Цифровой вольтметр действующего значения

(19) 11 А 1 9/25 ц 0 41,нвЭфр 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУНюл, р бк, С.С,Обозовский,С.С,Ткаченкоорденатут им.Лское проикроприбУкраины88.8)кое свидетельство СССН 03 К 13/20, 1967.е свидетельство СССРН 03 К 13/20, 1979 Ленина полите енинского ком изводственное ор" им.60-леЕНСТпервель ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ(54)(57) 1 ИГРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР )ВУ 101 цЕГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащий ыйинтегратор, первый переключатпервый вход которого соединен свходной шиной и входом блока управления, второй вход - с выходомисточника опорного напряжения, выход - с входом квадратора, а третийвход - с первым выходом блока управления, второй выход которого соединенс первым входом селектора, второй входкоторого соединен с выходом генератор импульсов, третий вход - с выходом ре-.версивного счетчика, четвертый вход -с выходом блока сравнения, первый выход - с первым входом реверсивного счечика, второй выход - с входом первого.счетчика, третий выход - с входомвторого счетчика, выходы которогосоединены с первыми входами группыэлементов И, вторые входы которыхсоединены с виходами первого счетчи.ка, а выходы - с входами элементаИЛИ, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика,второй интегратор, выход которогосоединен с входом блока сравнения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью повышения быстродействия, внего введены второй переключательи инвертирующий повторитель, входкоторого соединен с выходом квадратора и с первым входом второгопереключателя, второй вход которогосоединен с выходом инвертирующегоповторителя, третий вход - с первым выходом блока управления, авыход - с входом первого интегратора, при этом выход первого интегратора соединен непосредственно свходом второго интегратора.Изобретение относится к электроизмерительной технике и используетсяпри создании цифровых вольтметрови аналого-цифровых преобразователейдействующего значения напряженияпеременногс тока.Известен измеритель действующегозначения напряжения, содержащийинтегрирующий усилитель, соединенный со схемой сравнения, множительное устройство и блок управления,соединенные сс входом преобразователя, ключ и управляемый генераторфункцииНедостатком данного устройстваявляется низкое быстродействие,15Известен цифровой вольтметрдействующего значения, содержащийпервый интегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока 20управления, второй вход - с выходомисточника опорного напряжения, выход - с входом квадратора, а третийвход - с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом селектора, второй .вход которого соединен с выходомгенератора импульсов, третий вход -с выходом реверсивного счетчика,четвертый вход - с выходом блока 30сравнения, первый выход - с первымвходом реверсивного счетчика,второй выход - с входом первого счетчика, третий выход - с Входом второго счетчика, выходы которого соединены с первымй входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с выходами первого счетчика,а выходы - с входами элемента ИЛИвыход которого соединен сс вторымвходом реверсивного счетчика, второйинтегратор, выход которогс соединенс входом блока сравнения 21,Однако и данное устройство характеризуется низким быстродействием,Цель изобретения - повышениебыстродействия путем уменьшениячисла тактов интегрирования.Поставленная цель достигаетсятем,что в цифровой вольтметр дейстВующего значения, содержащий первыйинтегратор, первый переключатель,первый вход которого, соединен свходной шиной и входом блока управления, второй вход - с выходом источника опорного напряжения, Выходс входом квадратора, а третий входс первым выходом блока управления,второй выход которого соединенс первым входом селектора, второйвход которого соединен с выходом 60генератора импульсов, третий входс выходом реверсивного счетчика,четвертый вход - с выходом блокасравнения, первый выход - с первымвходом реверсивного счетчика, вто рой Выход - с входом первого счетчика, третий выход - с входом второго счетчика, выходы которогссоединены с первыми входами группыэлементов И, вторые входы которыхсоединены с выходами первого счетчика,. а выходы - с Входами элемента ИЛИ,выход которого соединен с вторым входомреверсивного счетчика, второй интегратор выход которого соединен свходом бпока сравнения, Введенывторой переключатель и инвер .иоующийповторитель, вход которого соединенс ВыхОдОм квадратОра и с перВымвходом второго переключателя, второйвход которого соединен с Выхсинвертирующего повторителя, :.-.етийвход - с первьм вь.ходом блока управления,. а Выход - с входом первогоинтегратора, при этом Выход первогоинтегратора соединен негосредственнос входом второго интегратораНа чертеже изображена структурнаясхема цифрового вольтметра действующего значения,Цифровой вольтметр содержитисточник 1 опорного нагряжения, первый переключатель 2, квадратср 3,инвертирующий повторитель 4, второйпереключатель 5, первый интегратор б,второй интегратор 7,. блок Я сравнения, блок 9 управления,. селектор 10,генератор 11 импульсов, первый счетчик 12, группу элементов И 13,элемент ИЛИ 14, реверсивный счетчик15 и Второй счетчик 16,Шина Входного сигнала соединена с первым входом переключателя 2 и Входом блока 9 управления,. выходы которого связаны с управляющимл входами перключателя 2, переключателя 5 и Вторым Входом селектора 10, Ко Второму ВхОду переключателя 2 ДОдссадинен Выход источника 1 опорногс напряжения, Выход переключателя 2 соединен с Вхопом квадратора 3, к Выходу которсгс подсоединен вход инвертирующегс повторителя 4 и перВый Вход переключателя 5, выход ко орого соединен сс входом первого интегратора 6, соединенного последовательно со вторым интегратором 7, Выход последнего через блок 8 сравнения связан с первым Входом селектора 10, третий Вход 10,5 которого подСоединен к Выходу генератора 11 импульсов а четвертый 10,6 соединен с выходом реверсивного счетчика-, Первый вход 10," селектора 10 соединен с вычитающим Входом реверсивного счетчика 15, Второй 10,2 - со входом счетчика 12, а третий 10,3 - со входсм счетчика 16. Информационные выходы счетчика 12 и счетчика 16 связаны с входами элементов И 13, выходы которых через элементы ИЛИ 141073708 подключены к суммирующему входу реверсивного счетчика 15,Аналого-цифровое преобразованиедействующего значенияО= - , цСЦао1периодического напряжения ОЦ вцепи цифрового вольтметра осуществляется методом двойного интегрирования.В момент начала первого тактаинтегрирования, длительность которого Т( = лТр И= 1 р 2 рр таееравна или кратна периоду Т напряженияО(Ц р блок 9 управления устанавливает переключатели 2 и 5 в положениеО и открывает селектор 10 по выводу 10.2, Вследствие этого напряжение Опреобразуется квадратором 3,а его выходное налряжейие О (1) =КО., 20подвергается двойному интегрированиюпоследовательно соединеннымиинтеграторами 6 и 7, причем в конце перноготакта интегрирования напряжение навыходе интегратора 7 25 11 г оТ О 2 Ь,+р асоь 1 ы 1;р. Ъьии 1)Ы Н- кМ м" 2 лк + а+ Ъ О2 с:1 " Е:1 40 реверсивный счетчик 15 нознращаетсяв исходное состояние, сигнал с его,45 выхода закрйвает селектор 10 повыходу 10.3, а число импульсов, зафиксированных счетчиком 16,Ной йо 1 лТО йаО50 Й О,1 р 1 Т 1 ьро 1откуда действующее значение напряже- ния 10.1 О= М=кй,огде К - известный постоянныйкоэффициент,Таким образом, непосредственноесоединение интеграторов и введение60 второго переключателя и иннертирующего повторителя повышает быстродействие предлагаемого устройства,Тираж 11Подписное Ужгородр ул.Проектная, 4 где К - коэффициент передачиквадратора 3,ь - постоянные времени интеграторов б и 7 соответственно,ао,а,Б- коэффициенты ряда Фурье,В момент окончания первого тактаинтегрирования блок 9 управленияпереводит переключатели 2 и 5 вположение. б, закрывает селектор повыходу 10,2 и открывает его повыходу 10,1, а число импульсов, поступивших в течение времени Т 1 насчетчик 12 через селектор 10 отгенератора 11, равно й,=1 вТ,где 1 - частота следования импульсов генератора 11.В течение второго такта интегрирования длительностью Т на входквадратора 3 поступает опорное напряжениеОО с выхода источника 1,выходное напряжение К О кнадратораинвертируется последовательно соедиВНИИПИ Заказ 324/45Филиал ППП "Патент", г. ненными интеграторами б и 7 до момента, когда В момент равенства нулю выходного напряжения интегратора 7 блок 8 сравнения закрывает селектор 10 по входу 10,4 и поступление импульсов от генератора 11 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15 прекращается, а число поступивших импульсов за время Т с учетом последнего выражения равно После окончания второго такта блок 9 управления открывает селектор 10 по ныходу 103 и импульсы от генератора 11 поступают на счетчик 16, который совместно со счетчиком 12, группой элементов И 13 и элементом ИЛИ 14 образует двоичный умножитель частоты. Поэтому с выхода элемента ИЛИ 14 на суммирующий выход счетчика 15 поступают импульсы с частотой 1 сИр,С поступлением Н таких импульсовв течение временио"гс "(