Цифровой измеритель уровня переменного напряжения

 

Изобретение относится к измерениям в технике связи. Цель изобретения - повышение точности измерений . Устройство содержит компаратор 1, формирователь 2, логический блок 3, счетчик 4, реверсивный счетчик 5, цифроаналоговые преобразователи ЦАЛ 6 и 8 и источник 7 постоянного напряжения. Введение в устройство счетчика ЦАП 8, логического блока и образование новых связей между элементами устройства позволяет проводить два подцикла.измерения (грубого и точного) преобразования. Причем ЦАП 6, производя подцикл грубого преобразования, дает возможность ЦАП 8 произвести подцикл точного преобразования, при котором амплитуда входного переменного сигнала близка к напряжению на аналоговом входе ЦАЛ 8. В описании дана принципиальная схема логического блока. 2 ил. Л 3Bf1 С (О (Л

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К ЗВ, 7

Фиг. j

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3806321/24-21 (22) 22.10.84 (46) 23.04.86. Бюл. & 15 (72) С.Г.Филатов и О.Я.Пышный (53) 621.317.77(088.8) (56) Патент CILÀ Р 4194185, кл. Н 03 К 13/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 426191, кл. G 01 R 17/20, 1960. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерениям в технике связи. Цель изобретения — повышение точности измерений. Устройство содержит компаратор 1, формирователь 2, логический блок 3, счетчик 4, реверсивный

„„Я0„„122 322 А (50 4 G 01 R 19/04 счетчик 5, цифроаналоговые преобразователи ЦАП 6 и 8 и источник 7 постоянного напряжения. Введение в устройство счетчика, ЦАП 8, логического блока и образование новых связей между элементами устройства позволяет проводить два подцикла.измерения (грубого и точного) преобразования.

Причем ЦАП 6, производя подцикл грубого преобразования, дает возмож— ность ЦАП 8 произвести подцикл точного преобразования, при котором амплитуда входного переменного сигнала близка к напряжению на аналоговом входе ЦАП 8. В описании дана принципиальная схема логического блока.

2 ил.

1226322

Изобретение относится к измерениям в технике связи и может быть использовано для измерения уровня переменного напряжения.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет введения двух подциклов измерения — грубого и точного преобразования, а эффект повышения точности в предлагаемом измерителе заключается в том, что ступень цифроаналогового преобразования, производя подцикл грубого преобразования, дает возможность точной ступени цифроаналогового преобразования (ЦАП) произвести подцикл точного преобразования, при котором амплитуда входного переменного сигнала близка к напряжению на аналоговом входе ЦАП.

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — принципиальная схема логического блока.

Цифровой измеритель уровня переменного напряжения (фиг.1) содержит компаратор 1, первый вход которого соединен с входом формирователя 2 и является входом устройства, выход компаратора 1 подключен к первому входу логического блока 3, к второму входу которого подключен выход формирователя 2, к третьему входу подключен выход кнопки запуска.

Первый и второй выходы логического блока 3 подключены к входам счетчика 4, второй и третий выходы логического блока 3 соединены с входами реверсивного счетчика 5. Выходы счетчика 4 подключены к цифровым входам цифроаналогового преобразователя 6 и параллельно к цифровому вычислительному блоку. Аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 6 соединен с выходом источника 7 постоянного напряжения.

Выход цифроаналоговоro преобразователя 6 подключен к аналоговому вхо— ду цифроаналогового преобразователя

8. Цифровые входы цифроаналогового преобразователя 8 соединены с выходами реверсивного счетчика 5 и параллельно с вычислительным блоком. Выход цифроаналогового преобразователя 8 подключен к второму входу компаратора I.

Устройство работает следующим образом.

Цикл измерения начинается подачей на вход Пуск логического блока 3 короткого импульса положительной поляр — ° ности. После чего выходы реверсивного счетчика 5 и счетчика 4 устанавливаются соответственно в единичные и нулевые состояния подачей на их установочные входы импульса с второго выхода логического блока 3.

В результате на выходе ЦАП 6 установится напряжение, равное нулю, а

ЦАП 8 будет работать в режиме трансляции напряжения с аналогового входа на выход. Таким образом, исходное компенсирующее напряжение на втором входе компаратора 1 будет равно нулю.

Цикл измерения состоит из двух подциклов: грубого и точного измерения. При первом грубом подцикле логический блок 3 транслирует импульсы с входа b на свой первый вход J .

Далее эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 4. С каждым периодом входного переменного сигнала двоичная комбинация на выходах счетчика

4 увеличивается на единицу и напряжение на выходе ЦАП 6 увеличивается на величины Ь . Это напряжение, поступая через ЦАП 8 на второй вход компаратора 1, вызывает сужение импульсов на выходе последнего с каждым периодом. При превышении величины компенсирующего напряжения амплитуды входного сигнала импульсы на выходе компаратора 1 исчезают. Этот факт регистрируется логическим блоком 3, 3. > и он производит переключение трансляции импульсов формирователя 2 с ггервого выхода о на третий 1 . С этого момента начинается второй — точный подцикл измерения, в течение которого импульсы с выхода формирователя 2 через логический блок 3 поступают на вычитающий вход первого реверсивного счетчика 5, который при этом на каждом последующем периоде уменьшает двоичную комбинацию на своих выходах на единицу, вс бедствие чего компен3 сирующее напряжение на выходе ЦАП 8 уменьшается на величины ь,. В момент времени,, когда компенсирующее напря5О жение станет больше амплитуды входного сигнала, на выходе компаратора

1 появляется импульс, который регистрируется блоком 3. По этому факту логический блок 3 прекращает трансляцию импульсов с выхода формирователя

2 на свои выходы и цикл измерения заканчивается. Двоичные комбинации с выходов реверсивного счетчика 5

12263

30

55 и счетчика 4 поступают в цифровой вычислительный блок, который производит операцию деления показаний реверсивного счетчика 5 на показания счетчика 4 и выдает цифровой результат амплитуды входного переменного напряжения.

Из приведенного описания функционирования цифрового измерителя уровня переменного напряжения видно, что первый грубый подцикл измерения обеспечивает выполнение условия, когда . напряжение источника 7 U „ делится

ЦАП 6 до величины, близкой к амплитуде входного сигнала, и подается на аналоговый вход ЦАП 8, участвующего во втором точном подцикле измерения.

Логический блок (фиг.2), в котором вход Пуск подсоединен к тактовому входу С D-триггера 9, информационный вход D которого подсоединен к шине логической единицы, а выход— к информационному входу D второго

D-триггера 10, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента И 11, выход которого подключен к выходу С блока 3 и установочному входу 8, D-триггера 9, и к тактовому входу С третьего D-триггера 12, информационный вход D которого подсоединен к шине логической единицы, а установочный вход R — к установочному входу S RS-триггера 13 и к выходу второго элемента И 14, первый вход которого подсоединен к выходу инвертора 15 н к тактовому входу С четвертого D-триггера 16, а второй вход — к инверсному выходу того же триггера 16, информационный вход D, которого подсоединен к шине логического нуля, а установочный вход S к входу е блока 3 и к установочному входу R RS-триггера 13, выход которого подсоединен к второму входу третьего элемента И 17, выход которого подсоединен к выходу f блока 3, а первый вход к входу b к которому также подсоединен вход инвертора 15, тактовый вход с второго D-триггера

10, вторые входы первого 11, третьего 17 и четвертого 18 элементов И, выход последнего подсоединен к выходу 3 (счетный вход счетчика), а первый вход к выходу третьего D-триггера 12, функционирует следующим образом.

Перед началом работы D-триггеры с первого по третий и RS-триггер 13

45 устанавливаются в нули, а четвертый

D — триггер 16 в единицу. Импульсы, поступающие с входа b, инвертируются инвертором 15. По задним фронтам полученных импульсов в четвертый D-триггер 16 заносится логический нуль.

Но, однако, импульсами с входа е четвертый D-триггер 16 устанавливается в состояние логической единицы, причем в нерабочем и рабочем режимах измерителя (соответственно импульсы на выходе компаратора имеют скважность 2 или сужаются) на инверсном выходе четвертого D-триггера 16, либо поддерживается состояние логического нуля, либо появляются импульсы, укладывающиеся в интервалы между импульсами на выходе инвертора 15.

Таким образом, совпадение на входах второго элемента И 14 не происходит и на его выходе поддерживатся постоянно уровень логического нуля.

А по заднему фронту импульса, подаваемого на вход Пуск", в первый

D-триггер 9 заносится логическая единица, которая по очередному заднему фронту импульсов, подаваемых на вход переписывается во второй D-триггер 1О. В результате этого начинается трансляция импульсов с входа b на выход С через первый элемент И 11.

Первый же импульс, прошедший на его выход, установит первый D-триггер 9 в нулевое состояние, которое перепишется и во второй D-триггер 10 задним фронтом этого же импульса. В ре— зультате на выход С пройдет единственный импульс, который установит счетчики в необходимые состояния и своим задним фронтом запишет логическую единицу в третий D-триггер 12, после чего начнется трансляция импуль- сов с входа b на выход d через четвертый элемент И 18. Начнется выполнение грубого подцикла измерений, в течение которого импульсы на входе о сужаются и исчезают. При первом же исчезновении импульса на входе

8 единичное состояние четвертого

D-триггера 16 за промежуток между двумя импульсами на выходе инвертора 15 не будет восстановлено, и с инверсного выхода четвертого D-триггера 16 на второй вход второго элемента И 14, поступит логическая единица. B результате чего выходные импульсы инвертора 15 будут поступать на выход второго элемента И 14. Треком.

Составитель В.Шубин

Техред Л.Олейник

Корректор Л.Патай

Редактор P.Öèöèêà

Заказ 2125/42 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно †полиграфическ предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

S 12263 тий и-триггер )2 установится в нулевое состояние, а RS-триггер 13 в единичное, т.е. произойдет переключение трансляции импульсов с входа b на выход f через третий элемент И 17.

Начнется точный подцикл измерения, фактом завершения которого будет появление импульса на входе 8 ..

По нему RS-триггер 13 установится в нулевое состояние и трансляция импульсов прекратится. ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Цифровой измеритель уровня переменного напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, компаратор, первый вход которого соединен с с входом формирователя и является

20 входом устройства, второй вход компаратора;подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, цифровые входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, о т л и ч а ю- 2

22 Ь шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены счетчик, второй цифрраналоговый преобразователь, логический блок, первый вход которого подключен к выходу компаратора, второй вход соединен с выходом формирователя, а третий вход подключен к кнопке запуска, второй и третий выходы логического блока соединены с входами реверсивного счетчика, а первый и второй выходы логического блока — с входами введенного счетчика, выходы которого подключены к информационным входам второго цифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого соединен с выходом источника постояно ного напряжения, а выход подключен к аналоговому входу первого цифроаналогового преобразователя, кроме того, информационные входы цифроаналоговых преобразователей также соединены с вычислительным бло