Цифровой вольтметр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик рл976394 ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04.05.81 (21) 3284496/18-21 с присоединением заявки ¹fgg) М Кп э

G R 19/25

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет1

Опубликовано 231182 Бюллетень № 43 (53) УДК 681. .,325 (088. 8) Дата опубликования описания 23. 11. 82 (72) Авторы изобретения

Г.Г.Живилов, В.А.Прянишников и Н.М.Сметанин (71) Заявитель (54) БИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к электроиз-. мерительной технике и предназначено для измерения среднеквадратического значения периодических напряжений сложной формы.

Известно устройство, содержащее логарифмический усилитель, блок обработки, линейный детектор, первый интегратор, индикатор, блок выделения переменной составляющей напряжения, квадратор, второй интегратор и блок выделения коэффициента поправки (1) .

Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон рабочих частот и возможность измерения периодических сигналов сложной форьы только в области звуковых частот, Известно устройство, содержащее преобразователь напряжения в частоту с квадратичной функцией преобразования, селектор периода входного сигнала, блок управления, нходной переключатель, ключ, счетчик, схему совпадения кодов, поразрядный формирователь компенсирующего напряжения и блок индикации (2) . Недостатком устройства является ограничение диапазона частот измеряемых сигналов звуковой областью.

Известно также устройство, содер- жащее преобразователь код-аналог, информационный вход которого соединен с входом вольтметра и входом блока определения периода (формирующее устройство), а ныход — с информационным входом блока вычисления, выход которого является выходом вольтметра, а другой выход соединен с первым входом блоком управления, второй вход которого соединен с первым выходом блока определения периода. Кроме перечисленных узлов вольтметр содержит дополнительно умножитель частоты, элемент ИЛИ и генератор импульсов. Вольтметр предназначен для измерения периодических напряжений инфранизкого диапазона частот 13).

Недостатком этого вольтметра является невозможность измерения с заданной погрешностью напряжений диапазона звуконых частот.

Белью изобретения янляется рас- ширение частотного диапазона эа счет увеличений его верхней границы.

Постанленная цель достигается тем, что в цифровой вольтметр, содержащий преобразователь аналог- код, информационный вход которого соединен с

97б 394 входной шиной и входом блока определения периода, а ныход — с информационным входом блока вычислений, первый выход которого соединен с выходной шиной, второй выход — с первым входом блока управления, второй нход 5 которого соединен с первым выходом блока определения, введены элемент

И, счетчик числа ординат, триггер, формирователь импульсов, управляющий счетчик, коммутатор, блок фор- 10 мирования частот, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход которого соединен с первым входом элемента И и третьим входом блока управления, а второй вход сое- 15 динен с выходом управляющего счетчика

/ в ход кот оро го соеди не н с выходом формирователя импульсов и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом счетчика числа ординат, а выход — с входом формирователя импульсов, при этом второй вход элемента И соединен с вторым выходом блока определения периода, а выход — с управляющими входами преобразователя аналог-код и блока вычислений, причем вход счетчика числа ординат соединен с. выходом блока управления.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого цифрового вольтметра °

Вольтметр содержит преобразователы

1 аналог-код, блок 2 вычисления, блок

3 определения периода, элемент И 4, блок 5 формирования частот, коммута- 35 тор б, счетчик 7 управляющий, блок

8 УЛравления, счетчик 9 числа ординат, триггер 10, формирователь 11 импульсов.

4О

Входы преобразователя 1 аналогкод и блока 3 определения периода соединены с входом вольтметра. Выход преобразователя 1 аналог — код через блок 2 вычисления соединен с выходом нольтметра. Первый выход блока 3 определения периода соединен с блоком 8 управления, а второй выход блока 3 .соединен с вторым входом элемента И 4. Блок 5 формирования частот через первый вход коммутатора

6 соединен с первым входом элемента

И 4 и с третьим входом блока 8 управления. Выход элемента И 4 соединен с управляющими входами преобразователя l аналог — код и блока 2 вычисления. Второй вход коммутатора б через счетчик 7 управляющ и соединен с выходом формирователя 11 импульсов и с первым входом триггера 10, выход которого соединен с входом формирователя 11. Второй вход триггера

l0 через счетчик 9 числа ординат соединен с выходом блока 8 Упранле" ния, первый вход которого соединен с вторым выходом блока 2 вычисления., 65

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на вход преобразователя 1 аналог — код и в блок 3 определения периода нходного сигнала. В блоке 3 определения периода выделяются первый н второй периоды„,входного сигнала и формируются разрешающие сигналы соответственно на его первом и втором ныходах, После запуска вольтметра на второй вход .блока 8 управления поступает сигнал разрешения от блока 3 определения периода, который включает в работу блок 8 управления на время первого периода измеряемого сигнала.

При этом на счетчик 9 числа ординат из блока 5 формирования частот через коммутатор б и блок 8 управления поступает наиболее высокая тактовая частота. При использовании дноичной сетки частот (f; =Zf„ q ) в случае пе" реполнения сче;чика 9 числа ординат и триггера 10, сраб тывает формиронатель 11, который устанавливает в единичное состояние триггер 10 и увеличивает на единицу содержимое счетчика 7. Последний переключает коммутатор б, благодаря чему на вход счетчика 9 числа ординат поступает частота пониженная в два раза.

При этом начинается второй цикл формирования частоты запуска преобразователя 1 аналог — код. Далее цикл повторяется до момента окончания первого периода входного сигнала.

Таким образом, в течение первого периода входного сигнала формируется частота запуска преобразователя 1, аналог — код.

После окончания первого периода входного сигнала блок 3 определения периода с перного выхода формирует запирающий потенциал, по которому прекращается определение тактовой частоты и числа ординат на периоде измеряемого сигнала, а с второго выхода блока 3 подается сигнал разрешения на второй вход элемента И 4 на длительность второго периода входного сигнала. Выбранная на предыдущемпериоде измеряемого напряжения тактовая частота через коммутатор б подается на входы преобразователя 1 аналог-код и блока 2 вычисления.

Преобразователь 1 аналог — код запускается при каждом такте и коды ор.динат поступают в блок 2 вычисления.

Количество запусков преобразователя.l подсчтитынается блоком 2 вычисления.

Измеренные ординаты напряжения X (t) и количество ординат N используются для вычисления среднеквадратического значения измеряемого напряжения

Ц..

По окончании второго -периода блок

2 формирует импульс на первый вход блока 8 управления, по которому за976394 канчивается цикл измерения. Пифровой вольтметр готов принять следующий сигнал запуска.

Погрешность дискретного определения периода в предлагаемом вольтметре всегда определяется величиной шага дискретизации, это равносильно тому, что погрешность коэффициента умножения частоты равна

Д „с

11

-f.,N

4то при прочих, равных условиях, обеспечивает увеличение верхней границы частотного диапазона.

Таким образом, введенные дополнительно блоки и связи между ними позволяют увеличить верхнюю границу час. тотного диапазона вольтметра, что способствует расширению области его применения °

15

Формула изобретения цифровой вольтметр, содержащий преобразователь аналог — код, инфор,мационный вход которого соединен с входной шиной и входом блока опреде-. ления .периода, а выход — с информа"ционным входом блока вычисления, первый выход которого соединен с, 30 выходной шиной, второй выход — c первым входом блока управления, второй вход которого соединен с первым выходом блока определения периода, о тличающийся тем,что,с целью расширения частотного диапазона, в него введены элемент И, счетчик числа ординат, триггер, формирователь импульсов, управляющий счетчик, коммутатор, блок формирования частот, выхоц которого соединен с первым входом коммутатора, выход которого соединен с первым входом элемента И и с третьим входом блока управления, а второй его вход— с выходом управляющего счетчика, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом счетчика числа ординат, а выход — с входом формирователя импульсов, при этом второй вход элемента И соединен с вторым выходом блока определения периода, а выход — с управляющими входами преобразователя аналог — код и блока вычисления, причем вход счетчика числа ординат соединен с выходом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 402813, кл, G Ol R 19/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 367389, кл. G Ol R 19/25, 1971.

3. Смеляков В.В. цифровая измерительная аппаратура инфраниэких частот. Й., Энергия, 1975, с.70 (прототип).

976394

Сост авит ель А. Кузнецов

Редактор В. Иванова Техред Т. Фанта Корректор Н. Буряк

Заказ 8998/73 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раумская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4