Устройство для измерения отношения двух напряжений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержа- . . вдее последовательно.соединенные первый резистор, первый ключ, первый интегратор, первый нуль-Морган и блок управления, первый выход которого подк/по-лен к управляющим входам первого и второго ключей, вход второго ключа подключен к второму резистору , второй интегратор, третий четвертый И: пятый резисторы, третий, четвертый и пятый ключи, конденсатор, одна обкладка которого подключена к , : выходу пя.тогб ключа, г а вторая - к об1дей шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем. Что, с целью повышения помехрзащивдейности , введены усилитель по.ст .оянного тока, седьмой и восьмой резисторы , шестой кЛюч, пороговый элемент , последовательно соединенные : первый инвертор,.формирователь образцового интервала, вторрй инвертор и первый элемент и, последовательно соединенные второй нуль-орган, третий инвертор и второй элемент И, а также четвертой инвертор и два источника опорного напряжения, причем выход второго ключа через третий ключ и третий резистор подключен к первому источнику опорного напряжения , через усилитель постояннрго тсэка и второй интегратор подключен к входам второго нуль-органа и порого-. вого элемента, которые прдтслючены через четвертый резистор и че Твертый ключ к входу первого интегратора, ;; управляющий вход четвертого ключа подключен.к второму выходу блока управления , третий выход которого подг ключей к управляющему входу третьек го ключа, первый выход блока управления подключен через .четвертый инв;ер- . тор и второй вход первого.: элемента И:S к управляющему входу пятого; ключа-, W вход которого через пятый pe;SHGTop подключен к второму источнику опорного напряжения, выход его подключен к управляющему входу усилителя постоянного тока, к первой обкла,цкё кон-S денсатора и через последов.ательнб соединенные шестой ключ и шестой резистор к первому источнику опорногонапряжения , управ.ляк)щий вход шестого ключа подключен к выходу второго злел мен Та И, другой вход которрго под- . GO ключе к выходу формирователя об- : разцового интервала, вход котбррго ;: -подключен к третьему входу первого СлЭ 51лемента И, четвертый вхрд кртЬрого подключен к второму-входу бло-IsD ка управления и к входу третьего ин . верхора, при этом седьмой резиртор подключен между выходом первого нульоргана и входом первого Интегратора, а восьмой резистор подключен между / выходом второго нуль-органа и. входом второго интегратора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gag G 01 Н 19/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 2982570/18-21 (22.) 12 08.80

"(46} 15.05.83. Бюл. Р 18 (72) B.Ã. Брандорф, B.Ë. Котляров; и Л.В . Ольшевская (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола и Львовский лесотехнический институт (53) 621.317.7(088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 607157, кл. G 01 К 19/10, 09.06. 76.

2. Заявка ФРГ Р 2550760, кл. G 06 G 7/16, 20.05.76 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОТНОШЕНИЯ .ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержа- щее последовательно. соединенные первый резистор, первый ключ, первый интегратор, первый нуль-орган и блок управления, первый .выход которого подключен к управляющим входам первого и второго ключей, вход второго ключа подключен к второму резистору, второй интегратор, третий>четвертый и пятый резисторы, третий, четвертый и пятый ключи„ конденсатор, одна обкладка которого подключена к . выходу пятого ключа, а вторая — к общей шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехо- . защищейности, введены усилитель постоянного тока, седьмой и восьмой ре- зисторы, шестой ключ, пороговый элемент, последовательно соединенные первый инвертор,.формирователь образцового интервала, второй инвертор и первый элемент И, последовательно соединенные второй нуль-орган, третий инвертор и второй элемент Й, а также четвертый инвертор и два

„,Я0„„1О18О32 А источника опорного напряжения, причем выход второго ключа через третий ключ и третий резистор подключен к первому источнику опорного напряжения, через усилитель постоянного тока и второй интегратор подключен к входам второго нуль-органа и порогового элемента, которые подключены через четвертый резистор .и четвертый ключ к входу первого интегратора, управляющий вход четвертого ключа подключен.к второму выходу блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу третье: — . го ключа, первый выход блока управления подключен через.четэертый инвертор и второй вход первого. элемента И:Pg к управляющему входу пятого.кхпоча, вход которого через пятый. резистор подключен к второму. источнику опорного напряжения, выход его подкяынен С к управляющему входу усилителя постоянного тока, к первой обкладке кон- денсатора и через последовательно соединенные шестой ключ и шестой ре-. зистор к первому источнику опорного напряжения, управляющий вход шестого ключа подключен к выходу второго эле мента И, другой вход которого подключен к выходу формирователя об- („ф разцового интервала, вход которого .. подключен к третьему входу первого ее элемента- И, четвертый вход которо- QQ го подключен к второму-входу бло- .,е ка управления и к входу третьего инвертора, при этом седьмой резистор подключен между выходом первого нуль органа и входом первого интегратора, у а восьмой резистор подклю:ен между выходом второго нуль-органа и входом второго интегратора.

1018032

Изобретение относится к аналого.вой вычислительной технике и может быть использовано н измерительных и вычислительных системах для обра» ботки аналоговой информации, Известно устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее преобразователь логарифма отношения двух напряжений н интервал времени, к выходу которого подключены формирователь экспоненциально-падающего напряжения и формиронатель образЦового интервала времени f1).

Недостатком данного устройства является его низкая помехозащищенность,15. обусловленная воздействием помехи на входные напряжения, что приводит к изменению времени, за которое экспоненциально-падающее напряжение изменяется от первого входного напряжения до второго.

Наиболее .близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения отношения двух напряжений, содержащее последовательно соединенные первый источник: входного напряжения, первый резистор, первый ключ, первый интегра: тор, первый компаратор, выход которого подключен к блоку управления, а также последовательно соединенные второй источник входного напряжения, второй резистор, второй ключ, второй интегратор и третий ключ, четвертый и пятые ключи, подключенные между входом и выходом интеграторов, уп- 35 равляющие входы ключей подключены к выходам блока управления (2).

Недостатком известного устройства является низовая помехозащищен-; ность по второму входному напряжению.4р

Цель изобретения:- повышение помехозащищенности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения двух напряжений, содержа- 45 щее последовательно соединенные пер- вый резистор, первый ключ, перный интегратор, первый нулю-орган и блок управления, первый выход которого подключен к управляющи-. входам перво-5р го и второго ключей, вход второго . ключа подключен к второму резистору, второй интегратор, третий, четвертый и пятый резисторы, третий, четвертый и тый к "и конденсатор одна — 55 обкладка которого подключена к выходу пятого ключа, а вторая - к общей шине, введены усилитель постоян. ного тока, седьмой и восьмой резисторы, шестой ключ, пороговый эле- . мент, последовательно соединенные 60 первый инвертор, формирователь об- . разцового интервала, второй инвертор и первый элемент И, последовательно соединенные второй нульорган, третий инвертор и второй элемент И, а. также четвертый инвертор и дна источника опорного напряжения, причем выход второго ключа чЬреэ третий ключ и третий резистор подключен к первому источнику опорного напряжения, через усилитель постоянного тока и второй интегратор подключен к входам второго нуль-органа и порогового элемента, которые подключены через четвертый резистор и четвертый ключ к входу первого интегратора, управляющий вход четвертого ключа подключен к второму выходу блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа, первыЦ. выход блока упранления подключен через четвертый иннертор и второй вход первого элемента И к управляющему входу пятого ключа, вход которого через пятый резистор подключен к второму источнику опорного напряжения, выход его подключен к управляющему входу усилителя постоянного тока, к первой обкладке конденсатора и через последовательно соединенные шестой ключ и шестой резистор к первому источнику опорного напряжения, управляющий вход шестого ключа подключен к выходу второго элемента И, другой вход которого подключей к выходу формирователя образцового интервала, вход которого подключен к .третьему входу первого элемента И, четвертый вход которого подключен к второму входу блока управления и к входу третьего инвертора, при этом седьмой резистор подключен между выходом первого нульоргана и входом первого интеграто-, ра, а восьмой резистор подключен между выходом второго. нуль-органа и входом второго интегратора.

На фиг, 1 представлена блок-схе. ма устройства для измерения отношения двух напряжений; на фиг. 2 нременные диаграммы, поясняющие ра-, боту устройства.

Устройство для измерения двух напряжений содержит первый резистор 1, первый ключ .2, первый интегратор 3, первый нуль-орган 4, второй резистор 5, второй ключ б, третий резистор 7, третий ключ 8, четвертый ре зистор 9, четвертый ключ 10, усилитель 11 постоянного тока, второй ин» тегратор 12, пороговый элемент 13, первый инвертор 14, второй нуль-орган 15, пятый резистор 16, пятый ключ 17, шестой резистор 18, шестой ключ 19, конденсатор 20, первый и второй элементы И 21 и 22, второй и третий иннерторы 23 и 24, формирователь 25 образцового интервала, четвертый инвертор 2б, блок 27 управления, седьмой и восьмой резисторы 28 и 29.

Работа устройства разбита на 4 такта.

101 803 2

45 .

В первом такте блок 27 управления включает ключи 2 и б на период се.тевой помехи Тр (См. фиг. 2a). При этом напряжение на интеграторах 3 и 12 растет (см. фиг." 2t н д ) и в .,конце первого такта становится равным соответственно ()ЬМ ro

О1)

Ф

О )ах% 1Ъхз, (1 (5 (12 гдеО@(.„,ЦВ„-- первое и второе входные напряжения.

Во втором такте блок 27 размыкает. ключи 2 и б и замыкает ключ 10 (см. фиг. 2{7); Напряжение на интеграторе 3 начинает падать до нулевого значения.(см. фиг. 2t). Время линейного падения напряжения на ин-. теграторе 3 Т определяет длительность второго такта и является выходной величиной устройства, оно on"". ределяется из соотношения

Ua 1ьых °

U„= — r (3}. (с,. гдето g<,gg - сопротивления резисторов 1, 5, 9 соответственно, С9,С 1- емкость конденсатора интеграторов 3 и 12 соответственно.

Из (3) получаем

ТВЬ!х О: . (4

Ю

В третьем такте ключ 10 размыкается (см. фиг. 2Д), ключ 8 замыка-ется (фиг. 26), и начинается линейный разряд. интегратора 12 до нулевого значения (см. фиг.. 2д). В момент, когда напряжение на интеграторе. 12 стает равно напряжейию

Uq срабатывает пороговый элемент

13 (см. фиг. 2ф) и через инвертор

14 запускает формирователь 25 (см. фиг. 2м). Если импульс с выхода формирователя 25 закончится раньше, чем сработает нуль-орган 15 (которйй срабатывает в тот момент, когда. напряжение на интеграторе 12 достигает, куля), то элемент И 21 включает ключ

17, так как на четырех входах эле- . мента И 21 в этот момент будут единицы. Время, в течение которого включен ключ 17 (см..фиг. 2A) — от момента окончания импульеа с выхода формирователя 25 до срабатывания ль-.органа 15.

Если импульс с выхода формирователя 25 закончится позже, чем .сработает нуль-орган 15, то элемент И 22 на время между срабатыванием нуль органа 15 и окончанием импульса иа формирователе 25 включает ключ 19 (см. фиг.. 2Ж).

При включении ключа 19 напряжение на конденсаторе 20 эа счет тока, протекающего через резистор 18, меняется в одну сторону, а: при включе.нии ключа 17 за счет тока; протекаю щего через резистор 16, - в другую.

Полярность изменения напряжения на кон) енсаторе 20 в зависимости от устройства усилителя 11.должна. быть выработана такой, чтобы это напряжение при заряде или .разряде .то" ком через резисторы 1б и 18 способ : ствовало уменьшению разности во вре15 мени между моментом окончания образцового интервала То и моментом срабатывания нуль-органа 15.

После нескольких первых циклов, т.е. в установившемся режиме, ко20 эффициент передачи усилителя 11 будет таким, что время уменьшения напряжения на выходе интегратора 12 от уровня И до нуля будет:посто- янным и равным Тояр . Для установившегося режима можно записать.

О ОТ з РК } оР . 1}лС где.0 - опорное .напряжение;

К, - коэффицйент-передачи усилителя 11.

В четвертом такте все ключи .разомкнуты и выходы нуль-органов 4 (фиг. 26),и 15 (фиг, 22) подключены через резисторы 28 и 29 к входам

35 интеграторов 3 и 12 для удержания выходного напряжения их на нулевом уровне.

Из выражения (5) получаем

,, Подставляя (б) .в (2), получаем

}}Ь То n0ÕÐ7 (7}

U"ъРо

Подставляя значения из (1) и (7) в (4), получим выражение для выход- ного,и н т.ервала sLI R s< Я д }

Учитывая, что Rq, Rg, R„, Q l), То постоянные величины, которые могут быть постоянными с высокой точностью, 55 (ьм

ЬЛЯ.

;(Вьх" Ц т.е. выходной интервал времени.пропорционален отношению двух входных

60 напряжений и не зависит от емкости-: . интегрирующих конденсаторов, которые ,являются наиболее нестабильными ве-;

;личинами в устройстве.

Кроме того, выходная величина se зависит от периода помехи То.

1018032

1018032 и)

Vuz. 2

Составитель Г. Ястребова

Редактор М. Бандура Техред К.Иыцьо Корректор- М, Коста . Заказ 3530/43 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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