Устройство для выделения постоянной составляющей переменного напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ СОСТАБЛЯЩЕЙ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее интегратор. первьй сигнальный вход которого соединен с входом устройства, блок 1шючей, сигнальный вход которого подключен к выходу интегратора, блок управления, выходы которого соединены с управляющими вxoдa и интегратора и блока ключей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы , в него введены блок резистивных преобразователей напряжения в ток, входы которого подключены к выходам блока ключей, а общий выход к второму сигнальному входу интегра§ тора, соединенного выходом с вь1кодом устройства. (Л

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (sl)4 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ )

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

° °

° °

let

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3496153/24-21 (22) 27.09,82 (46) 30.09.85. Бюл. Р 36 (72) В.А. Медников и A„H. Порынов (71) Куйбьш евский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П. Королева (53) 621. 317 „7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 568150, кл. Н 03 Н 7/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1073706, кл. G 01 R 19/00, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ

ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯ10ЩЕЙ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯГ(ЕНИЯ, содержащее интегратор, первый сигнальный вход которого соединен с входом устройства, блок ключей, сигнальный вход которого подключен к выходу интегратора, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами интегратора и блока ключей, о т л ичающееся тем, что, сцелью повышения точности и надежности работы, в него введены блок реэистивных преобразователей напряжения в ток, входы которого подключены к выходам блока ключей, а общий выходк второму сигнальному входу интегратора, соединенного выходом с выходом устройства.

1182414

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначе но для использования, например, в

:установках технической диагностики

« по спектральному составу шумов с 5 сокращенным объемом данных.

Цель изобретения — повышение точности и надежности работы путем выполнения устройства беэ специального гиперболического преобразователя и блока выборки-хранения, характеризующихся существенными погрешностями преобразования и недостаточной эксплуатационной надежностью.

На фиг. 1 представлена функциональ« ная схема предлагаемого устройства для выделения постояиной составляющей переменного напряжения; на фиг. 2 — диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства, 20

Устройство содержит интегратор 1 (фиг. 1) с операционным усилителем 2, интегрирующим конденсатором 3, масштабным резистором 4 и ключами 5 и

6; блок 7 ключей 8.1-8.п, блок 9 ре- 25 зистивиых преобразователей 10. 1-10. п напряжения в ток и блок 11 управления, а также входную шину 12, ппп«у 13 синхронизации, шину 14 сброса и выходную ип«пу 15. 30

Первый сигнальный вход иитеграто-! ра 1 соединен с входом устройства (цходная шина 12 - шина нулевого по тенциала). Сигнальный вход блока 7 ключей 8,1-8.п подключен к выходу интегратора 1. Входы блока 9 резистивиых преобразователей 10.1-10,п напряжения в ток подключены к выходам блока 7 ключей 8. 1-8.п а общий выход к Второму сигнальному входу,«О интегратора t. Выходы блока 11 управления соединены с управляющими входами интегратора 1 и блока 7 ключей 8.1-8.п.

В исходном состоянии на шине 13 синхронизации присутствует нулевой уровень. напряжения, а на шине 14 сброса — напряжение U (фиг, 2б) уровня "1". При этом на выходах блока 11 управления установлены напряжения нулевого уровня, ключи 8.1-8,п .блока 7 разомкнуты, ключ 5 интегратора 1 разомкнут, ключ 6 замкнут, конденсатор 3 разряжен,.напряжение на выходной шине 15 отсутствует. у

В момент tH уровень напряжения на шине 14 сброса изменяется с " 1" на

"0", Прн этом ключ 6 размыкается, однако напряжение на конденсаторе 3 и на выходной шине 15 сохраняется нулевым.

В момент t« на шину 13 синхронизации подается управляющий импульс напряжения (фиг, 2, в) уровня "1", который поступает на соответствующий вход блока 11 управления и на управляющий вход ключа 5 интегратора 1, В течение времени действия управляющего импульса U«> длительностью

Т = t — t« ключ 5 находится в замкнутом состоянии, При этом с момента «исследуемый сигнал Uex (ôèã.2,à) поступает с входной шины 12 устройства через масштабный резистор 4 и ключ 5 на вход операционного усилителя 2 интегратора 1, выходное напряжение П, (фиг. 2 ж) которого с момента t изменяется согласно выражеI нию: ь бт 1

1 1

RC .«вх RC

UJt= — - U

4 3 4 э вх °

1 о где R - сопротивление масштабного

4 резистора 4;

С, — емкость интегрирующего конденсатора 3: — время, отсчитанное от момента t

По окончании действия управляющего импульса U на шине 13 синхронизации, т,е. с момента t» ключ 5 размыкается. При этом напряжение U«на выходе интегратора 1 оказывается равным величине интеграла напряжения сигнала sa время усреднения Т!

t, +Т т

«« = .U Jt= — U Jt=

1 1

R СЗ юх R4СЗ вт

4 о

= U

I и сохраняется неизменным.

Спустя временной интервал .задержи ки в„4 после окончания управляющего импульса П< блок 11 управления с момента времени t = t +т. „ по заданной программе во времени формирует на своих выходах управляющие кодовые сигналы U«1(,) — U ««(„) (фиг. 2, г, д, е) — импульсы высокого уровня напряжения (уровня "1"), которые поступают на управляющие входы соответствующих ключей 8.1-8,п блока 7. В ре; зультате конденсатор 3 начинает разряжаться с момента t через соответствующие времязадающие резисторы

10,1-10.п блока 9, подключаемые к конденсатору 3 соответствующими клю1182414 чами 8.1-8.п. Количество резисторов, необходимых дпя разряда конденсатора

3 в первом временном интервале аппроксимации gt,= t — t (где t — момент времени окончания первого интервала аппроксимации), и их результирующее сопротивление определяются ми- . нимумом погрешности аппроксимации гиперболической функции экспоненциальной в первом временном интервале 1О аппроксимации ьс.

С течением времени в каждом из последующих временных интервалов от С = С С, до 6Й вЂ” tpJ3 СЙ+2 коммутируются согласно заданной про- 15 грамме работы блока 11 управления че.рез соответствующие ключи 8.1-8,п блока 7 новые группы времязадающих резисторов 10.1-10.п обеспечивая новое значение общего разрядного со- 20 противления и, как следствие, новую постоянную времени разряда с для конденсатора 3, определяемую как о= С, R(a) где R(k) общее сопротивление реэис-. 25 торов 10,1-10.п, подключенных между входом и выходом операционного усилителя 2 для К-го кода.

При этом имеет место минимальная погрешность аппроксимации гиперболи- Зб ческой функции, экспоненциальной в каждом из соответствующих временных интервалов аппроксимации

1 к к+э к г °

Минимальное количество коммутир емых цепей п, величина сопротивлений резисторов отдельных цепей, программа работы блока 11 управления, значение момента t путем выбора величины ин; тервала задержки ъад относительно мо-40 мента t определяют распределение величины постоянной времени разрядной цепи по времени и рассчитывают. из условий получения на конденсаторе 3, а также на выходной шине 14 устройства кусочно-экспоненциального. напряжения

1 ф — 1 с

U< -, "Р - Ъ, (кТ э аппроксимирующего гиперболическое напряжение с минимальной погрешностью

По окончании временного интерва-1 ла Т, пропорционального времени усреднения Т и отсчитанного от момента t на всех выходах блока 11 управления устанавливаются нулевые уровни напряжений. При этом все ключи 8.1-.8.п блока 7 размыкаются и конденсатор 3 сохраняет напряжение, соответствующее формируемому гиперболически изменяющемуся напряжению в момент t = t + kT . Это напряжение соответствует среднему значению исследуемого сигнала U „, При необходимости вйделения среднего значения сигнала эа другое время усреднения или проведения ноВого цикла усреднения сигнала в другом интервале времени производится. сброс напряжения на конденсаторе 3, что реализуется путем подачи на шину 14 сброса в момент t q импульса напряжения U < с уровнем "1", который, поступив на управляющий вход ключа 6, замыкает последний на время своего . действия, Таким образом, вводятся начальные нулевые условия для операции интегрирования сигнала на но-, . вое время усреднения.

1182414 /14

IJè

0, ) 0 ff(8) д 0

07f(n) е а

Составитель Л. Морозов э.

Техред Л.Иикеш

Корректор В ° Гирняк

Редактор Л. Пчелинская

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

Заказ 6100/43 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, М(-35, Раушская наб,, д, 4/5