Фазочувствительный интегрирующийпреобразователь напряжения b код

 

ОП ИСАНИЕ и зоыч те н и я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >818008

Союз Советск их

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.05.79 (21) 2774234/18-21 (51)M. Кл.

Н 03 К 13/20 с присоединением заявки М

Гооударстваииый комитат (23) Приоритет— до делам изооретений и открытий (5З) А 681325 (088.8) Опубликовано 30.03.81. Бюллетень М12

Дата опубликования описания 30.03.81

П. П. Першенков, С. Б. Шахов, Э. К. Шахов и В, . Шляндин"

0., (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт о . ° ьл (54) ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано при создании вольтметров средних значений.

Известны преобразователи средних значений напряжений, в которых измеряемый сигнал. подвергается промежуточному преобразованию в частоту следования импульсов 11J

Недостаток таких устройств — низкий частотный диапазон, не превышающий несколько герц.

Известен также фазочувствительный интегрирующий преобразователь напряжения в код, содержащий интегратор, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, и блок управления, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения (2).

Недостатками данного преобразователя, являются сложность схемной реализации и наличие методической ошибки, обусловленной тем, что. выходное напряжение интегратора в начале и конце такта преобразования не равно нулю, а может принимать произвольное значение в ди- апазо"е OT +" оп до — U оп где 1) оп — опор ное напряжение.

Цель изобретения — упрошение схемы и по. вышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в фазочувствительный интегрирующий преобразователь напряжения в код, содержащий интегратор; выход которого соединен с первым входом блока сравнения, блок управления, пер.вый вход которого подключен к выходу блока сравнения, введены стабилизатор амплитуды, переключатель, управляемый генератор импульсов, два электронных переключателя и реверсивный счетчик, причем вход стабилизатора . амплитуды соединен с выходом интегратора, второй вход которого соединен со второй группой, а выход стабилизатора амплитуды подключен к первому входу блока управления и выходу блока сравнения, первый вход переключателя подключен к входной шине преобразователя, второй вход — к шине опорного напряжения, третий вход — к первому выходу блока управления, а вы1 од соединен с первым входом первого электронного переключателя и со вторым входом блока управления, второй вход первого электронного переключа2 Ж „0 Ь1 0 (4) 4S теля подключен к шине нулевого потенциала управляющий вход соединен со вторым выходом блока управления, а выход подключен ко второму входу блока сравнения, выход управляемого генератора импульсов сое щнен со входом второго электронного переключатеrM, выходы которого подключены ко входам реверсивного счетчика импульсов, а управляющие входы управляемого генератора импульсов и второго электронного переключателя подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления.На чертеже изображена функциональная электрическая схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит интегратор 1, блок 2 сравнения, блок 3 управления; стабилизатор 4 амплитуды (источник образцового напряжения), переключатель 5, управляемый генератор 6 заполняющих импульсав, электронные переключатели 7 и 8, реверсивный счетчик

9.

Выход интегратора 1 соединен со входом блока 2 сравнения, выход которого соединен с первым входом блока 3 управления, второй вход которого соединен с выходом переключателя 5, на один из входов последнего подано опорное, а на другой — преобразуемое напряжение, на вход стабилизатора 4 амплитуды, служащего в качестве биполярного источника опорного напряжения, подано выходное напряжение блока 2 сравнения, второй вход которого соединен с выходом электронного лереключателя 8, причем вход последнего заземлен, а второй соединен с выходом переключателя

5, вход управляемого генератора 6 заполняющих импульсов соединен с одним из выходов блока 3 управления, остальные выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами переключателей ь; 5,.7 и 8, выход стабилизатора 4 амплитуды подключен ко второму входу интегратора, выход управляемого генератора заполняющих импульсов— ко входу электронного переключателя 7, выходы которого соединены со входами реверсивного счетчика 9.

818008 4 пряжение на выходе интегратора изменяется по закону ц, qt, = ", I и,Е,I+-t,) ы

1 .+ОВ момент времени t> это напряжение достига ет значения

В этот же момент времени срабатывает блок

2 сравнения, изменяется полярность образцово. го напряжения и по сигналу с блока управления срабатывает электронный переключатель 8, на вход блока. сравнения подается нулевой потенциал. Напряжение на выходе интегратора

20 изменяется по закону

В момент времени t его значение достигает чулевого уровня, т.е.

В этот момент времени опять срабатывает блок 2 сравнения, электронный переключатель

8, изменяется полярность образцового напряжения, на второй вход блока 2 сравнения подается опорное напряжение U 0rr и частный цикл преобразования повторяется снова.

Обозначая интервал времени tq — tq — через

Т ., a интервал времени tz-tr — через Т

1i тогда, псдставляя (2) в (4) и преобразуя, получают

Рассмотрим случай, когда на вход электронного переключателя 8 через переключатель 9. поступает опорное напряжение 0 оп, частота которого равна частоте преобразуемого напряжения, и оба напряжения имеют синусоидальную форму.

В момент времени to ко второму входу блока 2 сравнения подключено опорное напряжение 0 оп, значение которого в этот момент времени равно нулю. Интегратор 1 находится в нулевом состоянии (О .вых О), с выхода .6 стабилизатора 4 амплитуды поступает образцовое напряжение отрицательной полярности, наАналогично с момента времени tq, когда полярность опорного напряжения изменяет

"вой знак, 59 А т -т.=" Ж 5 @„e< {g> а У-у о Х 3

Блок управления электронным переключателем 7 срабатьгвает таким образом, что в те55 чение интервалов времени Т „-и Т1 реверсивный счетчик заполняется на сложение, а в течение интервалов времени Т и Т„1 3 на вычитание. Тогда, учитывая, что -т- р=

О Х 3"

818008 и тхУ2

- 5„u,а

При условии, что Vx=4 зМ(аФ+Ч), где сдвиг .фаз между опорным и преобразуемым >0 напряжением, после преобразований получают

Управляемый генератор заполняющих импуль25 сов вьщает импульсы с частотой, пропорциональной частоте преобразуемого напряжения, r.е. число, записанное в реверсивном счетчике, определяется выражением

40

kg.

N=< — — М(°

О 00 К1 э где Тх — период опорного и преобразуемого напряжений, где —" = 0» — средневыпрямленное значение

ИТ преобразуемого напряжения (4, т.е. функция преобразования принимает вид и . ю Г К2

PP .-Т.)-Я(Т -Т ) — - — Т)(U„.созЧ (9) 0 1, — - "О„.с0, 1О

0 Uo Ri где N — число в счетчике;

- Ns — емкость счетчика.

Если переключатель 5 находится в положении, когда на его выход подключено преобразуемое U» напряжение (Ч О, cos Ч= 1),. .то число в реверсивном счетчике имеет значение

Формула изобретения

Фазочувствительный интегрирующий преобразователь напряжения в код, содержащий йнтегратор, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, блок управления, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, отличающийся тем, что, с целью. упрощения схемы и повышения точности преобразования, в него введены стабилизатор амплитуды, переключатель, управляемый генератор импульсов, два электронных переключателя и реверсивный счетчик, причем вход стабилизатора амплитуды соединен с выходом интегратора, второй вход которого соединен со второй группой, а вход л стабилизатора амплитуды подключен к - пер.. вому входу блока управления и выходу а блока сравнения, первый вход переключателя подключен к входной шине преобразовате20 ля, второй вход — к шине опорного напряжения, третий вход — к первому выходу блока, управления, а выход соединен с первым входом первого электронного переключателя и со вторым входом блока управления, второй вход первого электронного переключателя подключен к шине нулевого потенциала, управляющий вход соединен со. вторым выходом блока управления, а выход подключен ко второму входу блока сравнения, выход .управляемого генератора .импульсов соединен со входом второго электронного переключателя, выходы которого подключены ко входам реверсивного счетчика импульсов, а управляющие входы управляемого генератора импульсов и второго электронного переключателя под5 ключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления.

Источники информации, принятые по внимание при экспертизе

1. Евданов Ю. М., Харченко P. F. Линейные измерительные преобразователи постоянного напряжения в частоту и длительность импульсов с импульсной обратной связью. "Автометрия", 1966, Р 1.

2. Патент Англии N 950647, кл. 64 Н, 1967

818008

Составитель Ю. Богданов

Техред А, Бабинец Корректор В. Бутяга

Редактор К. Лембак

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1479/79 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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