Цифровой интегрирующий вольтметр

Союз Советск ик

Социапмстическки

Респубики

О П И С А Н И Е „„98Ы9()

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)заявлено 28.0 .81 (21) 3297014/18-21 с присоединением заявки М (23 } Приоритет (Ы)М. Клз

Н 03 K 13/20

3Ъоударстекиный комитет

СССР пв делам изобретеинй и открытий

Опубликовано 1 .12.82. Бюллетень № 4б

Дата опубликования описания 17 . 12,82 (53) УДК 681 ° 325 (088.8) (72) Автор изобретения

А.Ж. Виксна

Специальное конструкторское баро научного. приборостроения

Института механики полимеров АН Латвийской ССР (71 ) За я вн тел ь (4) ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно, к интегрирующим цифровым приборам стохастического преобразования, предназначенных для измерения действующего значения детерминированных и случайных сигналов, и может быть использовано в энергетике, технике связи, в производстве и испытаниях различных радиоэлектронных приборов и систем, а такие в процессе научного эксперимента.

Известен коррелометрический цифровой измеритель действующего значения сигнала, содержащий генератор тактовых импульсов, преобразователь код-аналог, два стробируемых компаратора и блок цифрового отсчета (1 ).

Однако в этом интегрирующем вольтметре применен стохастический метод zo преобразования, характеризующийся сильной зависимостью погрешности преобразования от вида сигнала и большим ее максимальным значением.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой интегрирующий вольтметр, принцип действия которого основан на стохастическом методе преобразования сигнала, содержащий сумматор, а также преобразователь код-аналог, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам двух стробируемых компараторов, вторые входы которых обьединены и являются входом устройства, выходы обьединены элементом ИЛИ, а входы стробирования подключены к выходу генератора тактовых импульсов, подключенного также через масштабный счетчик к входу управления блока цифрового отсчета L2 j.

Однако известное устройство характериэуетсл недостаточной точностью, а именно значительной зависимостью погрешности преобразования от вида сигнала.

Цель изобретения - повышение точ. ности измерения.

3 9821

Эта цель достигается тем, что в цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий сумматор, преобразователь код"аналог, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам первого и второго стробируемых компараторов, соответственнно вторые входы которых объединены и подключены к входной шине, выходы соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ,1о а входы стробирования подключены к выходу генератора тактовых импульсов, и через масштабный счетчик - к входу управления блока цифрового отсчета, дополнительно введены блок инвертирования кодов и подключенный к выходу генератора тактовых импульсов двухканальный генератор псевдослучайных чисел, выходы которого через сумматор и блок интегрирования кодов подключе- И ны к входу преобразователя код-аналог, причем выход переноса сумматора подключен к входу управления блока инвертирования кодов, а выход элемента

ИЛИ соединен с тактовым входом блока 25 цифрового отсчета.

На чертеже изображена функциональная схема цифрового интегрирующего вольтметра. ((ифровой интегрирующий вольтметр зв содержит два стробируемых KGMflBpBTo ра 1 и 2, вторые входы которых объединены и соединены с входной шиной, а первые входы подключены к прямому и инверсному выходам преобразователя 3 код-аналог. Выходы обоих стробируемых компараторов 1 и 2 соединены с первым и вторым входами элемента 4 ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу блока 9 цифрового отсчета, вход > управления которого соединен с выходом масштабного счетчика 6. Выход генератора 7 тактовых импульсов подключен к входам стробирования обоих стробируемых компараторов 1 и 2, а также к тактовому входу масштабного счетчика 6 и двухканального генератора 8 псевдослучайных чисел, информационные выходы которого подключены к соответствующим входам сумматора 9° . Сумма О тор 9 через блок 10 инвертирования кодов подключен к входу преобразователя 3 код-аналог. Выход переноса сумматора 9 соединен с входом управления блока 10 инвертирования кодов.

Оба стробируемых компаратора 1 и 2 сравнивают в моменты времени f входной сигнал х(с1) с аналоговым йсевдогде Й вЂ” верхний предел диапазона измеряемого сигнала.

Работа этих трех блоков сводится к следующему. Под воздействием тактовых импульсов генератора 7 тактовых импульсов двухканальный генератор 8 псевдослучайных чисел генерирует пару

Ю-разрядных независимых и равномерно распределенных чисел м;, 1; . В сумматоре 9 эти числа складываются, причем на выходе блока 10 инвертирования кодов формируются числа ; согласно следующему правилу

1 л

1 (ц.; 1,;

Для того, чтобы дисперсия оценки действующего значения сигнала стала устойчивой, необходимо усреднять следующие оценки единичного преобразования. 2 к2 ", д2 если ; < " (;)

2 +

2 если -,. < x(q.)< т-;- 2 1 1 1 .- — +А если - > хИ )

А 2

1 2

Я2 (<.)Так как реализация двухканального генератора 8 псе вдо случайных чи сел заранее известна, то заранее известна сумма всех 2- А /21, которая хранится как начальная установка в блоке 5 цифрового отсчета. При равенст-. ве или кратности объема масштабного сч -- . ика 6 периоду двухканального генератора 8 псевдослучайных чисел эта сумма равна нулю. В любом случае оценка квадрата мгновенного значения сиги 2 нала x (1;) упрощается, лЯ 1, если 1 ; I < Х(Ф.;))

x (q. )=

0, если I ; t "iõ (,-)1

90 ф случайным сигналом преобразователя 3 код"аналог 1 . Благодаря совместному включению двухканального генератора 8 псевдослучайных чисел, сумматора 9 и блока 10 инвертирования кодов, плотность распределения вероятностей псевдослучайных чисел, которые имеются на выходе двухканального генератора, линейно возрастает и достаточно точно описывается функцией

Р()= -, 5 9821

Измерение действующего значения входного сигнала происходит циклически. По окончании предыдущего цикла измерения сигнал переполнения масштабного счетчика 6 в блоке 5 цифрового э отсчета инициирует команду выдачи результата измерения и установки начального состояния число-импульсного извлекателя квадратного корня. После этого очередной тактовый импульс гене. ратора 7 тактовых импульсов, воздействуя на двухканальный генератор 8 псевдослучайных чисел, обеспечивает появление на выходе преобразователя 3 код-аналог равных по величине, но 1% разнополярных псевдослучайных величин

„, обладающих линейно возрастающей функцией плотности распределения. Оба стробируемых компаратора 1 и 2 в моменты стробирования задним фронтом им-20 пульса генератора 7 тактовых импульсов сравнивают по абсолютному значению входной сигнал с псевдослучайной величиной ) . Если в момент стробирования входной сигнал по абсолютному зна чению превышает псевдослучайную величину, то на выходе элемента 4 ИЛИ появляется импульс, который обрабатывается число-импульсным извлекателем квадратного корня блока 5 цифрового зо отсчета. Этот процесс продолжается до следующего переполнения масштабного счетчика 6.

На основании расчетов установлено, что для предложенного устройства дис-g персия единичной оценки постоянна и равна 0,0833. По сравнению с прототипом это лучше как в смысле средней дисперсии (0,1166 ), так и в смысле максимального значения дисперсии gp (0,3388 ), Таким образом, введение

90 Ь

Новых блоков и связей .обуславливавт повышение точности и увеличение ее стабильности.

Формула изобретения

Цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий сумматор, преобразователь код-аналог, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам первого и второго стробируемых компараторов соответственно, вторые входы которых объединены и подключены к входной шине, выходы соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, а входы стробирования подключены к выходу генератора тактовых импульсов и через масштабный счетчик " к входу управления блока цифрового отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены блок инвертирования кодов и подключенный к выходу генератора тактовых иипуль" сов двухканальный генератор псевдослучайных чисел, выходы которого через сумматор и блок инвертирования кодов подключены к входу преобразователя код-аналог, причем выход переноса сумматора подключен к входу управления блока инвертирования кодов, а выход элемента ИЛИ соединен с тактовым входом блока цифрового отсчета.

Источники информации, принятые во внимание. при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 600721, кл. Н 03 К 13/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

N 630748, кл. H 03 К 13/20, 1978 (прототип ).

98? 190

Составитель Н. Козлов

Редактор К. Волощк Техред И,Кастелевич Корректор " Прохненко

Заказ 9733/78 Тираж 9Я Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Филиал ППП "Патент, г.. Ужгород, ул. Проектная, 4