Устройство контроля амплитудногодиапазона сигнала

 

Союз Соввтскнд

Соцнанистнчвсннк

Респубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о11841102 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20,1276 (21) 24 3114 3/18-21 (5!)М. Кл

Н 03 К 5/19//

G 01 R 19/00 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делаи изобретений и открытий

Опубликовано 2306,81, Бюллетень Но 23 (53) V@K 621 374.5 (088.8) Дата опубликования описания 2306.81

l с (72) Авторы изобретения

С.A.Øàâðoâ и В.A Àðòàìoíoâ! V". „::(1

Институт технической кибернетики АН БелоЯЧСКЖТ СХ:Р††— --— (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНОГО ДИАПАЗОНА

СИГНАЛА

Изобретение относится к автсмати. ке и телемеханике и может быть использовано для контроля амплитудного диапазона напряжений переменного тока.

Известно устройство, содержащее входной блок для приема сигнала переменного тока. и, по крайней мере, два канала для приема сигнала переменного ток а, и, по к райней мере, дв а к а" нала для контроля его уровня. Каждый канал содержит последовательно соединенные усилитель с переменник коэффициентом деления, пороговое устройство, одновибратор и элемент индикации, причем, входы всех усилителей указанных двух каналов объединены между собой и подключены к входнсму блоку. Для осуществления контроля за несколькими уровнями входно- 20 го сигнала число таких каналов увеличивается за счет введения новых пороговых элементов и равно числу урсвней, з а которыми ведется наблюдениее (1) .

Недостатком укаэанного устройства является существенное уменьшение нацежности и точности измерений при увеличении числа уровней контроля, обусловленное наличием в каждом ка- 30 нале амплитудных пороговых элементов, выполненных на аналоговых элементах, которым свойственна низкая стабильность рабочих параметров при изменении условий внешней среды и изменении урсв ней питающих напряжений. При в озрас танин к оличеств а к онтролируемых уровней (соответственно - каналов), в заимный дрейф эталонных порогов будет иметь существенную величину. Кроме того, при проведении профилактических работ, связанных с контролем и подстройкой эталонных уровней такого устройства, необходима прсверка эталонного уровня срабатывания каждого канала, что соответственно усложняет прсведение укаэанных работ °

Пель изобретения — повышение надежности работы предлагаемого устройств а.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля амплитудного диапазона сигнала, содержа- щее входной блок, подключенный к входам усилителей с переменным коэффициентом деления, входы которых одключеньт к входам псроговых элементов, одновибратор и элементы индикации, введены элементы И н И-НЕ, элемент

8 411 02 памяти, генератор тактовых импульсов, формирователь, счетчик и дешифратор, причем выходы пороговых элементов подключены к нходам первого элемента

И, выход которого подключен непосредственно к первому входу второго эле мента И, установочному входу счетчи- ка и через последовательно соединенные формирователь и одновибратор к перньм входам элементов И-НЕ, второй вход нторого элемента И подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а высод второго элемента И вЂ” к входу счетчика импульсов, ныходы которого подключены к входам дешифратора,один из входса которого подключен к первому установочному входу 0 элементов памяти, а другие выходы соединены с установочными входами 1 элементов памяти, инверсный выход iñаждоro последующего элемента памяти подсоединен к второму установочному нхо- 20 ду 0 предыдущего элемента памяти, а прямые выходы элементов памяти подключены к вторьм входам элементон

И-НЕ, выходы которых подключены к элементам индикации. 25

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство контроля амплитудного диапазона сигнала содержит входной блок 1, два идентичных усилителя 2 и

3 с переменным коэффициентом деления, два идентичных пороговых элемента 4 и 5, элементы И б и 7, генератор 8 тактов ых импульсов, формиров атель 9, одновибратор 10, счетчик 11 импульсон, дешифратор 12, выходную шину 13 первого выхода дешифратора, выходные шины 14-1-14-N дешифратора, элементы памяти 15-1- 15-N на триггерах, эле- 40 менты И-НЕ 1 6-1-1 б-N, элементы индикации 17-1-17-N, выходные шины 18-1—

18-N °

Линия, по которой передается сигнал, контролируемый предлагаемьм уст- 45 ройством, подключена к входному блоку 1, представляющему собой трансформатор. Вторичная обмотка этого трансформатора подсоединена ко входам пары усилителей 2 и 3, выходы которых соответственно подключены ко входам пороговых элементон 4 и 5. Выходы пороговых элементов 4 и 5 подсоединены к элементу И б, подключенному своиь(выходом к одному из входов элемента И 7, ко.входу формирователя 9 и входу сброса счетчика ll . Второй вход элемента И 7 подключен к генератору 8 тактовых импульсов, а его выход — ко входу счетчика 11 импульсов, выходные шины которого подключены к 49 дешифратору 12. Первый выход 13 дешифратора 12 подключен ко входам 15 сброса всех триггеров . СОответствующие выходы 14-1-14-N дешифратора 12 подключены к соответствующим устано- 65 ночным входам элементов 15-1-15-N, при этом инн ерсный в ысод к аждого по. следующего триггера 1 5 соединен с одним из входов сброса предыдущего триггера. Прямые выходы триггеров

15-1 -15-N подсоединены к соответст.вующим днухвходовым элементам И-НЕ

1 6-1-16-N, причем вторые входы этих элементов соединены между собой и подключены к выходу одновибратора 10, вход которого соединен с вы содом формирователя 9. Выходы элементов 16-1—

16-N подключены к элементам индика-. ции 17-1-17-N а также к выходным шинам 1 8-1-1 8-N .

Устройство работает следующим образом .

Входной сигнал пос тупает на первичную обмотку трансформатора 1,снимается с его вторичной обмотки (без возможной постоянной составляющей) и поступает на вход усилителей 2 и 3.

Этот сигнал имеет форму, отображенную на диаграмме A (фиг . 2), где приведены два случая сигналов, когда сигнал имеет амплитуду Ж и когда амплитуду ф, причем ф )ф,. Пунктирной прямой здесь обозначен верхний минимальный порог контроля, а штрих — пунктирной прямой — минимальный нижний порог контроля.

Преобразованный пороговыми устройств ами 4 и 5 сигнал имеет вид, показанный на диаграммах В и С. Сплошными линиями на этих диаграммах обозначен сигнал, имеющий место на высоде элементов 4 или 5 при поступлении сигналас . В этом случае длительность импульсов на выходе элемента 4 либо 5 равна д,. Пунктирными линиями на диаграммах В и С показаны фронты импульсон на выходе элементов 4 и 5 при поступлении на вход сигналов с амплитудой ф, при этом длительность импульсон на выходе элементов равна tg,.

Эти сигналы поступают на вход элемента И 6, на выходе которого имеют форму, представленную на диаграмме

0 или С в занисимости от амплитуду входного сигнала. Длительность положительного импульса на выходе элеменТ та И б равна 5 = — — Ц;где T-период входного сигнала; t — длительность импульсов на выходе элементов 4 и 5.

Таким образом, длительность импульсов на выходе элемента И б пропорциональна амплитуде входного сигнала. Далее импульсный сигнал длитель ностью С преобразуется в число с помощью генератора 8 импульсов, элемента И 7 и счетчика 11 импульсов, который устанавливается в исходное состояние каждый раэ, когда сигнал на выходе элемента И б равен нулю.

Для такого преобразования импульсы с выхода элемента И 6 и импульсы с генератора 8. Импульсов (частота генерации импульсов генератора 8 намно5

8 41102 го больше 1/t ) поступают на элемент

И 7, форма сигнала на выходе которого для амплитуды gL отражена на диаграмме F, для амплитуды ф — на диаграмме при этом число импульсов, показан)ных на диаграммах F и-G, подсчитыва- ется счетчиком 11 ккпульсов, состояние которого дешифрируется дешифратором 12. Дешифратор имеет N+1-ую выходную шину. Шина 13 подключается к выходу дешифратора, который распознает состояние счетчика, имеющее место при подсчете лишь одного импульса., Данное состояние счетчика не является информационным и служит для установки всех триггеров 15 в исходное состояние. Число остальных выходных шин 14-1-14-N дешифратора равно чис. лу контролируемых уровней сигнала на входах усилителей 2 и 3.

Работа некоторого К-го канала контроля уровня поясняется временными диаграммами G и Н. Число импульсов, подсчитанных счетчиком 11 с начала счета до импульса, обозначенного на диаграмме F знаком, дешифрируется

К дешифратором 12, и соответствующий импульс (диаграмма Н) поступает по одной из шин 14-1-14-И (шине 14К) на установочный вход триггера 15К, В этот момент триггер 15К устанавливается в единичное состояние. Если после этого подсчет импульсов счетчиком

11 продолжается и дешифратором 12 определяется новое состояние счетчика.11, соответствующее другому контролируемому уровню, соответствующий импульс по шине 14 L поступает на вход триггера 15 L и устанавливает

его в единичное состояние, при этом триггер 15К устанавливается в исходное состояние. Такой процесс установ; ки триггеров 15-1-15-N последовательно продолжается до тех пор, пока не появляется отрицательный перепад напряжения на выходе элемента 6, При появлении этого перепада формирователем 9 запускается одновибратор 10.

Одновременно счетчик 11 устанавливается висходное состояние для подготовки к дальнейшей работе.

Положительный сигнал с выхода одновибратора (диаграмма )), длительность которого не должна превышать

Т/2, поступает на все элементы И-HE

16-1-16-N Âûõîäíoé же сигнал на выходе 16-1-16-М появляется только на том элементе, второй вход которого под-ключен к триггеру, находящемуся в единичном состоянии. Это означает, что в момент проведенного измерения уровня сигнала его амплитуда не превышала некоторого значения, соответсгвующего значению уровня, определяемого К-ым выходом дешифратора 1.2, Сигналом с выхода элементов 16-1-16--N управляются соответствующие элементы индикации 17-1-17-N. Одновременно сигналы с выхода элементов 16-1-16-й могут подаваться по шинам 18-1-185 — N в автоматическое устройство регистрации амплитудного диапаеона сигнала.

Таким образом, введение в устройство новых элементов, основанных на дискретном способе обработки сигнала, позволяет осуществлять контроль диапазона амплитуд по множеству уровней с меньшей зависимостью от условий окру15 жающей среды.

Кроме того, увеличение количества . контролируемых предлагаемым устройством уровней входного сигнала не ведет к усложнению конструкции.

Формула изобретения

Устройство контроля амплитудного, диапазона сигнала, содержащее вход25 ной блок, подключенный к входам усилителей с переменным коэффициентом деления, входы которых подключены к входам пороговых элементов, одновибратор и элементы индикации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

-повышения надежности работы, в него введены элементы И и И-НЕ, элемент памяти, генератор TBKTQBblx импульсов, формирователь, счетчик и дешифратор, причем выходы пороговых элементов подключены к входам первого элемента

И, выход которого подключен непосредственно к первому входу второго элемента И, установочному входу счетчика и через последовательно соединенные

40 формирователь и одновибратор к первым входам элементов И-НЕ, второй вход второго элемента И подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход второго элемента И вЂ” к входу

45 счетчика импульсов, выходы которого подключены к входам дешифратора,один из выходов которого подключен к первому установочному входу "0" элементов памяти, а другие выходы соединены с

50 установочными входами 1 элементов памяти, инверсный выход которых каждого последующего элемента памяти подсоединен к второму установочному входу 0 предыдущего элемента памяти, а прямые выходы элементов памяти подключены к вторым входам элементов И-НЕ, выходы которых подключены к элементам индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе фО 1. Патент США 9 3544983, кл. Н 03 К 5/20, 1970 (прототип).

841102

ИП 1И

Составитель A.Tèìoôååâ

Редактор С.Родикова Техред А. Савка Корректор М.Демчик

Заказ 4800/82 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )X-35, Раушская наб., д. 4/5 р»

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