Преобразователь переменного напряжения в код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к мтовскомю свидетельств

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 866733 (61 ) Доя ол н ител ьное к а вт, с вид-ву(22) Заявлено 22. 01 ° 80 (21) 287OI 48/18-21 (Ы)М. Кл.

Н 03 К 13/20 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Рку«арстеенныб квинтет

СССР ив «елен изабретеннй н открытий

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень М 35

Дата опубликования описания 26. 09. 81 (53) УДК681. .325(088.8) (72) Автор изобретения

И М Федоров

Институт геофизики Уральского иаучноге центра АН СССР (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В КОД

Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техни" ки диапазонов инфранизких и звуковых частот. Оио может использоваться при экспериментальном определении частотных характеристик четырехполюсников при акустических измерениях, исследованиях в области систем автоматического управления и регулирования, в геофизике, биофизике и т.д. Непосредственное назначение устройства— преобразование в цифровой код средневыпрямленного значения переменного напряжения.

Известны цифровые измерительные приборы и преобразователи с промежуточным превращением входной величины в пропорциональное ей приращение частоты импульсной последовательности.

Характеристики получаемой при этом последовательности импульсов, однозначно связанные с соответствующими параметрами сигнала, находят путем подсчета по определенному алгоритму числа импульсов эа фиксированный интервал времени с помощью суммирующего счетчика импульсов или реверсивного счетчика, управляемого входным напряжением (11.

Однако указанные устройства имеют недостаточную точность из-за нестабильности центральной частоты частотного преобразователя и при обработке сигналов переменного тока, содержащих значительную постоянную составляющую неизвестной величины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является известный преобразователь переменного напряжения в цифровой код, содержащий последовательно соединенные измерительный частотный пре" образователь, смеситель частоты, де" тектор нулевых биений и триггер, а также автогенератор и счетчик импульсов, подключенные соответственно ко второму входу и выходу смесителя частоты, и блок управления 1.21.

Известный преобразователь сложен иэ-за наличия в его составе ряда сложных прецизионных узлов и имеет недостаточное быстродействие, так как для достижения потенциально высокой точности преобразователя цифровая следящая система должна устранить рассогласование d ю между центральной частотой измерительного частотного преобразователя и собственной частотой автоГенератора, на что затрачивается значительное время, равное многим периодам сигналов.

Целью изобретения является упрощение и увеличение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в код, содержащий последовательно соединенные измерительный частотный преобразователь, смеситель частоты, детектор нулевых биений и триггер, а также автогенератор и счет чик импульсов, подключе) ные соответст венно ко второму входу и выходу смесителя частоты, и блок управления, введен блок обработки, информационные входы которого соединены с выходами счетчика импульсов, а управляющие входы через блок управления подключены к выходам триггера, причем выход детектора нулевых биений подключен ко входу "Сброс" счетчика им866733

4 !

)%(Qt) от ИЧП 1 и ии от автогенератора 5, образует сигнал разностной частоты } X Qt) - ВО} =1 0-СОО + 10В}ПЯЦ з}n t (эпюра 13 фиг, 2), причем величина <О подобрана таким образом, чтобы выполнялось неравенство "и) =

=(w0- о „}(Й0, . В этом случае на выходе детектора 6 нулевых биений появляются перепады напряжения при пере10 ходах частоты выходного сигнала через нулевой уровень (эпюра 14 фиг. 2)

По каждому перепаду сигнала детек-. тора 6 счетчик 3 сбрасывается в нуль, После сброса счетчик 3 начинает подсчитывать поступающие на его вход импульсы. За интервал времени 7t<, t J (эпюра 14 фиг. 2) счетчик накап1 ливает результат

1 МГ 1 Фи) би) . (3 uu

20 ., 1}1 yg (2 + о(" 091 и + (2 Ю„<Ип, Т)

Н7У который при t=t по сигналу блока 12

1 управления переносится в блок 4 обработки. Затем счетчик 3 вновь сбрасывается в нуль выходным сигналом детектора 6, после чего за временный интервал Pt 27Я+ „) содержимое счетчика достигает величины пульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 эпюры сигналов.

Устройство содержит измерительный частотный преобразователь 1, смеситель 2 частоты, счетчик 3 импульсов, блок 4 обработки, автогенератор 5, детектор 6 нулевых биений, состоящий например, из первого фильтра 7 нижних частот, выпрямителя 8, второго фильтра .:9 нижних частот и дифференцирующего звена 10, триггер 11, блок

12 управления.

Устройство работает следующим об" разом.

В исходном состоянии на вход устройства поступает обрабатываемое напряжение (10„ (Qt)=U sinQt, где Q — частота этого напряжения. Измерительный частотный преобразователь (ИЧП)

1 превращает этот сигнал в частотномодулированную последовательность импульсов с частотой mgt)=(0 +<0 04ngt, где F0 — центральная частота ИЧП;»

Смеситель частоты 2, на входы которого подаются напряжения с частотами

1(О)п:)} 6iO Ф0 . "ц 4 — — + — avce1s +

УЯ и u au К()

Код h}g при й=2У/Я+ t также. пере»

40 писывается в блок 4 обработки по сигналу блока 12 управления, после этого счетчик 3 начинает подсчитывать новое значение Й и т.д,, а блок обработки выполняет арифметические операции по формуле Й = — (Х(Й„+ Й )+

w (лР ие и )е-8(и„-и )е1 е, определяя величину М, зависящую от искомого средневыпрямленного значения преобразуемого напряжения.

При умеренных требованиях к точности преобразования, с целью упрощения блока обработки, арифметические операции с кодами Й., и Й можно выполнить и по Ипепмтле И вЂ” t (И„тИЛ)М -MaI 1 ье

Л И1тир

Формула изобретения

Преобразоьеатель переменного напряжения в код, содержащий последователь866733 но соединенные измерительный частот- ный преобразователь, смеситель частоты, детектор нулевых биений и тригч. гер, а также автогенератор и счетчик импульсов, подключенные соответственно ко второму входу и выходу смесителя частоты, и блок управления, отличающийся тем, что,. с целью упрощения и увеличения быстродействия, в него введен блок обработки, информационные входы которого .соединены с выходами счетчика импульсов, а управляющие входы через блок управления подключены к выходам триггера, причем выход детектора нулеv вых биений подключен ко входу "выброс" счетчика импульсов.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Федоров И.М. Аппаратура для фазочувствительных измерений в методе вызванной поляризации.-Сб. "Методы излучения поляризуемости горных пород

1р переменным током",. Свердловск, РИСО

УНЦ АН СССР, 1974, с. 7S-81.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2756613/18-21, кл, Н 03 К 13/20, от 18.10.79

15 (прототип)е

8667 313 а илиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Махйанов

Редактор О. Половка Текле Ж. Кастелевич Ко ректорН, Швьщкая

Заказ 8100/80 Тирак 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Рауа1ская наб. . 4 5