Цифровой интегрирующий вольтметр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реолублии щ 473ll4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл. G Olr 19/26 (22) Заявлено 05.03.73 (21) 1889336/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.06.75. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 28.08.75

Гооударетоенный комитет

Совета Министров CCCP (53) УДК 621.317.7 (088.8) ло делам. изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

И. Я. Билинский и А. )К. Виксна

Институт электроники и вычислительной техники

АН Латвийской ССР (54) ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к области приборостроения, а именно -к устройствам измерения среднего и средневыпрямленного значения переменного напряжения произвольной формы.

Известны цифровые интегрирующие вольтметры, предназначенные для измерения интегральных характеристик периодических напряжений. Они содержат генератор пилообразного опорного напряжения, устройство управления, усилитель-ограничитель, логический блок, устройство сравнения, задатчик работы, генератор импульсов эталонной частоты, ключевой элемент, счетчик и отсчетное устройство. Отмечается, однако, уменьшение точности с ростом частоты измеряемого напряжения вследствие синхронизации частоты входного сигнала с эталонной.

Цель изобретения — исключение погрешности измерения, обусловленной синхронизацией частоты выходного сигнала с эталонной, и повышение верхнего предела частотного диапазона измерений. Это достигается тем, что цифровой интегрирующий вольтметр снабжен генератором случайных стробирующих импульсов и стабилизатором математического ожидания, причем выход генератора случайных стробирующих импульсов подключен к стробируемому входу устройства сравнения, ко входам логического блока и стабилизатора математического ожидания, выход которого подключен ко входу управления генератора случайных стробирующих импульсов.

На фиг. 1 приведена блок-схема вольтметра; на фиг. 2 — блок-схема логического уст5 ройства; на фиг. 3 — временные диаграммы работы отдельных узлов вольтметра.

Вольтметр содержит стабилизатор математического ожидания 1, генератор случайных стробирующих импульсов 2, генератор опор10 ного пилообразного напряжения 3, тактовый генератор 4, устройство сравнения 5, усилитель-ограничитель 6, задатчик рода работы 7, логический блок 8, реверсивный счетчик 9 и отсчетное устройство 10.

15 Вольтметр работает следующим образом.

Цикл измерения задается тактовым генератором 4, который запускает генератор 3 двухполярного пилообразного опорного напряжения (см. фиг. З,а), а подключенный к выходу

20 генератора опорного напряжения усилительограничитель 6 формирует из пилообразного напряжения прямоугольные импульсы со скважностью 2 (на фиг. 3,6 представлено напряжение с прямого выхода усилителя-огра25 ничителя 6, а фиг. З,в — с инверсного).

Измеряемое периодическое напряжение произвольной формы (треугольное напряжение на фиг. З,а) подается на вход устройства

5 сравнения, которое в моменты прихода слу30 чайных стробирующих импульсов определяет

473114

20

Зо

45 больше или меньше измеряемое напряжение

U,- текущего значения опорного пилообразного напряжения. Слу-тайныс стробпру>ощис импульсы, повторяющиеся через одинаково распределенные, независимые интервалы времени генерирует геператор 2, а математическое ожидание интервалов, т. е. среднюю частоту, стабилизирует стабилизатор 1 математическог o ожидания (фиг. З,г). Выходы устройства

5 сравнения (У), генератора 2 случайных стробирующих импульсов (Z) и усилителя-ограничителя б (V и V) подаются на логический блок 8, в котором логическая схема «И » образует схему совпадения, а логическая схема

«И2» — схему антисовпадения устройства сравнения, Во время положительного полупериода опорного напряжения сигналом V открыт путь импульсам через логическую схему «И », а во время отрицательного полупериода опорного напряжения сигналом V открыт путь через схему «Иб». Выходы схем

«И » и «Иб» подключены к логической схеме

«ИЛИ », выход которой подсоединен к счетному входу реверсивного счетчика 9. Таким образом, через схему «ИЛИ » в реверсивный счетчик 9 во время положительного полупер иода опорного напряжения поступают импульсы со схемы совпадения, а во время отрицательного полупериода — импульсы со схемы антисовпадения, т. е. в реверсивный счетчик поступают только тогда стробирующие импульсы, когда абсолютное значение измеряемого напряжения (U,) превышает абсолютное значение опорного напряжения (фиг. З,д).

Задатчик 7 рода работы подключен к логической схеме «И4», выход которой подсоединен к шине суммирования реверсивного счетчика 9 и к логической схеме «И », выход которой через инвертор «НЕ» подключен к шине вычитания реверсивного счетчика 9.

Вторые входы схем «Из» и «И4» соединены вместе и подключены к инверсному выходу (У) усилителя-ограничителя. Поэтому в режиме измерения средневыпрямленного значения, когда на выходе задатчика 7 рода работы имеется сигнал логического нуля, независимо от полярности опорного напряжения на выходе схема «НЕ» сигнал логической единицы и реверсивный счетчик работает только в режиме суммирования (условно эта операция представлена на фиг. З,д). Код числа, зафиксированного в счетчике к концу измерения, пропорционален средневыпрямленному значению измеряемого напряжения.

В режиме измерения среднего значения напряжения на выходе задатчика 7 рода работы имеется сигнал логической единицы и режим работы реверсивного счетчика 9 целиком определяется полярностью опорного напряжения. Данная операция условно представлена на фиг. З,е и ж. Таким образом, к концу цикла измерения в счетчике 9 зафиксирован код числа, пропорционального среднему значению переменного напряжения.

Предмет изобретения

Цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий тактовый генератор, соединенный с генератором опорного пилообразного напряжения, выход которого соединен с одним из входов устройства сравнения и через усилитель-ограничитель — с одним из входов логического блока, другие входы которого связаны с выходами задатчика рода работы и устройства сравнения, другой вход которого соединен с источником измеряемого напряжения, а выходы логического блока связаны с последовательно соединенными реверсивным счетчиком и отсчетным устройством, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью исключения погрешности измерения, обусловленной синхронизацией частоты входного сигнала с эталонной, и повышения верхнего предела частотного диапазона измерений, он снабжен генератором случайных стробирующих импульсов и стабилизатором математического ожидания, причем выход генератора случайных стробирующих импульсов подключен к стробируемому входу устройства сравнения, ко входам логического блока и стабилизатора математического ожидания, выход которого подключен ко входу управления генератора случайных стробирующих импульсов,