Аналого-цифровой преобразователь переменного тока

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного преобразования переменного напряжения в цифровой код. Процесс преобразования Состоит из трех тактов. В первом такте блок управления 12 формирует цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное , состоящую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резистора 9. Выходное напряжение преобразователя переменного напряжения в постоянное , снимаемое в точке соединения диодов, преобразуется в АЦП постоянного тока и поступает на суммирующий вход устройства 12 сложения и вычитания . По сигналу конца преобразования первого такта блок управления 13 формирует цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное,состоящую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резистора 9. Выходное напряжение, снимаемое также в точке соединения диодов, оцифровывается АЦП постоянного тока и поступает на суммирующий вход устройства 12 сложения и вычитания. По сигналу конца преобразования второго такта блок управления 13 формирует цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное , состоящую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резистора 9, но выходное напряжение снимается с резистор а 9 Это напряжение, оцифрованное АЦП 11 постоянного тока, поступает на вычитающий вход устрой (Л со О) со ел ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 03 M 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

° а

° °

Ьи

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4072285/24-24 (22) 14.04.86 (46) 30.12.87. Бюл. Р 48 (71) Научно-исследовательский и проектный институт по комплексной автоматизации в нефтяной и химической промьппленности (72) Э.М.Бромберг, П.А.Хубов и Л.А.Оганян (53) 681.325 (088.8) (56) Туз Ю.М. и др. Аналого-цифровые измерительные преобразователи переменного тока. 1979, с. 187-189.

Вольтметр универсальный цифровой

В7-35. Приложение к техническому описанию, альбом N - 2, схема электрическая функциональная. (54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного преобразования переменного напряжения в цифровой код.

Процесс преобразования состоит из трех тактов. В первом такте блок управления 12 формирует цепь преобразователя переменного напряжения в пос„„SU„„1363459 А1 тоянное, состоящую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резистора

9. Выходное напряжение преобразователя переменного напряжения в постоянное, снимаемое в точке соединения диодов, преобразуется в АЦП постоянного тока и поступает на суммирующий вход устройства 12 сложения и вычитания. По сигналу конца преобразования первого такта блок управления 13 формирует цепь преобразователя переменного напряжения в,постоянное,состоящую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резистора 9. Выходное напряжение, снимаемое также в точке соединения диодов, оцифровывается

АЦП постоянного тока и поступает на суммирующий вход устройства 12 сложения и вычитания. По сигналу конца преобразования второго такта блок управления 13 формирует цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное, состоящую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резис-: тора 9, но выходное напряжение снимается с резистора 9. Это напряжение, оцифрованное АЦП 11 постоянного тока,. поступает на вычитающий вход устрой13634S9 ства 12 сложения и вычитания.В результате трех тактов преобразования в устройстве 12 сложения и вычитания образуется результат преобразования

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного преобразования переменного напряжения в цифровой код.

Цель изобретения — повьппение точности.

На фиг. 1 приведена блок-схема аналого-цифрового преобразователя переменного тока; на фиг. 2 — схема блока управления.

Устройство содержит масштабный преобразователь 1, преобразователь

2 переменного напряжения в постоянное, выполненный в виде коммутатора

3, диодов 4 и 5, коммутаторов 6 — 8 и резистора 9, фильтр 10 нижних частот, аналого-цифровой преобразователь 11 постоянного тока, устройство 12 сложения и вычитания, которое может быть выполнено в виде реверсивнаго счетчика, и блок i3 управления, выполненный на двух D-триггерах 14 и

15 и элементе ИЛИ-НЕ 16 и представляющий собой замкнутый в кольцо сдвиговый регистр, управляемый сигналами конца преобразования напряжения в цифровой код, поступающими от аналого-цифрового преобразователя постоянного тока, например времяимпульсного типа.

Процесс измерения состоит из трех тактов преобразования.

В первом такте блок 13 управления сигналом U (фиг. 3) воздействует на коммутаторы преобразователя переменного напряжения в постоянное и подключает вход коммутатора 3 к выходу

17, вход коммутатора 8 . к выходу 18 и через коммутатор 7 к фильтру 10 нижних частот и вход коммутатора 6 к выходу 19. Выход аналого-цифрового преобразователя 11 подключен к суммирующему входу устройства 12 сложения и вычитания. входного напряжения в цифровой код, не зависящий от падения напряжения на диодах, их температурного и вре менного дрейфа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Таким образом, в первом такте пре-образований формируется цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное, состоящая из последова5 тельно соединенных диодов 4 и 5 и резистора 9. Выходное напряжение снимается с фильтра 10 нижних частот, подключенного к точке соединения диодов Это напряжение U . 1= 06 -U fi

10 где U „- входное напряжение, U 1 падение напряжения на первом диоде.

Напряжение U,„, в аналого-цифровом преобразователе 11 постоянного тока преобразуется в цифровой

15 код

По сигналу конца преобразования

П „ первого такта блок 13 управления сйгналом U> подключает вход коммутатора 3 к выходу 20, вход коммутатора

20 6 к выходу 21 и через коммутатор 7 к фильтру нижних частот и вход коммутатора 8 к выходу 22. Выход аналогоцифрового преобразователя 11 постоянного тока остается подключенным к

25 суммирующему входу устройства 12 сложения и вычитания.

Таким образом, во втором такте .преобразования формируется цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное, состоящая иэ последовательно включенных диодов 4 и 5 и резистора 9. Выходное напряжение снимается с фильтра 10 нижних частот, подключенного к точке соединения дио35 дОВ: Бпы U Bx U 9д где П >< дение напряжения на втором диоде.

Это напряжение подается на вход

40 аналого-цифрового преобразователя 11 и образуется в цифровой код N< который поступает на суммирующий вход устройства 12 сложения и вычитания.

В результате первых двух тактов

45 преобразования в последнем накапливается сумма N„+N<=K

4 мутатора 7, соединенный с фильтром нижних частот, к резистору 9 и пере.ключает выход аналого-цифрового преобразователя 11 с суммирующего входа )p устройства 12 сложения и вычитания на вычитающий. Далее схема аналогична описанной для предыдущего такта.

Таким образом, в третьем такте преобразования формируется цепь пре- 15 образователя переменного напряжения в постоянное, состоящая из последовательно соединенных диодов 4 и 5 и резистора 9, причем выходное напряжение снимается с фильтра 10 нижних частот, подключенного к резистору 9Это напРяжение, Рав ое U = U „ВЫм 3 — Б, — Б, в аналого-цифровом преобразователе преобразуется в цифровой код N, который поступа. ет на вычитаю- 25 щий вход устройства 12 сложения и вычитания.

В результате всех трех тактов преобразования в устройстве 12 сложения и вычитания накапливается результат 30

+ 1 - 1.-К „р П

По сигналу U конца третьего такта преобразования схема возвращается в исходное состояние.

Таким обРазом, РезУльтат на выходе 35 аналого-цифрового преобразователя не зависит от падений напряжения на диодах 4 и 5, а следовательно, и погрешность аналого-цифрового преобразователя переменного тока не зависит от 40 характеристик диодов, их идентичности и инвариантна к их временному и температурному дрейфу.

Формула изобретения

1 ° Аналого-цифровой преобразователь переменного тока, содержащий блок управления и последовательно соединенные масштабный преобразователь, вход которого является входной 5О шиной, преобразователь переменного напряжения в постоянное, фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь постоянного тока, устройство сложения и вычитания, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока управления, вход которого соединен с выходом "Конец преобразования" аналого-цифрового преобразователя постоянного тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в нем преобразователь переменного напряжения в постоянное выполнен на четырех коммутаторах, двух диодах и резисторе, первый вывод которого подключен к общей шине, второй вывод объединен с первым информационным входом первого коммутатора и подключен к первым выходам второго и третьего коммутаторов, второй выход второго коммутатора объединен с вторым информационным входом первого коммутатора, анодом первого диода и подключен к первому выходу, четвертого коммутатора, второй выход которого объединен с вторым выходом третьего коммутатора и подключен к аноду второго диода и третьему информационному входу первого коммутатора, выход которого является выходом преобразователя переменного напряжения в постоянное,входом которого является информационный вход четвертого коммутатора, а катод первого диода соединен с информационным входом третьего коммутатора, катод второго диода соединен с информационным входом второго коммутатора, первые управляющие входы первого, второго, третье1 о и четвертого коммутаторов подключены к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с вторыми управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, третий выход - с третьим управляющим входом первого коммутатора и вторым управляющим входом устройства сложения и вычитания.

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, блок управления выполнен на двух D-триггерах и элементе ИЛИ-НЕ, выход которого является первым выходом блока и соединен с D-входом первого D-триггера, С-вход которого объединен с Свходом второго D-триггера и является входом блока, выход первого D-триггера является вторым выходом блока и соединен с 9-входом второго Р-триггера, выход которого является третьим выходом блока и подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого

Р-триггера, à R-входы первого и второго D-триггеров соединены с шиной установки нуля.

1363459

Составитель В.Иахнанов

Редактор А.Огар Техред М.Дидык Корректор О. Кравцова

Заказ 6379/53 Тираж 900 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4