Преобразователь действующего значения напряжения в интервал времени

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii> 974578 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 210581 (2f) 3291676/18

Р } М.кл. с присоединением заявки ¹â€”

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 1511.82 . Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 1511.82 (з) УДК 681 . 325 (088. 8) политехнический институт аявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ

Предлагаемое устройство относит ся к электроизмерительной и вычислительной технике и может быть исполь- . зовано для создания измерительных приборов действующего значения напряжения произвольной формы в широком частотном диапазоне.

Известен преобразователь действующего значения напряжения в интервал времени, состоящий из выпрямителя, устройства сравнения, двух ключей, генератора опорного напряжения, двух логических схем И и управляющего триггера P1g.

Однако этот преобразователь имеет низкую точность и ограниченный частотный диапазон.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь действующего значения напряжения в период следования импульсов, структурная схема которого содержит выпрямитель, вход которого связан с источником входного сигнала, а выход — с одним из входов ограничителя и первым входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом ограничителя, а третий — с выходом генератора компенсирующего напряжения, сравнивающее устройство, вход которого соединен ,с выходом интегратора, а выход — с входом генератора опорного напряжения, выход последнего подключен к другому входу ограничителя и входу генератора компенсирующего напряжения(2)

В данном преобразователе осуществляется одновременное сравнение непрерывно поступающей информации о входном сигнале с компенсирующим напряжением. Для точного выполнения преобразователя необходимо при изменении амплитуды или формы входного сигнала Ь (с) изменять соотношение между коэффициентами опорного и компенсирующего напряжений.

Поскольку такая операция не предусмотрена в данном преобразователе, то, естественно, возникает сущест,венная погрешность преобразования.

Кроме того, наличие на входе вы" прямителя, а также необходимость осуществлять все последующие опе25 рации именно над входным напряжением ограничивает частотный диапазон рассматриваемого преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности и расширение частотного диа30 пазона преобразователя действующего

974578 значения напряжения в интервал времени.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий последовательно соединенные интегратор и первое сравнивающее 5 устройство, генератор опорного напря)жения, введены второе и третье сравнивающие устройства, логический элемент ИЛИ, преобразователь напряжения в ток, ключ и устройство управ- 10 дения, причем входная шина подключена к первым входам второго и третьего сравнивающих устройств, вторые входы которых соединены с выходами генератора опорного напряжения, а выходы через логический элемент

ИЛИ вЂ” c управляющим входом ключа и первым входом устройства управления, второй вход которого подключен к выходу первого сравнивающего устройства, а выход — к управляющему входу генератора опорного напряжения, выход которого через преобразователь напряжения в ток и ключа соединен со входом интегратора. 25

На фиг. 1 показана структурная схема преобразователя, на фиг.2 временные диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы преобразователя.

Схема содержит сравнивающие устройства 1 и 2, генератор 3 опорного напряжения, логический элемент 4 ИЛИ, преобразователь 5 напряжения в ток, ключ 6, устройство 7 управления, интегратор 8, сравнивающее устройство 9, причем выход интегратора 8 соединен со входом сравнивающего устройства 9, входная шина подключена к первым входам сравнивающих устройство 1 и 2, вторые входы которых сое-40 динены с выходами генератора 3 опорного напряжения, а выходы — через логический элемент 4 ИЛИ с управляющим входом ключа 6 и первым входом устройства 7 управления, второй вход 45 последнего подключен к выходу сравнивающего устройства 9, а выход— к управляющему входу генератора 3 опорного напряжения, при этом вход преобразователя 5 напряжения в ток 50 соединен с выходом генератора 3 опорного напряжения, а выход — через ключ 6 со входом интегратора 8.

11реобразователь работает следующим образом.

Входное напряжение 0 (Цпоступает на первые входы сравнивающих устройство 1 и 2. На вторые входы этих 60 сравнивающих устройств подключены положительное линейно изменяющееся напряжение U<Ä(t) и отрицательное (-Оу,,r.). В течение интервалов времени (фиг.2а), выделяемых сравниваю- 65 щими устройствами, на интеграторе 8 интегрируется ток

1 =Ku« (f)) где К - коэффициент преобразования преобразователя 5 напряжения в ток.

Напряжение ()ц„ (фиг.2б ) на выходе интегратора 8 за интервал времени

Т„, длительность которого определяется из условия u ôИ «„(с))=Ц7,/, где

U < амплитудное значение U g(t) тангенс угла наклона напряжения

U .(с), будет равно

u n„>-кt u„,(>v(s p (u„(>-u„,«>)}as, о где ф=1 К зи. Мр и (О И) 0«Ю)="

М =Омам. МО к(0 (О-0« +)) =-4.

По истечении интервала времени Т л на вход интегратора 4 подается ток

Напряжение на интеграторе 8 убывает в соответствии с выражением

u,„Þ=о„„(т„) -око,„®аЬ

Момент времени, соответствующий равенству нулю напряжения на интеграторе 8, фиксируется сравнивающим устройством 9. Далее весь цикл преобразования повторяется.

Отсюда уравнение, характеризующее работу преобразователя ко„, цу}щи(о„р-u,„Iö)} = )êu„< )at..

О

Решая это уравнение относительно T получаем

Т2=КИЧХ! где К„ — коэффициент преобразования, — действующее значение входного напряжения.

31з формулы видно, что интервал времени Т> пропорционален действующему значению входного напряжения ° Введение новых узлов и связей, а также изменение алгоритма работы позволяет существенно повысить точность преобразования и расширить частотный диапазон преобразователя.

Точность преобразования повышается благодаря, во-первых, исключению выпрямителя на входе преобразователя, во-вторых, использованию для получения информации о преобразуемом параметре входного напряжения и для режима компенсации одних и тех же узлов, в третьих, введению разновре«менногст сравнения,, что исключает не974578 обходимость подстройки опорного напряжения под изменяющееся входное.

Расширение частотного диапазона достигается тем, что во всех преобразованиях, связанных с коммутацией и интегрированием, используется ток величина, позволяющая существенно повысить быстродействие всех узлов преобразователя. Значение тока в данной схеме можно выбирать исходя только из оптимального режима работы элементов конкретной реализации и не привязываясь к диапазону входного напряжения. Кроме того,.входное напряжение подвергается только одной операции — сравнению, являющейся минимально возможной по временным затратам.

Формула изобретения

Преобразователь действующего значения напряжения в интервал времени, содержащий последовательно соединенные интегратор и первое сравнивающее устройство, генератор опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования,и расширения частотного диапазона, в него введены втррое и третье сравнивающие устройства, логический элемент ИЛИ, преобразователь напряжения в ток, ключ и устройство управления, причем входная шина подключена к первым входам второго и третьего сравнивающих устройств, вторые входы которых сое1О динены с выходами генератора опорного напряжения, а выходы через логический элемент ИЛИ вЂ” с управляющим входом ключа и первым входом устройства управления, второй вход которого

)5 подключен к выходу первого сравнивающего устройства, а выход — к управляющему входу генератора опорного напряжения, выход которого через преобразователь напряжения в ток и ключ

2О соединен со входом интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 213971, кл. Н ОЗ К 13/20, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 534865, кл. Н 03 К 13/20, 1976 ,(прототип).

974578

8734/77 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

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

Составитель Н.Козлов

Редактор й.Долинич Техред A.Бабинец, Корректор Н.Король