Преобразователь действующего значения напряжения произвольной формы в интервалвремени

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ270046 Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваКл. 21 с 1-, 1 явлено 17,7,1967 ( 1148694126-2 заявкис присоединен Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР(088.8) публиковано 08 Х,1970, Бюллетень16 ата опубликования описания 4 Х 111.1970 эи." 1.тд.1311 Ах П.чТЕ 1 тТ 110 ТАвто изоб Ласыико ия иинградский политехнический и имени М. И, Калинина Заявитель тут тгц 11 пЕгц рю ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮШЕ ГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИПреобразователь действующего значения напряжения произвольной формы в интервал времени предназначен для построения цифровых вольтметров, работающих в диапазоне низких и инфранизких частот.Известные цифровые измерители действующего значения напряжения, удовлетворительно работающие на инфранизкой частоте, производят измерения мгновенных значений напряжений аналого-цифровыхт преобразователем с последующей обработкой результатов измерений на специализированном цифровом вычислительном устройстве.Недостатком известных устройств является использование многочисленного электронного оборудования, а также необходимость в устройстве нормализации амплитуды, которое ухудшает динамические характеристики и снижает быстродействие.Предлагаемый преобразователь содержит значительно меньшее количество электронного оборудования и имеет более высокое быстродействие - одно преобразование за два пеоиода измеряемого напряжения.Преобразователь построен на принципе сравнения неизвестного напряжения, предварительно возведенного в квадрат и проинтегрированного,На чертеже дана блок-схема преобразователя, где 1 - блок управления; 2 - ключи; 8 - квадратор; 4 - интегрирующии усилитель;5 - устройство сравнения; б - блок цифровых управляемых сопротивлений; 7 - триггер; 8 - генератор линейно-изменяющегося цапряжения; 9 - одновибратор; 10 - ключ; П - генератоо импульсов образцовой частоты. Блок управления 1 выполняет функцию синхронизации путем правления работой ключей 2, генератора 11 и триггера 7. Блок б цифровых управляемых сопротивлений всполья ется в качестве делителя напряжения с коэффициентом деления р, пропорциональным числ пришедших на него импульсов генератора 1.Начальное состояние преобразователя характернается тем, что ключи 2 подключают к входу квадратора 8 генератора 8 линейно измепяюгцегося напряжения, а к его выходу - интегриръюцтийсилитель 4. Генератор 11 заперт напряжением от блока управления 1.Ключ 10, включенный параллельно интегрирующей емкости Сч. разомкнут. Одновибпятор 9 находится в устойчивом состоянии. Блок б цифровых управляемых сопротивлений имеет 1 коэффициент передачи, ванный н.лю. Триггер 7 запирает генератор 8 линейно изменяющегося напряжения.Процесс преобразования протекает следую. щим образохт.В момент прохождения Йчерез нуль со стороны положительных значений блок управлення 1 вырабатывает управляющий импульс, запускакнцпй генератор импульсов 11 и устанавливающий ключи 2 в положение, при котором У через квадратор 3 поступает на интегрирующий усилитель 4. Напряжение С/, на,выходе интегрирующего усилителя 4 к моменту окончания периода Т преобразуемого напряжения будет равно:т,У, = -К,О,й,Я 5,где К, - постоянная квадратора 3;Я и С - элементы интегрирующего усилитеЛ 51 4,В течение всего Т на делитель поступают ,импульсы от генератора 11.К концу периода Ткоэффициент деления Д делителя б будет равенгде К 2 - постояиная делителя;М - число импульсов, поступивших вблок б;У, - входное напряжение делителя;У 2 - выходное напряжение делителя.В момент окончания Тблок управления 1 вырабатывает управляющий импульс, который запирает генератор 11 и устанавливает ключи 2 в положение, при котором генератор 8 соединяется с квадратором 3, а выход квадратора 3 - с входом делителя. Этот же импульс перебрасывает триггер 7,в положение, при котором он отпирает генератор 8. Генератор 8 начинает вырабатывать линейно возрастающее нацряжение.У 1= Кзгде К, в постоянн генератора линейно изменяющегося напряжения.Напряжение С/1, пройдя через квадратор 3, преобразуется в напряжениеЦ КЦ 2 КЦ 213которое поступает далее на делитель. Напряжение С 12,на выходе делителя равно:В момент равенства У, и С 12 устройство сравнения б вырабатывает импульс, переводящий триггер и,делитель в исходные состояния.Триггер 7 при этом запирает генератор 8. Импульс с устройства 5 используется также для запуска одновибратора 9, который управляет .ключом 10. Ключ 10 служит для быстрого разряда интегрирующей емкости. Время неустойчивого состояния одновибратора меньше ТьТаким образом, преобразователь принял исходное состояние и готов к следующему преобразованию. На одно преобразование затрачено два периода преобразуемого напряжения,Время, отсчитанное от начала работы гелератора 8 до момента срабатывания устройства сравнения 5, определится из условия равенства напряжений У, и С/2, откуда имеем: 1012 - УЖ1 т 1 иск:лк,о 15 Таким образом,- КСгде 20 т2-ай - действующее значениео преобразуемого напряжения;1 К - постоянная, равнаяясклкз 30Постоянная квадратора К 1 не входит в конечный результат и, следовательно, невносит погрешность. (Здесь предполагается, что в течение процесса одного преобразования К, не 35 меняется), Это позволяет снизить требования в отношении стабильности, предъявляемые к квадратору.Предмет изобретения 40Преобразователь действующего значения напряжения произвольной формы в интервал времени, содержащий квадратор, интегрирующий усилитель с устройством сравнения, вы ход которого через одновибратор соединен с ключом разрядки интегрирующего конденсатора, генератор линейно изменяющегося напряжения, блок цифровых управляемых сопротивлений, генератор импульсов образцовой 50 частоты и переключатели, отличающийся тем, что, с целью сокращения оборудования и увеличения быстродействия, в нем вход квадратора через переключатель соединен с входом устройства и генератором линейно изменяю щегося напряжения, выход квадратора через переключатель соединен с входом интегрирующего усилителя и блоком цифровых управляемых сопротивлений, причем к входу последнего подключен генератор импульсов образцо вой частоты; другой вход устройства сравнения соединен с блоком цифровых управляемых сопротивлений, а выход - с блоком цифровых управляемых сопротивлений и, кроме того, через триггер - с генератором линейно 65 изменяющегося напряжения.Составитель В. Д. Махнаков Редактор А. ф. Морозова Техред 3. Н. Тараненко Корректор И. С. Хлыстов Заказ 215715 Тираж 480 ПодписноеЦ 1.1 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, 7 К, Раушская наб., д. 4,5Типография, пр. Сапунова, 2