Комбинированный прибор

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения, частоты /повторения и периода переменных сигналов . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения частоты и периода сигналов, которая достигается за счет введения в комбинированный прибор шины 6 управления. первого 7 и второго 8 ключей и генератора 9 тактовых импульсов, которые позволяют .формировать на выходе АЦП 4 двойного интегрирований последовательности импульсов, соответствующие частоте повторения либо периоду входного измеряемого сигнала. При измерении частоты повторения входной сигнал во время второго такта интегрирования через второй ключ 8 в виде последовательности импульсов поступает на тактовый вход АЦП 4 двойного интегрирования, при измерении периода входной сигнал подается через второй ключ 8 на тактовый вход АЦП 4 двойного интегрирования во время первого такта интегрирования, в остальное время подаются импульсы с генератора 9 тактовых импульсов, при этом в обоих тактах интегрируется напряжение с источника 3 опорного напряжения. Кроме того, прибор содержит входную шину 1. выпрямитель 2 и блок 5 индикации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. Т

(l9) ()1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК о (я)з 6 01 R 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777038/21 (22) 02.0 1.90 (46) 07.03.92. Бюл. t4 9 (713 Московский научно-исследовательский радиотехнический институт (72) В.М.Пятецкий и С,В.Щегольков (53) 621.317.4(088.8) (56) Федорков Б.Г. и др. Микроэлектронные цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи. M. Радио in связь, 1984, с.6171.

Радио. 1986. М 4, с.34 — 39. (54) КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИБОР (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения, частоты повторения и периода переменных сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет измерения частоты и периода сигналов, которая достигается за счет введения в комби. нированный прибор шины 6 управления, 2 первого 7 и второго 8 ключей и генератора 9 тактовых импульсов, которые позволяют .формировать на выходе ALIfl 4 двойного интегрированйя последовательности импульсов, соответствующие .частоте повторения либо периоду входного измеряемого сигнала. При измерении частоты .повторения входной сигнал во время второго такта интегрирования через второй ключ 8 в виде последовательности импульсов поступает на тактовый вход

АЦП 4 двойного интегрирования, при измерении периода входной сигнал подается через второй ключ 8.на тактовый вход АЦП 4 двойного интегрирования во время первого такта интегрирования, в остальное время подаются импульсы с генератора 9 тактовых импульсов, при этом в обоих тактах интегрируется напряжение с источника 3 опорного напряжения. Кроме того, прйбор содержит входную шину 1, выпрямитель 2 и блок 5 индикации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1718138

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения, частоты и периода сигналов.

На фиг. 1 представлена структурная схема комбинированного прибора; на фиг.

2 — временные диаграммы работы прибора; на фиг. 3 — пример конкретной реализации второго ключа.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения частоты и периода сигналов.

Комбинированный прибор содержит входную шину 1, выпрямитель 2, источник 3 опорного напряжения, АЦП 4 двойного интегрирования,. блок 5 индикации, шину 6 управления, первый 7 и второй 8 ключи, генератор 9 тактовых импульсов, выход выпрямителя 2 соединен с первым входом первого кюча 7, второй вход которого соединен с выходом источника 3 опорного напряжения и входом опорного напряжения АЦП 4 двойного интегрирования, выход первого ключа 7 соединен с аналоговым входом АЦП

4 двойного интегрирования, шина 6 управления соединена с входом управления первого ключа 7 и с первым входом управления второго ключа 8, второй вход управления которого соединен с входом интегратора

АЦП 4 двойного интегрирования, входная шина 1 соединена с первым входом второго ключа 8 и входом выпрямителя 2, второй вход которого соединен с выходом генератора 9 тактовых импульсов, выход второго ключа 8 соединен с тактовым входом АЦБ 4 двойного интегрирования, выходы которого соединены с входами блока 5 индикации.

Второй ключ 8 выполнен в виде компаратора 10, схемы ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, схемы И 12, формирователя 13, ключевого элемента 14, переключателя 15, причем неинвертирующий вход компаратора 10 соединен с первым подвижным контактом переключателя 15, выход компаратора 10— с первым входом схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 11, второй вход схемы ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11-с вторым подвижным контактом переключателя 15, выход схемы

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 — с первым входом схемы И 12, второй вход схемы И 12 — с .первым входом управления второго ключа

8, выход схемы И 12 — с входом управления ключевого элемента 14; первый вход ключевого элемента 14 соединен с выходом формирователя 13, вход формирователя 13 — с первым входом второго ключа 8, втброй вход ключевого элемента 14- с вторым вхо-, дом второго ключа 8, выход ключевого элемента 14 — с входом Т АЦП 4 двойного интегрирования, первый контакт переклю5

55 чателя 15 — с шиной первого порогового напряжения, второй контакт переключателя

15 — с шиной второго порогового напряжения, третий контакт переключателя 15 — с шиной логической единицы, четвертый контакт переключателя 15 — с общей шиной устройства.

В качестве АЦП 4 двойного интегрирования можно использовать, например, микросхему 572ПВ2 с автоматической коррекцией нуля, которая в стандартном включении содержит интегрирующие резистор 16, конденсатор 17 и конденсатор 18 автокомпенсации.

Комбинированный прибор работает следующим образом.

В режиме измерения постоянного, переменного либо импульсного напряжения на выходе выпрямителя 2 присутствует постоянное напряжение, равное, соответственно, входному напряжению, его эффективному либо амплитудному значению, Логический сигнал на шине 6 управления переводит первый 7 и второй 8 ключи в замкнутое состояние вторых их входов с выходами. На аналоговый вход АЦП 4 с двойным интегрированием подается выпрямленное напряжение, на тактовый вход — высокостабильный сигнал генератора 9. АЦП 4 двойного интегрирования циклически проходит фазу интегрирования сигнала (фиг. 2.1, t< - t2), фазу разряда интегрирующего конденсатора 17 (tz - тз), фазу автоматической коррекции нуля (tz - ta), Численное значение выпрямленного напряжения индицируется в цифровом виде блоком 5 индикации.

При измерении временных характеристик сигнала на шину 6 управления подается логический сигнал противоположного уровня, например "1", при этом замыкается первый вход и выход первого ключа 7. Состояние второго ключа 8 зависит от измерительного режима и определено напряжением на входе интегратора АЦП 4 двойного интегрирования (фиг. 2.2). При измерении частоты на тактовый вход АЦП 4 двойного интегрирования подается сигнал генератора 9 (интервалы t> - t2, тз - t4), либо входной сигнал (интервал t2 - тз), что обеспечивается выбором порогового напряжения срабатывания второго ключа 8 по второму входу управления, равным небольшому отрицательному потенциалу 0г (фиг. 2.2). В этом случае длительность фазы интегрирования ц -t2 равна длительности фазы разряда интегратора tz - тз, так как напряжения на аналоговом входе и входе опорного напряжения равны.

1718138

Необходимая инверсия одного из напряжений осуществляется внутри АЦП 4 двойного интегрирования, Количество импульсов входного сигнала, поступивших на тактовый вход АЦП 4 двой- 5 ного интегрирования за период t2 - тз, численно равно частоте входного сигнала и индицируется блоком 5.

При измерении периода входного сигнала на тактовый вход АЦП 4 двойного ин- 10 тегрирования подается сигнал генератора 9 (интервал tz - tq), либо входной сигнал (интервал t< - e), что обеспечивается выбором порогового напряжения срабатывания второго ключа по второму входу управления, 15 равного небольшому положительному потенциалу U> (фиг. 2.2), и инверсией коммутации (элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 в этом случае работает как инвертор), Таким образом, в блоке 5 индицируется величина, 20 обратная частоте входного сигнала, т.е. его период.

Расширение пределов измерения заявленного комбинированного прибора достигается введением программируемого 25 делителя напряжения на входе (в сторону больших напряжений) и/или с помощью программируемого усилителя на входе (B сторону малых напряжений), Расширение измерения временных па- 30 ра метров может быть достигнуто введением программируемого делителя частоты после формирователя 13 (в сторону высоких частот) и/или изменением параметров интегрирующей RC-цепи 16, 17, либо изменением 35. величины опорного напряжения на выходе элемента 3 синхронно с сигналом на входе интегратора АЦП 4 двойного интегрирования (в сторону низких частот). Например, при измерениичастоты на интервалах t> -сг 40 и ta - t4 напряжение элемента 3 равно 1,000

В, а на интервале tz - тз — 0,100 В, что приво- дит к декадному расширению диапазона измерений в сторону низких частот.

° 45

Формула изобретения, 1. Комбинированный прибор, содержащий последовательно включенную входную шину и выпрямитель, последовательно 50 включенные источник опорного напряжения, АЦП двойного интегрирования, блок индикации, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения частоты и периода сигналов, он снабжен шиной управления, первым и вторым ключами, генератором тактовых импульсов, причем выход выпрямителя соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выход первого ключа соединен с аналоговым входом АЦП двойного интегрирования, шина управления соединена с входом управления первого ключа и первым входом управления второго ключа, второй вход управления которого соединен с входом интегратора АЦП двойного интегрирования, входная шина соединена с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход второго ключа соединен с тактовым входом АЦП двойного интегрирования.

2. Прибор по и. 1, отличающийся . тем, что второй ключ выполнен в виде компаратора, схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, схемы И, формирователя, ключевого элемента, переключателя, причем неинвертируемый вход компаратора соединен с вторым входом управления второго ключа, инвертирующий вход компаратора соединен с первым подвижным контактом пере-. ключателя, выход компаратора соединен с первым входом схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, второй вход схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ соединен с вторым подвижным кОнтактом переключателя, выход схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом схемы И, второй вход схемы И соединен с первым входом управления второго ключа, выход схемы И соединен с входом управления ключевого элемента, первый вход ключевого элемента соединен с выходом формирователя, вход формирователя соединен с первым входом второго ключа, второй вход .ключевого элемента соединен с вторым входом amporo ключа, выход ключевого элемента соединен с входом Т АЦП двойного интегрирования, первый контакт переключателя соединен с шиной первого порогового напряжения, второй контакт переключателя соединен с шиной второго порогового напряжения, третий контакт переключателя соединен с шиной логической единицы. четвертый контакт переключателя соединен с общей шиной устройства.

1718138

41 А2

Составитель В. Федотов

Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Редактор В. Данко

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 878 Тираж подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открмтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-36, Раушская наб., 4/6