Цифровой прямоугольно-координатный компенсатор

 

>676935

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ

Союз Советских

Гоциалистичоских

Рвслублик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву, (22) Заявлено 14.02.77 (21) 2452537/18-21 (51) М Кч г С 01 R 17 06 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 01.08.79 (53) УДК 621.317. .7.083 (088.8) (72) Авторы изобретения А. А. Бабий, Н. И. Грибок, С. Е. Соколов и С. С. Обозовский (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной медицинской аппаратуры (54) ЦИФРОВОЙ ПРЯМОУГОЛЬНО-КООРДИНАТНЫЙ

КОМП Е Н САТО Р

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерения,комплексных составляющих импеда(нса .биологичеокой ткани.

Известен цифровой прямоугольно-координатный компенсатар, который содержит усилитель, дискретный делитель, фазочувствительный:выпрямитель, источник синфазного и квадратурного коммутирующих напряжений, переключатель, источник опор нато .напряжения, устройство сравнения и устройство упра вления (1), Точность этого компвнсатора за|висит от метрологических характеристик фазочувствительного выпрямителя и стабильности 90 фазо- 15 вого сдвига, обеспечиваемого фазосдвигающей цепочкой в и сточнике коммутирующих напряжений, п ри измерении квадратурной составляющей.

В случае использования интегратора в 20 качестве фазочу вствительного выпрямителя требуется усреднение его выход ного напряжения за время интегрирования. В противном случае измерения возможны только на фиксированной ча стоте, при отклонени- 5 ях от которой возникнет значительная IIOгрешность.

Известен цифровой прямоугольно-координатный компенсатор, содержащий триггер, селектор, генератор счетных им пульсов, счетчик, ключи, интегратор, блок сравнения и генератор переменного тока (2).

Недостатком этого устройства является ограниченность частотного диапазона точных измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерения комплексных составляющих исследуемого сипнала,в широком частотном диапазоне.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой прямоугольно-координатный компенсатор, содвржащий генератор переменного тока, выход которого соединен с входом исследуемого объекта, а выход исследуемого объекта подключен к сигнальму входу первого ключа, выход последнего связан с выходом второго ключа и выходом интегратора, выход которого подключен к входу блока сравнения, выход которого связан с .входом триггера, выход триггера соединен с управляющим входом .второго ключа и входом селектора, другой вход которого связан с

;выходом генератора счетных импульсов, а выход подключен к входу счетчика, нведе;ны аналоговый квадратор, блок выделения переменной составляющей, формирователь времени интегрирования синфазной составляющей и формирователь времени интегрирования квадратурной составляющей, схе 676935 ма сборки, формирователь опорного напряжвния, первый вход которого соединен с выходом интегратора, а второй вход — с выходом схемы сборки, входом триггера и входом управления первого кл1оча, а его выход — с вторым входом второго ключа, причем выход генератора переменного тока соединен с входами формирователей времени интегрирования синфаз ной и квадратурной составляющих, входом аналогового ивадратора, выход которого через блок выделения переменной составляющей связан с входом формиров",òåëÿ времени интегрирования квадратурной составляющей, выходы формирователей .времени интегрирования синфаз ной и квадратурной составляющей соединены с входами схемы сборки.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого компенсатора; на фиг. 2 приведена диаграмма работы.

Предлагаемый компенсатор содержит генератор 1 переменного тока, исследуемый объект 2, ключ 8, интегратор 4, блок 5 сравнения, ачалоговый квадратор б, ключ

7, формиро|ватель 8 опорного напряжения, блок 9 выделения переменной составляющей, генератор 10 счетных импульсов, селектор 11, счетчик 12, формирователь 18 времени интегрирования квадратурной и формирователь 14 синфазной составляющей, схему 15 сборки и триггер 16.

Выход генератора 1 переменного тока соединен с входом исследумого объекта 2, входами формирователей 18 и 14 времени интегрирования синфазной и квадратурной соста вля1ощих и входом аналогового квад ратора б, выход которого через блок 9 выделения переменной составляющей соединен с входом формирователя 18, выход которото подключен к входу схемы 15 сбор ки, другой вход которой связали с выходом формирователя 14, а выход соединен с входами триггера 16, формирователя 8 опорного напряжения и входом управления ключа 8, cF1I наль11ый 13xoI 140TQPol о 110$1

В исходном состоянии селектор 11, ключи 8, 7 закрыты, а счетчик 12 сброшен в нулевое состояние.

При измерении синфазной соста вля1ощей сигнал U-,(t), снимаемый с выхода исследуемого объекта, интегрируется в течение промежутка времени, равного полупериоду Т/2 колебаний выходного напряжения У(/) генератора 1 переменного тока.

Л па nrn rhnnwsunnnnvorrr И апам4а>ru ии5

65 тегрирования синфазной составляющей выделяет интервал времени 4 — (о — — Т/2 (фиг. 2,в), который проходит через схему 15 сборки и открывает на время длительности первого такта интегрирования ключ 8, а также запускает фор мирователь 8 опорного напряжения.

Полярность напряжения с блока 2 выбирается противоположной полярности напряжения генератора 1 в формирователе

8 в момент окончания первого такта интегриро в а:ния.

Во втором такте интегрирования триггер 16 опрокидывается в единичное состояние задним фронтом импульса (фиг. 2,в) в момент 1з, вследствие чего селектор 11 и ключ 7 открываются. При этом напряжение с блока 2 интегрируется до момента

/ 4 (фиг. 2, г).

В момент t 4 срабатывает блок 5 сравнения и возвращает триггер 16 в исходно» состояние, 3а время длительности второг такта и нтегрирования, .в счетчике 12 фикси21о руется код числа N,.=fo(t » — 4)= — ->< х Ут„пропорциональный значению синфазцой составляющей U,-,, где /, — частота следования импульсов генератора 10.

Измерение квадратурной составляющей

U,, = U„,,silly основано на интегрировании напряжения U„„sii.(Ы+ср) в течение промежутка времени, равного /4Ò, начало которого определяется моментом Т/8, а конец — моментом /в T сигнала U(t) генератора переменного тока.

Для выделения моментов начала и конца интегрирования напряжение

U(t) = U,„,siFI(с3Ц поступает на вход формирователя 18 времени интегрирования квадратурной составляющей и на вход аналогового кв адр атор а 6.

Блок 9,выделения переменной составляющей из сигнала аналогового квадратора б выделяет переменную составляющую (/9 — — — — cos2rot (фиг. 2,6), моменты перехода через нуль которой соответству1от моментам Т/8 и /ВТ колебаний напряжения

U(t). Формирователь 18 времени интегриpoBBIFIHH квадратурной составляющей в момент 11 формирует начало импульса (фиг. 2,д), конец которого определяется моментом 4, а его длительность /4Т определяет,время открытого состояния ключа 8.

Далее работа схемы аналогична ее работе при измерении си нфазной составляющей.

Во втором такте интегрирования напряж=ние интегрируется до момента t7 (фиг. 2, е).

Код числа, зафиксиро ван ный счетчиком, пропорционален значвни1о квадратурной составляющей U,„.

Та1ким образом, измерение синфазной и ивадратурной составляющих обеспечено без применения фа зосд вигающих цепей, птл патао птя пп и апита т .ип лоан.таится vnu676935 ность измерения в широком частотном диапазоне. Точность предлагаемого компенсатора определяется в основном стабильностью коэффициента передачи формирователя 8 опорного напряжения и стабильБостью частоты генератора 10 счетных имнульсов, а также точностью задания моментов начала и конца и нтегрирования.

Формула изобретения

Цифровой прямоугольно-координатный компенсатор, содержащий генератор переменного тока, выход которого соединен с входом исследуемого объекта, а выход исследуемого объекта подключен к сигнальяому входу первого ключа, выход последнего связан с выходом второго ключа и входом интегратора, выход которого подключен к входу блока сравнения, .выход которого связан с входом триггера, выход триггера соединен с управляющим входом второго ключа и входом селектора, другой вход которого связан с выходом генератора счетных импульсов, а выход подключен к входу счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения комплексных составляющих в,широком частотном диапазоне, в него введены аналоговый квадратор, блок выделения переменной составляющей, формирователь времени интегрирования синфазной составляющей и формирователь времени интегрирования хвадратурной составляющей, схема сборки, формирователь опорного напряжения, пер вый вход которото соединен с выходом интегратора, а второй, вход — с выходом схемы сборки, входом триггера и входом упя равления первого ключа, а его выход — с вторым входом второго ключа, причем выход генератора переменного тока соединен с входами формирователей времени интегрирования си нфазной и ивадратурной составt5 ляющих, входом аналогового квадратора, .выход которого через блок выделения переменной составляющей связан с входом формирователя времени интегрирования квадратурной составляющей, выходы фор>0 мирователей времени интегрирования синфазной и квадратурной составляющей соединены с входами схемы сборки, Источники информации, принятые во

25 внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 457037, кл. G 01 R 17/06, 13.07.72.

2. Патент ПНР № 76778, кл. G 01 R

19/06, 10.03.75.

PVZ. c

Составитель И. Бахтина

Редактор Е, Караулова Техред E. Жаворонкова Корректор С. Файн

Заказ 696/939 Изд. Ко 445 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип, Харьк. фил. пред, «Патент»