Параллельно-последовательный цифровой вольтметр

 

ОПVCanHE

H3ОБР,, >879766

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.10.79 (21) 2830694/18-21 (51)м с присоединением заявки М

Н 03 К 13/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 071181 Бюллетень М 41

Дата опубликования описания 07. 11.81 (53) УДК 681. 325 (088. 8) (72) Автор (54 ) ПАРАЛЛЕЛЬНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ

ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к цифровой измерительной технике, а именно, к цифровым измерительным приборам с параллельно-последовательной обработкой сигнала, служащим для измерения напряжений как постоянного, так и переменного тока.

Известен параллельно-последовательный цифровой вольтметр ЦВ, в котором измеряемое напряжение поступает на распределитель тактовых импульсов, на дискретно-полосовое пороговое устройство (ДППУ) первого разряда, выполненное из соединенных последовательно пороговых элементов и блока обработки, и на элемент сравнения измеряемого и компенсирующего напряжений. В исходном состоянии компенсирующий блок выдает максимальное напряжение. В положительную полуволну первого периода измеряемого напряжения ДППУ первого разряда по команде с распределителя тактовых импульсов осуществляет грубое квантование амплитуды измеряемого напряжения. В отрицательную полуволну напряжения, выдаваемое компенсирующим блоком, понижается до значения, зафиксированного ДППУ.Раэностный сигнал aU = Uii-0 к поступает на ДППУ второго разряда через измерительный усилитель (1g .

В связи с тем, что напряжение имеет пульсирующий характер, в зависимости от значения этой разности изменяется и длительность разностного сигнала.

Недостатком известного цифрового вольтметра являются высокие требования, предъявляемые к коэффициенту усиления и полосе частот усилителя разностного сигнала.

Известен также параллельно-последовательный цифровой вольтметр,со15 держащий и электронно-лучевых знаковых индикаторов (ЭЛЗИ) по числу разрядов преобразователя, первые декадночувствительные входы которых через входной блок подключены к

20 клемме измерения постоянного напряжения, корректирующий выход электронно-лучевого знакового индикатора через блок корректировки соединен с его корректирующим входом, выход декадного делителя напряжения i-того разряда соединен со входом декадного делителя напряжения (ДДН) и со вторым декадночувствительным входом электронно-лучевого знакового индикатора

30 i+1 разряда, знаковый выход электрон879766

20

40

S0

60

65 но-лучевого знакового индикатора подключен к блоку усилителей (2(.

Недостатком известного устройства является ограниченность функциочальных возможностей вольтметра,например невозможность обработки напряжения переменного тока.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей преобразователя.

Цель достигается тем, что в параллЕльно-последовательный цифровой вольтметр, содержащий и электроннолучевых знаковых индикаторов по числу разрядов преобразователя, первые декадночувствительные входы которых через входной блок подключены к клемме измерения постоянного напряжения, корректирующий выход каждого электронно-лучевого знакового индикатора через блок корректировки соединен с его корректирующим входом, декадные делители напряжения, выход предыдущего разряда каждого из которых соединен со входом декадного делителя напряжения и вторым декадночувствительным входом электроннолучевого знакового индикатора последующего разряда, знаковый ьыход каждого зле cTpoHHQ лучевого знанового индикатора подключен ко .входу блока усилителей, введены дополнительный входной блок, блок контроля, клеммы сброса и измерения переменногс напряжения и по и эле.;тронно-лучевых коммутаторов, дополнительных блоков усилителей, блоков обработки, блоков, распределения и нормальноразомкнутых ключей, управляющие входы которых подключены к выходу блока контроля, а .информационные входы к выходам декадных делителей напряжения, информационные входы ключей соединены с третьими декадночувствительными ьходами электронно-лучевых знаковых индикаторов, при этом первые входы блока контроля подключены к соответствующим выходам знака "1" дополнительных блоков усилитепей, выходы которых соединены со входами блоков обработки, выходы которых подключены через блок-распределения к управляющим входам декадных делителей напряжения, вторые входы блока контроля подключены к соответствующим выходам знака "1" блоков усилителей, выходы которых соединены через блок распределения с управляющими входами декадных делителей напряжения, причем клемма сброса подключена ко входам блока контроля и блоков обработки, а входы электронно-лучевых коммутаторов (ЭЛК) через дополнительный входной блок подключены к клемме измерения переменного напряжения. На чертеже изображена блок-схема предложенного параллельно-последовательного цифрового вольтметра.

ЦВ содержит входной 1 и дополнительный 2 блоки, подключенные к

ЭЛЗИ 3, соединенные с блоком 4 корректировки и к ЭЛК 5, соответственно. Знаковые выходы ЭЛЗИ 3 через блок б усилителей и ЭЛК 5 через дополнительный блок 7 усилителей соединены с первым и вторым входами блока 8 контроля. Выходы дополнительного блока 7 усилителей через блок

9 обработки и вы соды блока б усилителей подключены через блок 10 распределения к управляющим входам ДДН

11, выходы которых через нормальноразомкнутые ключи 12 соединены с третьими декадночувствительными входами ЭЛЗИ 3, а управляющие входы ключей 12 подключены к выходу блока

8 контроля.

При измерении постоянных напряжений, измеряемый сигнал (-0 q) подают через входной блок 1 íà первые декадночувствительные входы ЭЛЗИ

3, которые рассчитаны на высвечивание декадных интервалов напряжений, при этом каждый последующий ЭЛЗИ имеет на порядок выше чувствительность.

В случае, если первая значащая цифра обрабатываемого сигнала (-U„) соответствует, например, ЭЛЗИ 3 первогс разряда, то он высвечивает ее с одновременной корректировкой последующего ряда цифр измеряемого напряжения, которое осуществляется при помощи блока 4 корректировки.

Пусть измеряемое напряжение имеет такую последовательность цифр "2,3, 4,5....", тогда знак "2".высвечивает

ЭЛЗИ 3 первого разряда, а .знаки

"3,4,5..." компенсируют блоком 4 корректировки. При этом сигнал co знакового выхода ЭЛЗИ 3 поступает через блок б усилителей и блок 10 распределения на ДДН 11 своего разряда, на выходе которого появляется напряжение, которое соответствует знаку "2" и имеет соответствующий порядок. Это напряжение подают на

ЭЛЗИ 3 второго разряда, íà его второй декадночувствительный вход. В итоге результирующее напряжение будет соответствовать последователь,ности цифр "3,4,5..." ("2,3,4,5..."- "2000..."). ЭЛЗИ 3 второго разряда высвечивает знак "3", а знаки "4, 5..." компенсирует блок 4 корректировки. Сигнал со знакового выхода данного ЭЛЗИ 3 поступает через блок

6 усилителей и блок 10 распределения на ДДН 11 второго разряда, на выходе которого появляется напряжение,соответствующее знаку "3", тогда так как ДДН 11 всех разрядов соединены последовательно, то на выходе каждого последующего ДДН 11 будет напряжение, равное сумме всех предыдущих

ДДН 11. В данном случае напряжение будет соответствовать последователь879766 ности знаков "2300...",которое подается на ЭЛЗИ 3 третьего разряда и т.д.

При измерении напряжений переменного тока измеряемое напряжение (u „) подают на дополнительный входной блок 2. Это напряжение поступает сразу на все ЭЛК 5, котррые являются. декадночувствительными. В зависимости от величины измеряемого напряжения, сигнал может появиться на любом выходе ЭЛК 5, например, первого разряда.(0

В этом случае импульсы сигналов с выхода ЭЛК 5 через дополнителЬный блок

7 усилителей поступают на блок 9 обработки, где происходит выделение и запоминание старшего сигнала в пози" ционном коде. Одновременно сигнал с выхода дополнительного блока 7 усилителей поступает на первый вход блока

8 контроля, где пРоисходит запоминание того, что обрабатывается напряжение переменного тока. В результате на выходе блока контроля появляется сигнал, который поступает на управляющие входы нормально-разомкнутых ключей 12, которые подключают третий декадночувствительный вход ЭЛЗИ 3 к 25 выходу ДДН 11 своего разряда.

Обрабатываемый сигнал с выхода блока 9 обработки поступает через блок 10 распределения на управляющий вход ДДН 11 первого разряда, а с его ЗО выхода сигнал, который соответствует дискретному напряжению данного разряда, поступает на ЭЛК 5 и ЭЛЗИ 3 второго разряда и через замкнутые ключ 12 .на ЭЛЗИ 3 первого разряда, где и З5 высвечивается оптическая информация,,которая соответствует первой значащей цифре входного сигнала (м0 х), Во второй период сигнала (><) в результате арифметического вычитания их переменного входного сигнала (м0 x) постоянного напряжения, поступающего с выхода ДДН 11 предыдущего разряда, выделяется разность()0 1 — v<"-a 0 ), которая и является информационным сигналом для ЭЛК 5 данного разряда. 45

Сигнал в позиционном коде поступает в блок 9 обработки.

С выхода блока 9 обработки через блок 10 распределения он поступает на о управляющий вход ДДН 11, где к напряжению ДДН 11 первого разряда добавляется напряжение данного ДДН 11 с соответствующим порядком и т.д.Причем на ЭЛЗИ 3 второго разряда одйовременно подано напряжение ДДН 11 первого разряда и напряжение ДДН второго разряда. В результате арифметического вычитания на ЭЛЗИ 3 будет действовать напряжение, соответствующее знаку своего разряда, что приведет 40 к высвечиванию оптической информации второй значащей цифры входного обрабатываемого сигнала.

Сброс информации осуществляется при помощи шины "Сброс", на которую б5 подают импульс сброса, после чего ЦВ готов к новому циклу работы.

Использование изобретения позволит повысить надежность работы параллельно-последовательных цифровых вольтметров и расширить его функциональные возможности.

Формула изобретения

Параллельно-последовательный цифровой вольтметр. содержащий и электронно-лучевых знаковых индикаторов по числу разрядов преобразователя, первые декадночувствительные входы которых через входной блок подключены к клемме измерения постоянного напряжения, корректирующий вход каждого электронно-лучевого знакового индикатора через блок корректировки соединен с его корректирующим входом, декадные делители напряженйя, выход предыдущего разряда каждого из ко-! торых соединен со входом декадного делителя напряжения и вторым декадночувствительным входом электронно-лучевого знакового индикатора последующего разряда, знаковый выход каждого электронно-лучевого знакового индикатора подключен ко входу блока усилителей, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены дополнительный входной блок, блок контроля, клеммы сброса и измерения переменного напряжения и по и электронно-лучевых .коммутаторов, дополнительных блоков усилителей, блоков обработки, блоков распределения и нормально-разомкнутых ключей, управляющие входы которых подключены к выходу блока контроля, а информационные входы — к выходам декадных делителей напряжения, информационные выходы ключей соединены с третьими декадночувствительными входами электронно-лучевых знаковых индикаторов, при этом первые входы блока контроля подключены к соответствующим выходам знака "1" дополнительных блоков усилителей, выходы которых соединены со входами блоков обработки. выходы которых . подключены через блок распределения к управляющим входам декадных делителей напряжения, вторые входы блока контроля подключены к соответствующим выходам знака "1" блоков усилителей, выходы которых соединены через блок распределения с управляющими входами декадных делителей напряжения, причем клемма сброса подключена ко входам блока контроля и блоков обработки, а входы электронно-лучевых коммутаторов через дополнительный входной блок подключены к клемме измерения переменного напряжения.

8797бб и- о г, р

Составитель Г. Шаповал

Техред E.Õàðèòoí÷èê Корректор М. Шароши

Редактор И. Марголис

Заказ 9740/28

Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Шляндин В.М. и др. О возможности измерения амплитуд переменных напряжений методом прямого уравновешивания. Ученые записки Пензенского политехнического института. "Информационно-измерительная техника", 1969, вып. 4. ,2. Заявка Р 2825815/21, кл. G 01 R 19/00, 04.10.79 (прототип)