Калибратор напряжения

 

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания переменного тока. Целью изобретения является повышение точности калиброванных напряжений. Цель достигается тем , что напряжения каждой из гармоник стабилизированы по среднему значению и не зависят от среднего значения первой гармоники. Форма и частота напряжения задается кодом, заносимым в запоминающие устройства блока 8 запоминания. Частота устанавливается путем задания опорной (Л С 4 4 Од i4 Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 0 05 Г 1/44 списочник изоБ КТКНил

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ аМЛг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3826245/24-07 (22) 10.12.84 (46) 15.07.86. Бюл. Ф 26 (71 ) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И.10. Сергеев, 10.В. Демченко и Т.Н. Хороль (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 612218, кл. -G 05 F 1/44, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N - 1056151, кл. G 05 F 1/44, 1982.

„„SU„» 1244 46 А1 (54) КАЛИБРАТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к стабилизированным источникам питания переменного тока. Целью изобретения является повышение точности калиброванных напряжений. Цель достигается тем, что напряжения каждой из гармоник стабилизированы по среднему значению и не зависят от среднего значения первой гармоники. Форма и частота напряжения задается кодом, заносимым в запоминающие устройства блока 8 запоминания. Частота устанавливается путем задания опорной частоты генератора тактовых импульсов 17, коэффициентом передачи управляемого делителя 18 частоты и. структурой блока 7 счетчиков. Фазовые сдвиги всех напряжений устанавливаются путем предустановки в заданное состояние соответствующего

124>4646. счетчика импульсов блока 7 или с помощью кодов запоминающих устройств

19 блока 8. Цикл работы калибратора равен или кратен периодам переменногс напряжения на выходе, куда подключены входы линейных детекто ров 10 и 16. 2 ил.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и автоматическому управлению, в частности к калибраторам переменного напряжения, и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем и систем автоматического контроля и управления.

Целью изобретения является повышение точности калибратора напряжения.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого калибратора ,напряжения с управляемым спектром; на фиг. 2 — пример построения уст ройства управления.

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, к выходу. которого подключен ключ 2, ингегратор 3, к выходу которого подключен фиксатор 4 уровня, выход которого подключен к блоку 5 цифроаналогового преобразования, включенные последовательно управляемый генератор 6, блок

7 счетчиков и блок 8 запоминания, подключенный к блоку 5 цифроаналогового преобразования и первому входу устройства, устройство 9 управления, подключенное к второму входу устройства„ к фиксатору 4 уровня, к управляемому генератору 6 и к блоку 7 счетчиков, а также линейный детектор

10, выход которого подключен к интегратору 3, и включенные последовательно между выходом источника 1 опор ного напряжения и блоком 5 цифроанало гового преобразования блок 11 ключей, блок 12 интеграторов и блок 13 фиксаторов уровня, а также сумматор 14, включенный между выходами блока 5 цифроаналогового преобразования и выходом устройства, блок 15 фильтров подключенный к выходу устройства и к входу линейного детектора 10, и блок

16 линейных детекторов, входы которого подключены к блоку 15 фильтров, а выходы " к блоку 12 интеграторов.

Управляемый генератор 6 содержит генератор 17 тактовых импульсов и управляемый делитель 18 частоты. Блок

8 запоминания содержит запоминающее устройство 19, блок 5 цнфроаналогово10 го преобразования содержит цифроаналоговый преобразователь 20. Блок 9 управления содержит включенные последовательно блок 21 преобразователей кода во временной интервал, счетчик

15 22 импульсов и дешифратор 23, а также преобразователь 24 кода. Входы блока 21 преобразователей кода во временной интервал и вход преобразователя 24 кодов подключены к входу

10 устройства 9 управления, являющемуся первым входом устройства. Выходы преобразователя 24 кодов подключены к блоку 7 счетчиков, к генератору 17 тактовых импульсов и к управляемому

25 делителю 18 частоты. Вход счетчика

22 импульсов подключен к генератору

17 тактовых импульсов. Выход блока

21 преобразователей кода во временной интервал подключен к ключу 2, а щ выход дешифратора 23 — к входу фиксатора 4 уровня.

Источник 1 опорного напряжения представляет собой стабилизированный источник напряжения постоянного тока, 3S которое подключается к входу интегратора 3 и к блоку 12 интеграторов через ключ 2 и блок 11 ключей, когда на управляющий вход ключей поступают управляющие сигналы (интервалы вре4О мени) Т„ „ ...T, „ соответственно с устройства 9 управления. Блок 11 ключей содержит набор ключей 25, через которые из источника 1 опор1244646

15

25 ного напряжения напряжение подключается к блоку 12 интеграторов, содержащему набор интеграторов 26.

Блок 13 фиксаторов уровня содержит набор фиксаторов 27 уровня, в качестве которых служит динамическое запоминающее устройство (схема выборки — хранения), которое производит выборку и запоминание выходного напряжения интеграторов 3, 26 (фиксацию уровня) в момент прихода короткого управляющего импульса с устройства управления. Блок 16 линейных детекторов, который содержит набор линейных детекторов 28, как и линейный детектор 10 осуществляет преобразование выходного переменного напряжения в постоянное импульсирующее напряжение, поступающее на вход интегратора. Роль линейных детекторов 10 и 28 в зависимости от требований конкретного применения может быть выполнена одно- или двухполупериодным выпрямителем, амплитудным детектором, детектором средних или действующих значений напря жения.

Структура линейных детекторов 10, 28 и интеграторов 3, 26 такова, что изменение напряжения на выходе генератора в результате интегрирования

Е„ опорного источника 1 противоположно по знаку изменению такового в результате интегрирования выходного напряжения линейных детекторов 10, 35

28. Управляемый генератор 6 состоит из генераторов 17 тактовых импульсов, частота которого может устанавливаться управляющим сигналом с устройства 9 управления, и управляемо- 40

ro делителя 18 частоты, коэффициент деления которого так же может быть установлен сигналом от устройства

: 9 управления.

Блок 7 счетчиков представляет 45 собой в общем случае набор счетчиков импульсов, например двоичный, начальная предустановка которым осуществляется сигналом от устройства 9 управления. Блок 8 эапомина- 50 ния представляет собой набор запоминающих устройств 19, роль которых могут вьптолнять оперативные, постоянные или перепрограммируемые запоминающие устройства. В общем случае 55 запоминающие устройства 19 имеют две группы основных входов — входы выбора адреса (-. та группа входов подключена к блоку 7 счетчиков) и входы записи информации в ячейки памяти (в случае использования постоянных .запоминающих устройств эта группа входов отсутствует). На входах запоминающих устройств 19 в зависимости от содержимого выбранных кодом адреса ячеек памяти устанавливается код. Блок 5 цифроаналогового преобразователя содержит набор множительных цифроаналоговых преобразователей

20, имеющих аналоговый вход, на который подается. напряжение, и группу цифровьгх входов, на которые подается код, например параллельный двоичный код. На выходе каждого цифроаналого— вого преобразователя 20 устанавливается напряжение, пропорциональное произведению входных напряжений и кода. На вход устройства 9 управления, являющийся первым входом устройства, поступает сигнал (например, код) управления (установки) выходного напряжения, частоты и сдвига фаз выходных напряжений калибратора напряжения.

Преобразователь 21 кода во временной интервал формирует управляющий импульс, длительность которого пропорциональна коду установки выходного напряжения калибратора. Счетчик 22 импульсов производит подсчет импуль— сов с генератора 17 тактовых импульсов. Дешифратор 23 формирует короткий импульс выборки для фиксаторов

4, 27 уровня. Преобразователь 24 кодов преобразует входной код установки частоты и установки сдвига фаз в код управления блоком 7 счетчиков, генератором 17 тактовых импульсов и управляемым делителем 18 частоты. (т.е. осуществляет роль интерфейса— гэеобразует, например, число-импульсный или двоично †десятичн код в двоичный).

Все выходные напряжения суммируются на простом аналоговом сумматоре

14, на выходе которого можно получить переменное напряжение сложной формы, у которого задана либо форма, либо коэффициент гармоник, либо амплитудный и фазовый спектры.

Блок 15 фильтров, подключенный к выходу устройства и к входам линей— .ного детектора 10 и блока линейных детекторов 16, содержит набор фильтров 29, которые отфильтровывают нужную гармонику с выхода сумматора.

Таким образом, каждая гармоника фор5 12 мируемого сигнала стабилизируется независимо or других..

Калибратор напряжения с управляемым спектром работает циклично.

Циклы задаются импульсами выборки Тi 1 ... T2 и Формируемьгми усТ ройством 9 управления и поступающими на вход фиксаторов 4 уровня и на соответствующие входы блока 13 фиксаторов уровня. За время каждого цикла устройством управления формируется по одному из группы интервалов времени Т„, ... Т, „ соответ— ственно, которые открывают ключ 2 и ключи 25 блока 11 ключей соответственно. Интервалы времени Т ...Т .п зависят от входного сигнала, поступающего на вход устройства 9 управ— ления. Счетчики импульсов блока 7. счетчиков подсчитывают импульсы с выхода управляемого генератора 6.

Выходной код каждого счетчика блока

7 изменяется, в результате чего осуществляется опрос адресов ячеек запоминающих устройств 19, блока 8 запоминающих устройств, на выходах которых последовательно появляются коды, занесенные в ячейки памяти, каждого запоминающего устройства

19. Этот набор кодов представляет собой набор значений ступенчатоаппроксимированной кривой синусоидальной формы (или, в общем случае, любой заданной). В результате на выходах цифроаналоговых преобразователей 20 блока 5 цифроаналогового преобразования формируются соответствующие гармоники заданной частоты и фазы. Мгновенные значения этих напряжений, представляющих собой ординаты ступеней кусочно-ступенчато аппроксимированных кривых, пропорциональных произведению входного напряжения цифроаналоговых преобразователей 20 и соответствующего входного кода.

Цикл работы калибратора равен или кратен периодам переменного напряжения на выходе, подключенном к входу линейного детектора 10 и входам блока линейных детекторов 16.

Таким образом, напряжения каждой из гармоник стабилизированы (калиброваны) по среднему значению и не зависят от среднего значения первой гармоники, что позволяет повысить точность. Форма и частота напряжения на каждом иэ выходов задается

44646 б

5 !

15

55 кодом„ заносимым в запоминающие устройства блока 8 запоминания.

Частоты гармоник устанавливаются путем задания опорной частоты генератора 17 тактовых импульсов, коэффициентом передачи управляемого делителя l8 частоты и структурой блока

7 счетчиков. Фазовые сдвиги всех напряжений устанавливаются путем предустаноки в заданное состояние соответствующего счетчика импульсов блока 7 счетчиков или с помощью кодов запоминающих устройств 19 блока 8.

Формула и з о бр е т ения

Калибратор напряжения, содержащий включенные последовательно источник опорного напряжения, ключ, интегратор и фиксатор уровня, выход котороro подключен к аналоговому входу блока цифроаналогового преобразования, включенные последовательно управляемый генератор и блок счетчиков, выход которого соединен с входом выбо— ра адреса блока запоминания, другой вход которого подключен к входной клемме, выход блока запоминания соединен с цифровым входом блока цифроаналогового преобразования, блок уп— равления, входы которого соединены с клеммами для подключения источника управляющего сигнала, а соответствующие вьгходы — с входами управляемого генератора, с управляющим входом ключа, фиксатором уровня и входом начальной уставки блока счетчиков, линейный детектор, выход которого подключен к соответствующему входу интегратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены включенные последовательно между выходом источника опорного напряжения и соответствующими аналоговыми входами блока цифроаналогового преобразования блок ключей, блок интеграторов и блок фиксаторов уровня, а также сумматор, блок линейнъ х д;етекторов и блок фильтров, причем сумматор включен между выходами блока цифроаналогового преобразования и выходной клеммой, куда также подключен вход блока фильтров, выходы которого соединены с входом линейного детектора и соответствующими входами блока линейных детекторов, выходы блока линейных детекторов подключены к соответствующим входам бло— ка интеграторов, при этом блок управ1244

h Юлину 2, 71

h йлину 4. нЮк. Я

h В лину

7,1770 фиг. 2

Составитель С. Чернышева

Техред Н,Бонкало

Редактор Н. Слободяник

Корректор В. Синицкая

Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-,35, Раушская наб ., д. 4/5

Заказ 3915/51

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ления выполнен на преобразователях код — временной интервал по числу фильтров в блоке фильтров, первые выходы преобразователей код — времен— ной интервал объединены и подключены к входу счетчика импульсов, куда также подключен вход блока управления, соединенный с выходом управляемого генератора, вторые выходы преобразователей код-временной интервал соединены с выходами блока управления, подключенными к управляющим входам ключа и блока ключей, выход счетчика импульсов соединен с первым входом

646 8 дешифратора, второй вход которого подключен к выходу преобразователя кода, входы которого также как и входы преобразователей код-временной интервал соединены с соответствующими входами блока управления, выход дешифратора подключен к выходу блока управления, соединенного с соответствующими входами фиксатора уровня и блока фиксаторов уровня, а выходы преобразователя кодов подключены к выходам блока управления, соединенным с входами управляемого генератора и счетчика импульсов.