Преобразователь параметров, с цепей в частотные сигналы

СОЮЗ СОВЕТСКИХШИЧНОПНЕниРЕСЙ%ЛИН 0 0 01 В 27 0 ПИ САНИ АВТОРСКОМУ БРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 382232, кл.б 01 н 27/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 456233, кл.с 01 й 27/00, 1975.3, Авторское свидетельство СССРВ 761936, кл.с 01 Н 27/00, 1980,(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. ПАРАМЕТРОВВ,Ь,С-ЦЕПЕИ В ЧАСТОТИЫЕ СИИАЛЫ,содержащий блок сравнения, соединенный с делителем напряжения и черезинтегратор с одним входом сумматора,второй вход которого соединен с выходом операционного усилителя, на 80107684 вход и в цепь отрицательной обратной связи которого включены соответствующим образом опорный элемент и исследуемая электрическая цепь, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и повышения точности, в него введены дифференциатор и переключатель, а делитель напряжения и интегратор выполнены управляемыми, при этом входы блока сравнения подключены к выходам интегратора и пепреключателя, один вход которого подключен к выходу блока сравнения, а другой вход подключен к выходу делителя напряжения и третьему входу сумматора, выход которого подключен к управляющему входу делителя напряе жвния и через дифференциатор к упра- ФЛ вляющему входу интегратора, а вход операционного усилителя подключен к выходу блока сравнения.Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-зовано для измерения параметров электрических цепей и элементов радиоаппаратуры.Известно устройство для измерения параметров Электрических цепей,содержащее дифференциальный усилитель-ограничитель, интегратор, усилитель постоянного тока, на входекоторого включен опорный элемент,в цепь отрицательной обратной связи(ООС) включена исследуемая цепь,дифференциатор, второй интегратор,нычитающее устройстно, переключательи схему сброса Г 1.15Недостаток указанного устройства - относительно невысокая точностьпреобразования из-за неидеальностидифференциатора,Известно устройство, содержащеедифференциальный усилитель-ограничитель, делитель напряжения, усилительпостоянного тока, на вход и н отрицательную обратную связь котороговключены соответствующим образомопорный элемент и исследуемая электрическая цепь, дифференциатор-ограничитель, интегратор и сумматоринтегратор Г 23Недостаток данного устройства "невысокая точность измерения. 30Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяпреобразователь параметров Б,Ь,С-цепей в период электрических колебаний,содержащий интегратор, усилитель-огра- З 5ничитель, усилитель постоянного тока, на вхоц и отрицательную обратнуюсвязь которого включены опорный элемент и исследуемая цепь, суммирующееустройство, схема сравнения и делитель напряженияК недостаткам известного преобразователя относятся ограниченные функциональные возможности из-за невозможности преобразования обоих параметров двухэлементных цепей при одном 45опорном элементе и ее постоянной времени и из-за ограничений, наложенныхусловиями на диапазон изменения параметров двухэлементных цепей, а также влияние на результат преобразования погрешности, обусловленной наличием зоны нечувствительности усилителя-ограничителя, дрейфа нуля интег-ратора и неравенством абсолютных значений амплитуд напряжений усилителяограничителя и схемы сравнения в отрицательном и положительном примыкающих полупериодах,Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей и повышениеточности преобразования,Поставленная цель достигается тем, что в преобразонатель параметров В,ь,С-цепей в частотные сигналы, содержащий блок сравнения, соединенный 65Ф с делителем напряжения и через интегратор с одним входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом операционного усилителя, на вход и в цепь отрицательной обратной связи которого включены соответствующим образом опорный элемент и исследуемая электрическая цепь, введены дифференциатор и переключатель, а делитель напряжения и интегратор выполнены управляемыми, при этом входы блока сравнения подключены к выходам интегратора и переключателя, один вход которого подключен к выходу блока сравнения, а другой вход подключен к выходу делителя напряжения и третьему входу сумматора, выход которого подключен к управляющему входу делителя напряжения и через дифференциатор к управляющему входу интегратора, а вход операционного усилителя подключен к ныходу блока сравнения.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого преобразовагеля.Преобразователь содержит блок 1 сравнения, переключатель 2, управляемый интегратор 3, измерительную схему 4, состоящую из усилителя постоянного тока уПТ, на вход и отрицательную обратную связь которого включены опорный элемент 20(исследуемая цепь е ) и исследуемая цепь Е(опорный элемент 2 р) соответственно, управляемый делитель 5 напряжения, сум.матор б и дифференциатор 7, причем на входы блока 1 включены выходы интегратора 3 и переключателя 2, а выход подключен параллельно к входу интегратора 3, схемы 4, делителя (уДН) 5, и к первому входу переключателя 2, второй вход последнего соединен с выходом делителя 5 и одним входом сумматора б, нторой и третий входы которого подключены к выходам интегратора 3 и схемы 4, а выход подключен к управляющему входу делителя 5 и через дифференциатор 7 к управляющему входу интегратора 3.При подключении питания на выходе блока 1 сравнения появляется напряжение, допустим, положительное амплитудой у . Это напряжение поступает на вход интегратора 3, на выходе которого Формируется линейно изменяющееся напряжение3С(1) где Г 1 - постоянная интегрированияинтегратора 3;п - безразмерный коэффициентпреобразования интегратора 3. Одновременно напряжение Ч поступает на вход измерительной схемы 4, выходное напряжение которойП = -У + -,Редактор А.Лежнина Техред О,Неце Корректор И.Муска Заказ 741/4 3 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва,Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 где Ь - индуктивность зпорногоэлемента,Ь,В - параметры исследуемой цепи,и на вход делителя 5, на выходе которого О = Чп, (и - безразмерный 5 коэффициент передачи уДН 5).Напряжение с интегратора 3, схемы 4 и делителя 5 подаются на входы сумматора б таким образом, что из сигнала О вычитаются сигналы ц 3 и 0 , 10 т,е. й 1 ФеО:Ч - + - -У Ч и (З)х ХЬ 1 )(, 1 7 1 2о оСигнал с выхода сумматора б поступает на управляющий вход УДН 5 и 15 вынуждает последний изменять коэффициент п так, чтобы обеспечить равенство сигнала сумматора нулю, т.е.чтобы БЧ ОКроме того, сигнал с выхода сум матора б дифференцируется в дифференциаторе 7 В и,1 1 Ь 1 Т "До25где- постоянная времени дифференАциатора 7,и подается на управляющий вход интегратора 3 с тем, чтобы изменять егокоэффициент с целью обеспечения ра 30венства линейно изменяющейся составляющей сигнала сумматора б нулю, т.е. Ч ( - " - )=еО (4)Для моментов, когда выполняются (3) и (4) однодременно, можно запи- сать Ьх Вх 1 Фп 1Ч 1 , = Ч 1 п 2 Ч 1 Ь 1(5)40Напряжение с выхода интегратора 3 подается на один вход блока 1 сравнения, а напряжение с выхода переключателя 2, на входы которого поданы напряжения с блока 1 и делителя 5, поступает на второй вход блока 1 сравнения.В момент времени, когда напряжение Б будет равно напряжению, подаваемому с переключателя 2, выходное напряжение блока 1 сравнения скачко образно сменит знак на противополож- . ный. Далее процесс повторяется аналогичным образом в режиме автоколебаний. Если переключатель 2 находится в первом положении, то условие равенства напряжений на выходах блока 1 сравнения запишется в виде откуда частота генерируемых колебаний Если переключатель 2 во втором положении, то условие равенства. напряжений на входах блока 1 сравнения имеет вид откуда период генерируемых колебаниЯ где 7 - постоянная времени исследуемой цепи.Из выражений (7) и (9) находят значение параметра Ьв видеТ Г= -- -(10) Аналогичным образом могут быть преобразованы в частотные сигналы параметры любой нерезонансной двух- элементной цепи. При этом для последовательной ВС-цепи Для параллельной цепи, включаемой на входе усилителя постоянного тока измерительной схемы 4 и опорном элементе в цепи отрицательной обратной связи усилителя постоянного тока измерительной схемы 4, имеем: в случае ВЬ-цепиТ:4; Т = =4 т; - = -(Цр,ах т й, в случае В С-цепи