Цифровой интегрирующий вольтметр

О П И С А Н И Е (и) 473 И 4ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реолублии(22) Заявлено 05,03.73 (21) 1889336/18-10 рисоединением заявкиооударетвенный комите авета Министров СССР(088.8) 53) Опубликовано 05.06.75. Бюллетень2 Дата опубликования описания 28.08.75 ло. делам. изобретений открытий(71) Заявитель И. Я. Билинский и А. Ж, Виксна Институт электроники и вычислительной техники АН Латвийской ССРРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮ ОЛЬТМ Изобретение относится к области приборостроения, а именно к устройствам измерения среднего и средневыпрямленного значения переменного напряжения произвольной формы.Известны цифровые интегрирующие вольтметры, предназначенные для измерения интегральных характеристик периодических напряжений. Они содержат генератор пилообразного опорного напряжения, устройство управления, усилитель-ограничитель, логический блок, устройство сравнения, задатчик работы, генератор импульсов эталонной частоты, ключевой элемент, счетчик и отсчетное устройство. Отмечается, однако, уменьшение точности с ростом частоты измеряемого напряжения вследствие синхронизации частоты входного сигнала с эталонной.Цель изобретения - исключение погрешности измерения, обусловленной синхронизацией частоты выходного сигнала с эталонной, и повышение верхнего предела частотного диапазона измерений, Это достигается тем, что цифровой интегрирующий вольтметр снабжен генератором случайных стробирующих импульсов и стабилизатором математического ожидания, причем выход генератора случайных стробирующих импульсов подключен к стробируемому входу устройства сравнения, ко входам логического блока и стабилизатора математического ожидания, выход которого подключен ко входу управления генератора случайных стробирующих импульсов,На фиг. 1 приведена блок-схема вольтметра; на фиг. 2 - блок-схема логического уст ройства; на фиг, 3 - временные диаграммыработы отдельных узлов вольтметра.Вольтметр содержит стабилизатор математического ожидания 1, генератор случайных стробирующих импульсов 2, генератор опор ного пилообразного напряжения 3, тактовыйгенератор 4, устройство сравнения 5, усилитель-ограничитель 6, задатчик рода работы 7, логический блок 8, реверсивный счетчик 9 и отсчетное устройство 10.15 Вольтметр работает следующим образом.Цикл измерения задается тактовым генератором 4, который запускает генератор 3 двухполярного пилообразного опорного напряжения (см. фиг. З,а), а подключенный к выходу 20 генератора опорного напряжения усилительограничитель 6 формирует из пилообразного напряжения прямоугольные импульсы со скважностью 2 (на фиг. З,б представлено напряжение с прямого выхода усилителя-огра ничителя 6, а фиг. З,в - с инверсного).Измеряемое периодическое напряжениепроизвольной формы (треугольное напряжение на фиг. З,а) подается на вход устройства 5 сравнения, которое в моменты прихода слу- ЗО чайных стробирующих импульсов определяет5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 больше или меньше измеряемое напряжение Г,. текущего значения опорного пилообразного напряжения. Случайныс стробпруощис им. пульсы, повторяющиеся через одинаково распределенные, независимые интервалы времени генерирует геператор 2, а математическое ожидание интервалов, т. е. среднюю частоту, стабилизирует стабилизатор 1 математического ожидания (фиг. З,г). Выходы устройства 5 сравнения (У), генератора 2 случайных стробирующих импульсов (Л) и усилителя-ограничителя б (Ъ и ) подаются на логический блок 8, в котором логическая схема И, образует схему совпадения, а логическая схема И - схему антисовпадения устройства сравнения, Во время положительного полупериода опорного напряжения сигналом Р открыт путь импульсам через логическую схему И, а во время отрицательного полупериода опорного напряжения сигналом Г открыт путь через схему И,. Выходы схем И и И, подключены к логической схеме ИЛИ выход которой подсоединен к счетному входу реверсивного счетчика 9. Таким образом, через схему ИЛИ, в реверсивный счетчик 9 во время положительного полупериода опорного напряжения поступают импульсы со схемы совпадения, а во время отрицательного полупериода - импульсы со схемы антисовпадения, т. е. в реверсивный счетчик поступают только тогда стробирующие импульсы, когда абсолютное значение измеряемого напряжения (У,) превышает абсолютное значение опорного напряжения (фиг. З,д).Задатчик 7 рода работы подключен к логической схеме И 4, выход которой подсоединен к шине суммирования реверсивного счетчика 9 и к логической схеме И выход которой через инвертор НЕ подключен к шине вычитания реверсивного счетчика 9. Вторые входы схем И, и И 4 соединены вместе и подключены к инверсному выходу (У) усилителя-ограничителя. Поэтому в режиме измерения средневыпрямленного значения, когда на выходе задатчика 7 рода работы имеется сигнал логического нуля, независимо от полярности опорного напряжепия на выходе схема НЕ сигнал логической единицы и реверсивный счетчик работает только в режиме суммирования (условно эта операция представлена на фиг. З,д). Код числа, зафиксированного в счетчике к концу изме. рения, пропорционален средневыпрямлецному значению измеряемого напряжения.В режиме измерения среднего значения напряжения на выходе задатчика 7 рода работы имеется сигнал логической единицы и режим работы реверсивного счетчика 9 целиком определяется полярностью опорного напряжения. Данная операция условно представлена на фиг. З,е и ж, Таким образом, к концу цикла измерения в счетчике 9 зафиксирован код числа, пропорционального среднему значению переменного напряжения. Предмет изобретения Цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий тактовый генератор, соединенный с генератором опорного пилообразного напряжения, выход которого соединен с одним из входов устройства сравнения и через усилитель-ограничитель - с одним из входов логического блока, другие входы которого связаны с выходами задатчика рода работы и устройства сравнения, другой вход которого соединен с источником измеряемого напряжения, а выходы логического блока связаны с последовательно соединенными реверсивным счетчиком и отсчетным устройством, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью исключения погрешности измерения, обусловленной синхронизацией частоты входного сигнала с эталонной, и повышения верхнего предела частотного диапазона измерений, он снабжен генератором случайных стробирующих импульсов и стабилизатором математического ожидания, причем выход генератора случайных стробирующих импульсов подключен к стробируемому входу устройства сравнения, ко входам логического блока и стабилизатора математического ожидания, выход которого подключен ко входу управления генератора случайных стробирующих импульсов,