Статистический анализатор размахов напряжения

 

Статистический анализатор размахов напряжения, содержащий одновибраторы, элементы ИЛИ, элементы НЕ, аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом анализатора, управляющий триггер, выходы которого соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом распределителя уровней непосредственно и через последовательно соединенные первый элемент НЕ и первый одновибратор подключен к второму входу распределителя уровней, выходы которого соединены соответственно с входами счетчиков импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он содержит регистр памяти и компаратор, выходы которого соединены соответственно с установочными входами управляющего триггера и входами второго элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные второй одновибратор и второй элемент НЕ подключен к третьему входу распределителя уровней и входу записи регистра памяти, информационные входы которого объединены с первой группой входов компаратора и подключены соответственно к выходам аналого-цифрового преобразователя, выходы регистра памяти подключены соответственно к второй группе входов компаратора.

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано, в частности, в электроэнергетике для получения гистограммы и функции распределения колебаний напряжения в промышленных электрических сетях и последующей оценки качества электроэнергии. Известен статистический анализатор колебаний напряжения, содержащий амплитудный селектор, элемент ИЛИ-И, дифференцирующий элемент, двухсторонний пороговый элемент, элемент НЕ, элемент задержки, триггер, распределитель уровней, к выходам которого через элементы И подключены триггерные счетчики импульсов (1). Недостатком известного анализатора является низкая помехоустойчивость, обусловленная наличием в его схеме дифференцирующего элемента. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является статистический анализатор размахов колебаний напряжения, содержащий амплитудный селектор, элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ, НЕ, триггер, одновибраторы, распределитель уровней, к выходам которого подключены триггерные счетчики импульсов (2). Недостатками прототипа являются его недостаточно высокая надежность, большое количество элементов и соединений между ними, что обусловлено необходимостью использования одновибраторов для организации каждого динамического входа первых двух элементов ИЛИ. Целью изобретения является упрощение анализатора. Указанная цель достигается тем, что статистический анализатор размахов напряжения, содержащий одновибраторы, элементы ИЛИ, элементы НЕ, аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом анализатора, управляющий триггер, выходы которого соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом распределителя уровней непосредственно и через последовательно соединенные первый элемент НЕ и первый одновибратор, подключен к второму входу распределителя уровней, выходы которого соединены соответственно с входами счетчиков импульсов, содержит регистр и компаратор, выходы которого соединены соответственно с установочными входами управляющего триггера и с входами второго элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные второй одновибратор и второй элемент НЕ подключен к третьему входу распределителя уровней и к входу записи регистра памяти, информационные входы которого объединены с первой группой входов компаратора и подключены соответственно к выходам аналого-цифрового преобразователя, выходы регистра памяти подключены соответственно к второй группе входов компаратора. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена функциональная схема устройства, а на фиг.2-график исследуемого напряжения. Схема устройства включает аналого-цифровой преобразователь 1 (АЦП), регистр 2 памяти, компаратор 3, управляющий триггер 4, элемент ИЛИ 5 (с динамическими входами), элемент ИЛИ 6 (со статическими входами), одновибраторы 7 и 8, элементы НЕ 9 и 10, распределитель 11 уровней, счетчики 12 импульсов. Анализатор выполнен n-канальным (где n число уровней анализа размахов напряжения), величина младшего значащего разряда АЦП 1 равняется ширине разряда U искомой функции распределения размахов напряжения. В качестве примера на фиг.1 представлена схема анализатора с 4-разрядным АЦП 1. Аналого-цифровой преобразователь 1 представляет собой последовательно соединенные между собой и со входной клеммой устройства измерительные пороговые элементы (т. е. амплитудный селектор) и шифратор из унитарного (или одноразрядного нормального) кода в двоичный (на схеме не показаны). Аналоговая величина подаваемого на вход АЦП 1 напряжения преобразуется на его выходах в двоичное число. В анализаторе используется АЦП 1 параллельного принципа действия, очередное изменение кода на выходах которого происходит лишь после того, как входное напряжение изменяется на величину младшего значащего разряда (МЗР) U. В регистр 2, выполненный на D-триггерах, новая информация записывается по переднему фронту импульса напряжения, прикладываемого ко входу записи регистра. Выходные напряжения компаратора 3 равны нулю в том случае, если к его первой и второй группам входов приложены одинаковые 4-разрядные числа А и Б. Появление напряжений единичного уровня на его выходах происходит соответственно при следующих условиях: на первом при А>Б, на втором при А<Б.1 (с. фиг.2), при котором напряжение U достигает своего экстремального (минимального) значения, в регистре 2 хранится число 0010. При дальнейшем изменении напряжение U переходит границу между вторым и третьим разрядами АЦП 1 в точке "1" на фиг.2. На выходе АЦП 1 при этом появляется число 0011, которое больше хранящегося в регистре 2 числа. В результате на первом выходе компаратора 3 появляется единичное напряжение, которое, проходя через элемент ИЛИ 6, запускает одновибратор 7. По заднему фронту выходного импульса одновибратора 7, который пропускается через элемент НЕ 10, происходит запись числа 0011 в регистр 2, а также на единицу меняется состояние распределителя 11, однако напряжение на его выходах не появляется, так как к стробирующему входу распределителя 11 приложено нулевое напряжение с выхода элемента ИЛИ 5. В результате выравнивания кодов чисел на входах компаратора 3 его выходное напряжение становится равным нулю. Аналогичная операция повторяется в точках "2" "5". В момент прохождения очередного экстремума (максимума) t2 в регистре 2 хранится число 0111, а распределитель уровней 11 находится в состоянии "5". После прохождения экстремума в точке "6" снова происходит сена кода числа на выходе АЦП 1. На его выходе появляется число 0110, которое меньше хранящегося в регистре 2 числа 0111. В результате единичное напряжение появляется на втором выходе компаратора 3, переводя в единичное состояние триггер 4. При этом на выходе элемента ИЛИ 5 появляется единичное напряжение, стробирующее распределитель 11 уровней, с пятого выхода распределителя на вход одного из счетчиков 12 поступает единичный импульс, увеличивая его содержимое на единицу. После окончания выходного импульса элемента 5 запускается одновибратор 8, который своим выходным напряжением устанавливает распределитель 11 в исходное нулевое состояние. Импульс напряжения, появившийся на выходе одновибратора 7 в точке "6", пропускается элементом НЕ 10 на тактовый вход распределителя 11 и своим задним фронтом переводит его в состояние "1". При дальнейших отпусканиях каналов АЦП 1 в точках "7" "9" на тактовый вход распределителя 11 поступают еще три единичных импульса, в результате чего в момент времени t3 к срабатыванию оказывается подготовленным четвертый канал распределителя 11. В момент времени t3 напряжение U достигает своего следующего очередного экстремума-минимума, после чего начинает подниматься. В точке "10" вновь происходит смена кода на выходе АЦП 1, появляющееся на первом выходе компаратора 3 напряжение опрокидывает триггер 4 в нулевое состояние выходной импульс элемента 5 стробирует распределитель 11, в результате чего единица записывается в соответствующий счетчик 12. Затем распределитель 11 приводится одновибратором 8 в исходное нулевое состояние и т.д. Таким образом счетчики 12 анализатора накапливают статистическую информацию о размахах напряжения приращениях напряжения между соседними экстремумами, причем номер счетчика соответствует величине размаха. После накопления достаточного объема информации по содержимому счетчиков 12 строится дискретная функция распределения размахов напряжения. По плавной зависимости величины размахов от их частоты, получаемой из этой функции, делается оценка качества электроэнергии в исследуемой сети. Как легко заметить из описания, анализатор работоспособен при выполнении неравенства: tИ7 > tИ5 + tИ8, где tИ5,7,8 - соответственно длительности выходных импульсов элементов 5, 7, 8. Замена значительного количества одновибраторов (16 в рассмотренном в описании примера) регистром и числовым компаратором (т.е. двумя интегральными схемами) существенно упростила и повысила надежность анализатора за счет уменьшения общего числа элементов и соединений между ними.

Формула изобретения

Статистический анализатор размахов напряжения, содержащий одновибраторы, элементы ИЛИ, элементы НЕ, аналого-цифровой преобразователь, вход которого является входом анализатора, управляющий триггер, выходы которого соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом распределителя уровней непосредственно и через последовательно соединенные первый элемент НЕ и первый одновибратор подключен к второму входу распределителя уровней, выходы которого соединены соответственно с входами счетчиков импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он содержит регистр памяти и компаратор, выходы которого соединены соответственно с установочными входами управляющего триггера и входами второго элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные второй одновибратор и второй элемент НЕ подключен к третьему входу распределителя уровней и входу записи регистра памяти, информационные входы которого объединены с первой группой входов компаратора и подключены соответственно к выходам аналого-цифрового преобразователя, выходы регистра памяти подключены соответственно к второй группе входов компаратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при обработке сигналов случайных процессов

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для реализации операции выделения из совокупности аналоговых сигналов заданной порядковой статистики

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано для контроля характеристик случайных процессов

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для выбора минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального из четырех входных аналоговых сигналов

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при построении высоконадежных устройств и систем, проектируемых по методу горячего резервирования

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для генерации линейно-изломных функций

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления
Наверх