Цифровой вольтметр действующего значения
ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДКПСТВУКЯДЕГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащий первый интегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока управления , второй вход - с выходом источника опорного напряжения, выход - с входом квадратора, а третий вход - с первым выходом блока управ ления , второй выход которого соединен с первым входом селектора, второй вход которого соединен с выходом генератор y{i) а импульсов , третий вход - с выходом ре-версивного счетчика, четвертый вход с выходом блока сравнения, первый выход - с первым входом реверсивного счетчика , второй выход - с входом первого .счетчика, третий выход - с входом второго счетчика, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с выходами первого счет ика , а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика, второй интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнения, отличающийся тем, что с целью повьЕЮния быстродействия, в него введены второй переключатель и инвертирующий повторитель, вход которого соединен с выходом квадратора и с первым входом второго переключателя, второй вход которого соединен с выходом инвертирующего повторителя, третий вход - с первым выходом блока управления, а выход - с входом первого интегратора , при этом выход первого интегратора соединен непосредственно с входом второго интегратора.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А
3(51) G 01 R 1 9/25
4!, н
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (21) 3352366/18-21 (22) 04.11.81 (46) 15.02.84, Нюл, 1 б (72) Н.И.Грибок, С.C.()6oçîâñêèé, А.Я.Садовая и С.С.Ткаченко (71) Львовский ордена Ленина политехнический .институт им.Ленинского комсомола и Львовское производственное объединение "Микроприбор" им.60-летия Советской Украины (53) 681 ° 325(088.8) (56) 1. авторское свидетельство СССР
9 228332, кл. H 03 К 13/20, 1967.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 736373, кл. Н 03 К 13/20, 1979 (прототип). (54 ) (57 ) ЦИ >РОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДЕ)(СТВУ(0ЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащий первый интегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока управления, второй вход — с выходом источника опорного напряжения, выход — с входом квадратора, а третий вход — с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом селектора, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, третий вход — с выходом реверсивного счетчика, четвертый вход— с выходом блока сравнения, первый выход - с первым входом реверсивного сче чика, второй выход — с входом первого .счетчика, третий выход — с входом второго счетчика, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с выходами первого счетчика, а выходы — c входами элемента
ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика, второй интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнения, отличающийся тем, что с целью повышения быстродействия, в него введены второй переключатель и инвертирующий повторитель, вход которого соединен с выходом квадратора и с первым входом второго переключателя, второй вход которого соединен с выходом инвертирующего повторителя, третий вход — c первым выходом блока управления, а выход — с входом первого интегратора, при этом выход первого интегратора соединен непосредственно с входом второго интегратора.
1073708
Изобретение относится к электроизмерительной технике и используется при создании цифровых вольтметров и аналого-цифровых преобразователей действующего значения напряжения переменногс тока.
Известен измеритель действую Недостатком данного устройства является низкое быстродействие. 1 5 Известен цифровой вольтметр действующего значения, содержащий первый интегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока 2О управления, второй вход — с выходом источника опорного напряжения, выход - с входом квадратора, а третий вход — с первым выходом блока управления, второй выход которого соеди- 25 нен с первым входом селектс ра, второй . вход которого соет<инен с выходом генератора импульсов, третий вход— с выходом реверсивного счетчика, четвертый вход — с выходом блока 30 сравнения, первый выход — с первым входом реверсивного счетчика, второй выход — с входом первого счетчика, третий выход — с Входом второго счетчика, выходы которого соединены с первымй входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с выходами первого счетчика, а выходы — с входами элемента ИЛИ„ выход которого соединен сс вторым входом реверсивного счетчика, Второй интегратор, выход ксторогс соединен с входом блока сравнения j2j . Однако и данное устройство характеризуется низким быстродействием. Цель изобретения — повышение быстродействия путем уменьшения числа тактов интегрирования. Поставленная цель достигается тем,что в цифровой вольтметр дейстВующего значения, содержащий первый интегратор, первый переключатель, первый вход которого, соединен с входной шиной и входом блока управления, в: îðîé вход — - с -в ыхо,дом источника опорного напряжения, Выход с входом квадратора, а третий вход с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом селектора, второй вход которого соединен с выходом 60 генератора импульсов, третий Вход с выходом реверсивного счетчика, четвертый вход — с выходом блока сравнения, первый выход — с первым входом реверсивного счетчика, вто- 65 рой Выход — c входом первого счетчика, третий выход — с входом второго счетчика, выходы которогс соединены с". первыми входами группы элементов И, вторые входы ко-.орых соединены с. выходами перво "o счетчика,. а выходы — с Входами элемен -a ИЛИ, выход которого соединен с втсрьъ Входом реверсивного счетчика, второй интегратор„ выход которого соединен с входом бЛска сравнения, Введеньвторой переключателт и инвертирующий повторитель, вход которого соединен с ВыхОдОм квадратОра и с перВым входом второго переключателя, второй вход которого соединен с Выхс-.. инвертирующего повторителя, .- crité вход — с первьж вь.ходом блока управления,. а Выход — с входом первого интегратора. при этом выход первого интегратора соединен негосредственно c входом в"т.орого интегратора„ На чертеже изображена структурная схема цифрового вольтметра действующего значения. Цифровой вольтметр содержит источник 1 опорного нагряжения, первый переключатель 2, квадратср 3, инвертирующий повторитель 4, второй переключатель 5, первый интегратор б, второй 1лнтсгpBTnp 7< 0IioK 8 cp=.<âHåHIIR, блОк 9 управления,. =елекT )p 10, генератор 11 импульсов, первый счет-. чик 12, группу элементов И 13, элемент ИЛИ 14, реверсивный счетчик 15 и Второй счетчик 16, Шина Входного сигнала соединена с первым входом перекл.цчателя 2 и Входом блока 9 управления,. выходы которого связаны с управляющими входами перключателя 2, переключателя 5 и Вторым Входом селектора 10, !со Второму ВхОду переключателя 2 пОдсссдинен Выход истОчника 1 ОПОрнОго напряжения, Выход переключателя 2 Ъ соединен с Входом квадра ора 3, к Выходу которсгс подсоединен Вход инвертируящегс повторителя 4 и перВый Вход-переключателя 5, выход ко орого соединен со входом первогo интегратора б, соединенного последовательно со вторым ин — åãð- òîðîì .7, Выход последнего через orioK 8 <=равнения связан с первым Входом селектора i0, третий Вход 10.5 которого подсоединен к Выходу генератора 11 импульсов„ а четвертый 10,6 соединен с выходом реверсивного счетчика- Первый вход 10, селектора 10 соединен с вычитающим Входом реверсивного счетчика 15, Второй 10.2 — co входом счетчика 12,. а третий 10.3 — co входсм счетчика 16. Информационные выходы счетчика 12 и счетчика 16 связаны с входами элементов И 13, выходы которых через элементы ИЛИ 14 1073708 подключены к суммирующему входу реверсивного счетчика 15. Аналого-цифровое преобразование действующего значения U = — LP(t)Jk о 1 периодического напряжения u(4) в цепи цифрового вольтметра осуществляется методом двойного интегрирования. В момент начала первого такта интегрирования, длительность которого Т, = лТ, 1 = 1, 2, ..., т.е. равна или кратна периоду Т напряжения 0(Ц, блок 9 управления устанавливает переключатели 2 и 5 в положение и открывает селектор 10 по выводу 10.2, Вследствие этого напряжение 0 ® преобразуется квадратором 3, а его выходное налряжейие Uk (t) =KU,® 20 подвергается двойному интегрированию последовательно соединенными интеграторами 6 и 7, причем в конце первого такта интегрирования напряжение на выходе интегратора 7 25 Tz t 1п7 () о 0 2Ь, ) г, ., u, дЛ о, с, откуда IJ =ILIOIT f n70 г о 2 (и 1 пТ С n> t U,= f )ь Itldkdt=„k ) ) (— i(Kakcnnkvt1< о о о о ОО ос" Qo .t(K. Ь k=1 2„. м 00 Кл Т +Eakcoskut .С.Ъ„ 1 ф) dt.- » Кэ! k-1 27, о z x — + — + a„d. g » Е= 40 реверсивный счетчик 15 возвращается в исходное состояние, сигнал с его, 45 выхода закрйвает селектор 10 по выходу 10.3, а число импульсов, зафиксированных счетчиком 16, йо1, ити Йаи 50 Hg Lu,ik, и 1 (uo( откуда действующее значение напряжения luD1 U- =N=I N, ) о где k — известный постоянный коэффициент. Таким образом, непосредственное соединение интеграторов и введение 60 второго переключателя и инвертирующего повторителя повышает быстродействие предлагаемого устройства. Тираж 711 Подписное ужгород, ул.Проектная, 4 где К вЂ” коэффициент передачи квадратора 3, 7,,о - постоянные времени интеграторов б и 7 соответственно, ао,a»,Ü»- коэффициенты ряда Фурье. В момент окончания первого такта интегрирования блок 9 управления переводит переключатели 2 и 5 в положение. б, закрывает селектор по выходу 10,2 и открывает его по выходу 10.1, а число импульсов, пос тупивших в течение времени Т1 на счетчик 12 через селектор 10 от генератора 11, равно й,=1 иТ, ! где 1 — частота следования импульсов генератора 11. B течение второго такта интегрирования длительностью Т на вход квадратора 3 поступает опорное напряжение ()о с выхода источника 1, выходное напряжение К Ц квадратора инвертируется последовательно соедиВНИИПИ Заказ 324/45 Филиал ППП "Патент", г. ненными интеграторами б и 7 до момента, когда В момент равенства нулю выходного напряжения интегратора 7 блок 8 сравнения закрывает селектор 10 по входу 10.4 и поступление импульсов от генератора 11 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15 прекращается, а число поступивших импульFoa за время Т с учетом последнего выражения равно После окончания второго такта блок 9 управления открывает селектор 10 по выходу 10 ° 3 и импульсы от генератора 11 поступают на счетчик 16, который совместно со счетчиком 12, группой элементов И 13 и элементом ИЛИ 14 образует двоичный умножитель частоты. Поэтому с выхода элемента ИЛИ 14 на суммирующий выход счетчика 15 поступают импульсы с частотой 1cN "о где Ко — информационная емкость счетчиков 12 и 16. ,С поступлением N таких импульсов в течение времени о "г с " 
