретение относится к области преобразования и,кодирования информации.

Известны преобразователи активной мощности в код, построенные по принципу управляемого делителя, на вход которого подают входное напряжение, а соотношение плеч устанавливают пропорционально входному току.

Выходное .напряжение делителя преобразуют с помощью аналого-цифрового преобразователя.

Недостатками указанного преобразователя являются узкий динамический диапазон, зависимость частоты тактового генератора от частоты измеряемого процесса, большой объем оборудования.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона, обеспечение независимости работы и точности преобразователя от частоты измеряемого процесса, упрощение конструкции и повышение .надежности преобразователя активной мощности в код. Для этого предлагаемый преобразователь содержит парафазные усилители напряжения, источник опорного напряжения, аналоговые ключи, множительное устройство с частотным выходом и реверсивный счетчик,,причем источники опорного напряжения и входных сигналов подключены к входам парафазных усилителей, выходы которых через аналоговые ключи, переключаемые триггерами управления, связаны с входами множительного устройства; выход последнего соединен с счетным входом реверсивного счетчика,,шины реверса которого соединены посредством инвертора с выходом

5 одного из нуль-органов; выход второго нульоргана соединен посредством другого инвертора с счетными входами триггеров управления, а входы нуль-органов соединены с источниками входных сигналов.

10 На фиг. 1 изображена блок-схе»а предлагаемого преобразователя активной мощности в код; на фиг. 2 приведены эпюры напряжений в характерных точках схемы.

Преобразователь содержит калиброванный

15 резистор 1, парафазные усилители напряжения 2 и 8, входы которых включены в цепь источника мощности, источник опорного напряжения 4, аналоговые ключи 5, б и 7, 8, через которые выходы усилителей 2 и 8 под20 ключены к множительному устройству (МУ) 9. Входы нуль-органов 10 и 11 включены в цепь источника мощности; выход нульоргана 10 связан с инвертором 12 и шиной вычитания реверсивного счетчика (PC) 18, 25 выход инвертора связан с шиной сложения

PC 13; выход .нуль-органа 11 соединен с счетным входом триггера управления 14 и входом инвертора 15; выход инвертора 15 соединен счетным входом триггера управления 1б; вы30 ходы триггера управления 14 подключены к

313209

65 аналоговым ключам 5 и б, а выходы триггера управления 16 подключены к аналоговым ключам 7и8.

Калиброванный резистор 1 служит для выделения .напряжения, пропорционального входному току. Пара фазные усилители 2 и 3 служат для развязки входных цепей преобразователя и получения;парафазных напряжений. Источник опорного напряжения 4 предназначен для смещения входных .напряжений в сторону положительных или отрицательных значений, что необходимо для нормальной работы МУ 9. Множительное устройство с частотным выходом 9:предназначено для генерирования импульсов с частотой следования, пропорциональной произведению входных напряжений. Нуль-органы 10 и 11 служат для формирования импульсов перехода входных параметров напряжения и тока через нуль.

Триггеры управления 14 и 16 предназначены для управления аналоговыми ключами 5, б, 7, 8, один из выходов триггера 14 служит для установки в нулевое состояние PC 18.

Работа преобразователя заключается в следующем (фиг. 2). На входы парафазных каскадов 2 и 3 и нуль-органов 10 и 11 подаются измеряемые значения U u Ix R, где Л„-— сопротивление резистора 1. При переходе напряжения U через нуль в сторону положительного значения на выходе нуль-органа 11 формируется импульс, устанавливающий триггер 14 в состояние «1», а триггер 16 в состояние «0». При этом осуществляется сброс

PC 13 в нулевое состояние, открываются аналоговые ключи 5, 8 и закрываются аналоговые ключи б, 7.

Режим работы реверсивного счетчика 18 полностью определяется знаком входного тока

1,. Если принять для простоты, что I отстает по фазе от U, (â общем случае это не имеет никакого значения), то на выходе нуль-органа

10 имеется потенциал, который обуславливает работу PC 18 в режиме сложения. На вход

МУ 9 через открытые ключи 5 и 8,подаются напряжения (U +Up) и (— UI+Up), причем

Uu ÊI Uz, UI =К .I.„где К, К вЂ” коэффициенты передачи входных каскадов преобразователя. С выхода МУ 9 импульсы с частотой,.пропорциональной произведению входных напряжений, поступают на вход PC 18 и интегрируются как положительные. ,В момент перехода тока I„через нуль в сторону положительного значения (момент времени t>) нуль-орган 10 формирует импульс, обуславливающий работу PC 18 в режиме вычитания. Поступающие на вход 16 импульсы интегрируются как отрицательные.

В момент перехода .напряжения через нуль

s с тTо0рpо0нHу оoтTIрIиHIцIа тTеeл IьнHо0Iго o з нHа ч еeнHиHIяI, нуль-орган 11 формирует импульс, устанавливающий триггер 16 в единичное состояние. При этом управляющий потенциал триггера 16 открывает ключ 7 и закрывается ключ 8. На вход

МУ 9 подаются напряжения (+U<+Up) и (+U>+Up). Импульсы с МУ 9 поступают

40 на интегрирование и РС 13, который работает в режиме вычитания.

В момент времени tq (переход тока I,. через нуль в сторону отрицательного значения), нуль-орган 10 формирует импульс, меняющий направление интегрирования РС 13 с отрицательного на положительное.

В .конце периода (момент времени Т) на выходе нуль-органа 11 появляется импульс, устанавливающий триггер 14 в нулевое состояние. При этом управляющий потенциал триггера 14 закрывает ключ 5 и открывает ключ б. На вход МУ 9 подаются напряжения (— U„+Up) и (UI+ Up). PC 18 интегрирует выходные импульсы МУ 9 как положительные.

В момент времени T+t> (переход тока I> через нуль в сторону положигельного значения) импульс нуль-органа 10 меняет направление интегрирования PC 13 с положительного на отрицательное.

При переходе напряжения U, через нуль в сторону отрицательного значения (момент времени Т+Т12), нуль-орган 11 формирует импульс, устанавливающий триггер 16 в нулевое состояние. Управляющие, потенциалы триггера 16 открывают ключ 8 и закрывают ключ 7. На вход МУ 9 подаются напряжения (— U + Up) и (— UI+Up). Импульсы с выхода

МУ 9 поступают на интегрирование в PC 13, который работает в режиме вычитания.

В момент перехода тока 1, через нуль в сторону отрицательного значения (Т+1 ), импульс нуль-органа 10 переводит PC 13 в режим сложения.

В конце второго периода (момент времен

2Т) импульс нуль-органа 11 устанавливает триггер 16 в единичное состояние и сбрасывает PC 13 в нулевое состояние, при этом открывается ключ 5 и закрывается ключ 6.

На входы МУ 9 поступают напряжения (Uu+ Up) H (— 1 +(1о).

Входные им пульсы МУ 9 поступают на интегрирование в PC 13, который работает в режиме сложения, и т. д. Процесс периодически повторяется.

3а два периода PC 13 фиксирует число импульсов, пропорциональное значению активной мощности на два,периода

К (I ax+ Ра2) где Р» и I » — значения мощности за первый и второй периоды, К вЂ” коэффициент пропорциональности, К=К1 К2.Кз., К и Кя — коэффициенты передачи входных каскадов, Кз— коэффициент передачи МУ 9, f **=U,„,.U,„, .

Предмет изобретения

Преобразователь активной мощности в код, содержащий калиброванный резистор, включенный в цепь источника мощности, инверто313209 ры, трипгеры, нуль-органы, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона обеспечения независимости работы точности преобразователя от частоты измеряемого процесса, упрощения конструкции и 5 повышения надежности преобразователя, он содержит парафазные усилители напряжения, источник опорного напряжения, аналоговые ключи, множительное устройство с частотным выходом и реверсивный счетчик, при- 10 чем источники опорного напряжения и входных сигналов подключены:к входам парафазных усилителей, выходы которых через аналоговые ключи, переключаемые триггерами управления, подключены к входам множительного устройства, выход последнего соединен с счетным входом реверсивного счетчика, шины реверса которого подключены через один инвертор к выходу одного из нуль-органов, выход второго нуль-органа соединен через другой инвертор с счетными входами триггеров управления, а выходы нуль-органов соединены с источниками входных сигналов.

333209

Составитель В. Д. Махнанов

Редактор И. А. Орлова Техред A. А. Камышникова Корректоры: E. И. Усова, Е. Г. Михеева

Заказ 3826/8 Изд. № 1311 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2