Цифровой измеритель напряжений

 

=".с :.-ноя жака@

О" ат ЪВ-<:-А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п798609

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 8àe80 03.03.79 (21) 2733.5 1 1 18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.8l. Бюллетень J% 3

Дата опубликования описания25.02.81 (5l)M. Кл.

G Ot % 19/00

Гееудерстеенвй кемнтет

СССР ао делам наебретеннй н открытнй (53) УДК621 .374(088.8) (72) Автор изобретения

А. В. Колесник (7l ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах, автоматизированных системах управления технологическими процессами, при создании анолого-цифровых преобразователей.

Известно устройство для измерения напряжения электронных сигналов, содержащее два параллельно соединенных усилителя, последовательно соединенные

10 коррелятор, вычитающий,блок и регистратор, последовательно соединенные дополнительный вычитающий блок и квадратор, выход которого соединен с одним из l5 входов основного вычитающего блока, ° причем входы коррелятора и дополнительного вычитаюшего блока соединены с выходами усилителей (Х1.

Недостатком известного устройства является низкая точность из-за остаточного напряжения аналоговых элементов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению яв2 ляется цифровой измеритель напряжения следящего типа, содержащий последовательно соединенные амплитудно-импульсный модулятор измеряемого напряжения, широкополосный усилитель, демодулятор, фильтр нижних частот, компаратор, элемент И, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, дополнительный элемент И, вход которого соедине,нсо вторым выходом компаратора, а выход — со вторым; входом реверсивного счетчика, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со вторыми управляющими входами амплитудно-импульсного модулятора входного напряжения. и демодулятора 2 j.

Недостатком этого устройства также является низкая точность измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель напряжений, содержащий амплитудно-импульсный мопчлятор измеряемого напряжения, пос

9 4 цепь 8, цифроаналоговый преобразователь 9, реверсивный счетчик 10, дополнительный фицьтр 11.верхних частот элемент И 12, элемент НЕ 13 триггер 14.

Измеряемое напряжение (фиг.oaf подается на амплитудно-импульсный модулятор измеряемого напряжения l и модулируется с частотой тактовых импульсов (фиг. 26), поступающих с генератора

2 тактовых импульсов. Усилитель 3 тактовой частоты выделяет и усиливает из промодулированного входного напряжения {фиг. 2в) первую гармонику Д (фиг.2г), которая поступает через фильтр

4 верхних частот на компаратор 5. Опорное напряжение or источника 6 опорного напряжения поступает на амплитудноимпульсный модулятоp 7 опорного напряжения и модулируется сдвинутыми фазосдвигающей цепью 8 и четверть рериода. тактовыми импульсами (фиг.2д). С выхода цифроаналогового преобразователя 9 промодулированное опорное напряжение (фиг.2e), амплитуда которого Llg coor ветствует коду на выходе реверсивного счетчика 10, поступает через дополни. тельный фильтр 1l верхних час от на второй вход компаратора 5. Иэ выходного сигнала (фиг.2 ж) компаратора 5 элементом И l2, производится выделение методом стробирования импульсов (фиг. 2з), соответствующих вершине синусоидального напряжения. Элемент

НЕ lÇ осуществляет их инверсию

{фиг. 2и) JK -триггер 4,4 при наличии .вышеуказанных импульсов (фиг.2з), что соответствует условию Ох 7 U, выдает на реверсивныйсчетчик 10 по заднему фронту тактовых импульсов (фиг. 2,6) сигнал разрешения на сложение (фиг. 2,к),. а при их отсутствии, чтс соответствует условию (3 (Q к сигнал разрешения на вычитание (фиг.2л).

При этом выходной код реверсивного счетчика 10 изменяется по заднему фронту сдвинутых на четверть периода тактовых импульсов (фиг. 2д). Работа реверсивного счетчика 3.0 в .режиме сложения и вычитания условно показана, соответственно, на фиг, 2м и фиг. 2н.

Такое выполнение устройства позволяет повысить точность цифроаналогового преобразования в следящем режиме при уходах характеристик элементов цифрово-. го измерителя напряжений.

3 79860 довательно соединенные реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные компаратор и элемент И, источник опорного напряжения и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со вторым управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора измеряемого напряжения введены. амплитудно-импульсный модулятор опорног,о напряжения, вход которого соединен с источником опорного напряжениь а выход -со вторым. входом цифроаналогово го преобразователя, усилитель тактовой час тоты, вход которого соединен с выходом амплитудно-импульсйото. модулятора из- 15 меряемого напряжения, фильтр верхних частот, вход которого соединен с выходом усилителя тактовой частоты, а выход со входом компаратора, дополнительный фильтр верхних частот, вход которого сое-20 динен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход — со вторым входом компаратора, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом элемента И, Jk -rpxt гер, первый второй и третий входы кото- 25 рого соединены, соответственно, с выходами элементов И, НЕ и выходом генераратора тактовых импульсов, а прямой и инверсный выходы — с разрешающими входами, соответственно, на сложение и на tt вычитание реверсивного счетчика, фаэосдвигающая цепь, вход которой соединен с генератором тактовых импульсов, а выход — co вторым входом элемента И, вторым управляющим входом амплитудно- 35 импульсного модулятора опорного напряжения и третьим счетным входом реверсивного счетчика.

Амплитудно-импульсная модуляция измеряемого и опорного напряжений, сов- gg местно с указанной логической обработкой, обеспечивают сохранение информации об амплитудных значениях измеряемого напряжения и повышает точность цифроаналогового пребраэователя при

45 изменениях (уходах) характеристик отдельных элементов.

Н фиг. 1 приведена блок-схема ц фрового измерителя напряжений; на фиг.2временные диаграммы, поясняющие его работу.

И

Предлагаемое устройство содержит амплитудно-импульсный модулятор l измеряемого напряжения, генератор 2 тактовых импульсов, усилитель 3 тактовой частоты, фильтр 4 верхних частот, ком55 паратор 5, источник 6 опорного;натизяжениа, амплитудно- импульсный модулятор) 7 опорного напряжения, фазосдвигающая

Формула изобретения

Цифровой измеритель напряжений, содержащий амплитудно-импульсный моду—

798609 фиг. 5 лятор измеряемого напряжения, последовательно соединенные реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные компаратор и элемент .И, источник опорного напря- 5 жения и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен. со вторым управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора измеряемого напряжения, отличающийся тем,что,с, 10 целью повышения точности измерений, в него введены амплитудно-импульсный модулятор опорного напряжения, вход которого соединен с источникам опорного напряжения, а выход — со вторым входом цифроаналогового преобразователя, усилитель тактовой частоты, вход которого соединен с выходом амплитудно-импульсного модулятора измеряемого напряжения, фильтр верхних частот. вход которо- 20 го соединен с выходом усилителя тактовой частоты, а выход — со входом компаратора, дополнительный фильтр верхних частот, вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход — co вторым входом компаратора, элемент НЕ, вход которого соединен с выходом элемента И, JK -триггер, первый, второй и третий входы которого соединены, соответственно, с выходами элементов И, HE и выходом генератора тактовых импульсов, а прямой и инверсный выходы — с . разрешающими входами, соответственно, на сложение и на вычитание реверсивного счетчика,,фазосдвигающая цепь, вход которой соединен с генератором тактовых импульсов, а выход— со вторым входом элемента И, вторым управляющим входом амплитудно-импульсного модулятора опорного напряжения и третьим счетным входом реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 571759, кл. G 01 К 19/02, 02.05.74.

2. Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. М., "Высшая школа", 1973, с. 207, 229.