Преобразователь действующего значения напряжения

 

Изобретение относится к области цифровой измерительной техники. Цель изобретения - повышение точности преобразования напряжений низкого уровня в расширенном диапазоне частот - достигается за счет введения усилителя 1, сумматора 5, переключателя 2, источника 9 напряжений, компаратора 10, генератора 12 импульсов, счетчика 13, дешифраторов 14 и 15, блоков 16 и 17 выборки-хранения и дифференциального усилителя 18, которые обеспечивают работу перемножителя 6 с входными сигналами большой амплитуды и инвариантность результата преобразов ния от коэффициента усиления усилите.т1Я 1. Кроме того, преобразователь содержит сумматоры 3 и 4, фазоинвертор 7, интегратор 8 и индикатор 11. 1 ил. € (Л 4 &9 00 сх Л/х

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„43 788 А1 (59 4 С 01 R 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4225378/24-21 (22) 07.04.87 (46) 15.11.88. Бюп. К - 42 (72) Н.И.Грибок, В,M.Иакух, С.Г.Романюк и С,А.Савенко (53) 621.317.7(088.8) (56) Тимонтеев В,Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. Аналоговые перемножители сигналов в радиоэлектронной аппаратуре.— M. Радио и связь, 1982, с. 73, рис. 4. 33. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО

ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области цифровой измерительной техники. Цель изобретения — повышение точности преобразования напряжений низкого уровня в расширенном диапазоне частот достигается за счет введения усилителя 1, сумматора 5, переключателя 2, источника 9 напряжений, компаратора

10, генератора 12 импульсов, счетчи-. ка 13, дешифраторов 14 и 15, блоков 16 и 17 выборки-хранения и дифференциального усилителя 18, которые обеспечивают работу перемножителя 6 с входными сигналами большой амплитуды и инвариантность результата преобразования от коэффициента усиления усилителя 1. Кроме того, преобразователь содержит сумматоры 3 и 4, фазоинвер тор 7, интегратор 8 и индикатор 11. 1 ил.

1437788

+ + П: sin(И; t э=.с

-- q,)j = (1 + К)1П, Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть применeío в аналоговых измерителях действующего значепия напряжения.

Цель изобретения . повьппение точности преобразования напряжений низкого уровня в расьтнренном диапазоне частот

51а чертеже приведена функциональная схема преобразователя действующего значения напряжения.

УстройсTBo содержиT усилитель 1> переключатель 2, первый 3, второй 4 и третий 5 сумматоры, аналоговый перемножитель 6, фазоинвертор 7. интегратор 8, источник 9 напряжений, компаратор 10, индикатор 1!„ генератор

12 импульсов, счетчик 1, первый 1ч и второй 15 дешифраторы, первый 16 и второй 17, блоки ыборки-хранения

H дифференциальный ус литель 18.

Вход нреобразовател соединен с первым входом третьего сумматора 5 к входом усилителя 1, выход которого подключен к. второ г-у входу третьего сумматора 5 и второму входу переключателя 2, первый вход котсрого соедиHGI-: c выходом тp:- T bB о o I bIsTор а 5, Выход переключат=":.я 2 ""вязан с вычи тающим входом первого сумматора 3 и

СУМЬПэРУЮЩэИМ ВХОДОМ ВтОРОГO СУММатОра 4. Бьподы первого 3 и Bтораго 4 сумматоров соединены с соответствующими входами аналогового перемножите35 ля 6, выход которого связан с входом интегратора, 8. Выход интегратора 8 соединен с вторым входом компарато ра 10, с сигнальными входами первого

16 и ьторого 17 блоков выборки-хранения, Bbi -итающим входом второго суммаTopd. . H в;одо I 0>asoинвертора 7, вы ход которого подключен к уммирующему ьходу первого сумматора 3, Первый вход компаратора 1О подключен к перэ вому выходу источника 9 напряжении, второй выход котооогo -.osäHBIBH с первым з ажимом HI-III HKB Ton,s ", -1 BT opQH з ажим которого связан с вьп- одом компаратора 10. Выход,-. I;-Ispaòора,2 им-. пульсов соединен o сч=TíbI;-I входом четчика "3 HHq}opbIBIIHoIIHbI-"ý выходы которогс соединены с входами первого

l 4 и:в 1 орог o I : —:I„!IIonGTopoB а выход

U (t) = U(t) + Uq (t) + К Ц + P U; ° sin(Q;t э счетчика 13 подключен к входу управ» ления переключателя 2. Выход первого дешифратора 1ч соединен с входом управления первого блока 16 выборкихранения, а выход второго дешифратора 15 — с входом управления второго блока 17 выборки-хранения. Выходы первого 16 и второго f7 блоков выборки-хранения связаны соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами дифференциального усилителя

18, выход которого является выходом преобразователя действующего значения напряжения.,Клемма "Переключатель пределов по усилению" подключена к входу управления усилителя 1.

Преобразователь действующего значения напряжения работает следующим образом.

Пусть входнбе напряжение U(t) описывается выражением:

"И) =U, + „>П; sin(;t eq;), I=1 (1) где П вЂ” постоянная составляющая напряжения, U; Г ;, амплитуда, частота и фаза соответственно 1.-й компоненты электронного состава

U{t) .

Действующее значение напряжения

Г 1)

П7 = (2) где U, — действующее значение напряжения U sin(;t + ф ).

При умножении выражения (1) на К имеем

5)

П, (е) =Ко() = КЦ. +К,Ги, х х sin(c),t + ср; ), = (3) где К вЂ” коэффициент усиления усилителя 1.

Действующее значение напряжения

U, (t) Э уэ,цг .э эг р уэ. = K э,,.IU, v*, --, Просуммируем напряжения U(t) и

П. {с) (5)

,э U; аэп(у t +q )) 1437788 ния (4) (6) имеем (8) К)0 «К Нд Ндэ

Действующее значение напряже

U>(t) по аналогии с выражением и

UA< = (1 + к) Бо + : U д

= (1 +к) v.

Вычитая из (6) уравнение (4) д А () А А * (7)

Операция (7) положена в основу работы предложенного устройства, поскольку результат (7) определения Up, не зависит от значения коэффициента

К усиления усилителя 1, а значения

UA< и UA, выбирая К, могут быть довольно большими (O 1 В).

Источник входного напряжения U(t) подключается к входу усилителя 1 и первому. входу третьего сумматора 5.

На выходе усилителя 1 получается напряжение (3), а на выходе третьего сумматора 5 — напряжение (5).

В исходном состоянии счетчик 13 сброшен в нуль. При этом выходным сигналом счетчика 13 переключатель 2 переводится в нижнее положение II, На вычитающий вход первого сумматора 3 и суммирующий вход второго сумматора 4 поступает напряжение (3).

На выходе интегратора 8 в установившемся режиме получается постоянное напряжение, значение которого равно (4). Напряжение UA< поступает на второй вход компаратора 10, на первый вход которого с выхода источника 9 опорных напряжений поступает напряжение Uo> Если Uo > VAt, то срабатывает компаратор 10 и на индикаторе 11 (светодиод) появляется сигV,„,„= V„, - VA, = (1— равное действующему значению входного напряжения V(t).

С приходом четвертого импульса с выхода генератора 12 импульсов на вход счетчика 13 последний переходит

tt 11 в нулевое исходное состояние 00

При этом переключатель 2 переходит в нижнее положение II. Дальше работа предложенного устройства происходит аналогично описанному.

Поскольку погрешность перемножения аналогового перемножителя 6 значительно возрастает при работе с сигналами низкого уровня то путем введе1 ния усилителя 1 обеспечивается работа аналогового перемножителя Ь с нал, свидетельствующий о недостаточно большом значении коэффициента К

1 усиления усилителя 1. В этом случае

5 оператор увеличивает коэффициент усиления усилителя 1 до выполнения условия U а UA, при котором устраняется сигнал (свечение светодиода) на индикаторном устройстве.

1Р

С приходом первого импульса с вы хода генератора 12 импульсов счетчик

i 3 переходит в состояние "10" (счетчик 13 состоит из двух последователь15 но включенных триггеров). При этом срабатывает дешифратор 14 и своим выходным импульсом записывает напряжение U«(4) в первый блок 16 выборкихранения. Второй импульс с выхода ге20 нератора 12 импульсов переводит счетчик 13 в состояние "01". На выходе счетчика 13 возникает единичный сигнал (единичный выход второго триггера), который гереводит переключатель

2 в верхнее положение I. С выхода третьего сумматора 5 через переключатель 2 на вычитающий вход первого сумматора 3 и суммирующий вход второго сумматора 4 поступает напряжение

ЗО V (Г) (5). На выходе интегратора 8 имеем действующее значение И « (6) напряжения U (t). Третий импульс с выхода генератора 12 импульсов переводит счетчик 13 в состояние "11".

З5 При этом срабатывает второй дешифратор 15, выходной сигнал которого записывает во второй блок 17 выборкихранения напряжение U p< (6) . На выходе дифференциального усилителя 18

40 имеется напряжение входными сигналами амплитудой боль45 ше U „и тем самым точность перемножения сигналов в аналоговом перемножителе 6 возрастает „результат преобе" разования действующего значения напряжения не зависит от значения коэф-. фициента К усиления усилителя I„ что позволяет изменять его значения про" изволэно, т.е. отпадает необходимость введения декадных переключателей с точным значением коэффициента

К пеРедачи усилителя 1.

Формула из обр ет ения

Преобразователь действующего значения напряжения, содержащий два сумматора, аналоговый перемножитель, 37788

Составитель А.Заборня техред Л.Олийнык Корректор Л.Обручар

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 5889/45. Тираж 772 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 14 интегратор, фазоннвертор, выход которого соединен с суммирующим входом первого сумматора, вычитающий вход которого полключен к суммируюшему входу второго сумматора, вычитающим входом связанного с входом фазоинвертора и выходом интегратора, вход которого соединен с выходом аналогового перемножителя, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и второго сумматоров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования напряжений низкого уровня и в расширенном диапазоне частот, в него дополнительно введены усилитель, третий сумматор, переключатель, источник напряжений, компаратор, генератор импульсов, счетчик, два дешифратора, два блока выборкихранения и дифференциальный усилитель, при этом вход преобразователя действуюшего значения напряжения соединен с первым входом третьего сумматора и со входом усилителя, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора и к второму входу переключателя, первый вход которого связан с выходом третьего сумматора, а выход — с вычитаюним входом пер5 вого сумматора, выхол интегратора подключен к второму входу компаратора, первый вход которого соединенс первым выходом источника напряжений, вторым выходом подключенного к первому зажиму индикатора, второй зажим которого соединен с выходом компаратора, причем выход генератора импульсов подключен к счетному входу счетчика, выход которого соединен с входом управления переключателя а е

У информационные выходы счетчика связаны с информационными входами первого и второго дешифраторов, выходы которых подключены соответственно, к входам управления первого и второго блоков выборки-хранения, сигнальные входы которых присоединены к выходу интегратора, а выходы — к инвертирующему и неинвертирующему входам диф25 ференциального усилителя соответственно, выход которого является выходом преобразователя действующего значения напряжения.