Цифровой вольтметр действующего значения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН И 9) И 1) 01 Н 19/2 3 ФМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ МЬАЫ Р ТОРСНОМУ С ЕЛЬСТВУ/18-21 4. Бюл. бок, С. и С.С,Т ий орде институ Львовск ние "Ми Советск (088.8) рское сНОЗК.Обозо аченко а Лени им.Ле е прои роприб й Укра ский,поли- нского одств детельство 13/20, 1967 ельство СССР3/20, 1979 кое св Н 03ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54 ) (57) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащий первый интегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с вход ной шиной и входом блока управления,второй вход - с выходом источника опорного напряжения, выход - с входо) квадратора, а третий вход - с выходо блока управления, второй выход которого соединен с первым входом селектора, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, третий вход - с выходом реверсивного счетчика, четвертый вход - с выходом блока сравнения, первый выход - с первым входом реверсивного счетчика, второй выход - с входом первого счетчика, третий выход - с входом второго счетчика, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с выходами первого счетчика, а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика, второй интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй переключатель, щс инвертирующий повторитель и перемножитель, первый вход которого соединен с выходом квадратора, второй вход - с выходом первого интегратора С а выход - с входом второго интегратора, при этом вход инвертирующего повторителя соединен с выходом источ. ника опорного напряжения и с первым входом второго переключателя, вто- файф рой вход которого соединен с выходом ) инвертирующего повторителя, третийв 1 вход - с первым выходом блока управ ления, а выход - с входом первого интегратора.Изобретение относится к электро- измерительной технике и используется при создании цифровых вольтметров и аналого-цифровых измерительных преобразователей действующего значения напряжения переменного 5 тока. Изнестен измеритель действующего значения напряжения, содержащий ин тегрирующий усилитель, соединенный О со схемой сравнения, множительное устройство и блок управления, соединенные со входом преобразователя, клич и управляемый генератор Функций 1 .15Указанный измеритель характеризуется малым быстродейстнием.Известен цифровой вольтметр действующего значения, содержащий первый нтегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока управления, второй вход - с выходом источника опорного напряжения, выход - с входом квадратора, а третий вход - с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом селектора, второй нход которого соединен с выходом генератора импульсов, третий вход - с выходом реверсивного счетчика, четвертый вход - с выходом блока сранНения, первый выход - с первым входом реверсивного счетчика, второй выход - с входом первого счетчика, третий выход - с входом второго 35 счетчика, выходы которого соединены с первыми входами группы элементон И, вторые входы которых соединены с выходами первого счетчика, а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом,реверсивного счетчика, второй интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнения 1 .Однако данное устройство обладает 45 низким быстродействием.Цель изобретения - повышение быстродействия путем уменьшения числа тактов интегрирования.Поставленная цель достигается тем, что в циФровой вольтметр действующего значения, содержащий первый Интегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока управ . ления, второй вход - с выходом источника опорного напряжения, вы- ход - с входом квадратора, а третий вход - с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым нходом селектора, нто оой вход которого соединен с выходом еенератора импульсов, третий входс выходом реверсивного счетчика, четвертый вход - с выходом блокасравнения, первый выход - с первым 65 входом реверсивного счетчика, второй выход - с входом первого счетчика, третий выход - с входом второго счетчика, выходы которого сое."динены с первыми входами группыэлементов И, вторые выходы которыхсоединены с выходами первого счетчика, а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен свторым входом реверсивного счетчика,второй интегратор, выход которогосоединен с входом блока сравнения,введены второй переключатель, иннертирующий повторитель и перемножитель, первый вход которого соединен с выходом квадратора, второйс выходом первого интегратора, авыход - с входом второго интегратора, при этом вход инвертирующегоповторителя соединен с выходом источника опорного напряжения и спервым входом второго переключателя,второй вход которого соединен свыходом иннертируищего повторителя,третий вход - с первым выходомблока управления, а ныход - с входомпервого интегратора,На чертеже изображена структурнаясхема цифрового вольтметра действующего значения.ЦиФровой вольтметр содержит источник 1 опорного напряжения, первыйпереключатель 2, кнадратор 3, инвертирующий повторитель 4, второй переключатель 5, первый интегратор 6,перемножитель 7, нторой интегратор 8,блок сравнения 9, селектор 10, генератор импульсов 11, первый счетчик 12,группу элементов И 13, элемент ИЛИ 14реверсинный счетчик 15, второй счетчик 16 и блок 17 управления.Шина входного сигнала соединена с первым входом перекличателя 2 и входом блока 17 управления, выходы которого связаны с управляющими входами перекличателя 2,переключателя 5 и вторым входом селектора 10, Выход второго перекличателя соединен со входом квадратора 3; выход которого подсоединен к первому входу перемножителя 7, Выход источника 1 опорного напряжения соединен с вторым входом переключателя 2, с первым нходом переключателя 5 и входом инвертируищего повторителя 4, выход которого соединен с вторым входом переключателя 5, ныход которого подсоединен ко нходу первого интегратрра 6 а выход последнего - ко второму входу перемножителя 7, выход которого соединен со входом интегратора 8. Выход последнего через блок сравнения 9 связан с первым входом селектора 10, третий вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов 11, а четвертый вход соединен с выходом ревер1073707 р я до мом когд 220 к,о,Т,-02 л л отку ыходн опор ся ин пряжес Ос 2 торой вход и ое напряжени ется интегра рого в момен напряжение поступаеттеля 7, вырого интегна выходепервого тааТо на емножикотором 8,окончан П 45 кончакия вания блокселектор 1импульсы она счетчиксчетчикомИ 13 и элевоичный умму с выходающий входимпульсы с ероет орого такта7 управленияпо третьемугенератора 1116, который2, группойентом ИЛИ 14ожитель частоэлемента ИЛИчетчика 15частотой ри ко кт инте гри открыва выходу, и поступают вместе со элементов образует ты. Поэто на суммир поступают Хк дТхццю 5 соь а КК ю 2 т 2 2: а+Е. Ъ 1 =Ь 1 ь 1 2 с,где йсчетчиковС поств течение Формационн2 и 16,лением йремени4 о 2сй 1 емко п аких импульсов в В момент окок 17 управл ервого такта водит пересивного счетчика 15. Первый выход селектора 10 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 15, второй - со входом счетчика 12, а третий - со входом счетчика 16. Информационные выходы счетчика 12 и счетчика 16 связаны с входами элементов И 13, выходы которых через элемент ИЛИ 14 подключены к суммирующему входу реверсивного счетчика 15.Аналого-цифровое преобразование действующего значения О периодического напряжения ц 8) переменного тока в цепи цифрового вольтметра осуществляется методом двухтактного интегрирования произведения квадрата мгновенного значения напряжения на линейно изменяющееся напряжение.Цифровой вольтметр работает следующим образом,В момент начала первого такта .интегрирования, длительность которо- гоТ,=Т, л = 1, 2, , т.е. равна или кратна периоду Т напряжения 0 Ц, блок 17 управления устанавливает переключатели 2 и 5 в положение 4 и открывает селектор 10 по второму выходу. Вследствие этого напряжение 01) преобразуется квадратом 3 и его выходное напряжение ОкЦ = КО (Ц поступает на первый вход перемножи-. теля 7, а в ое напряжение Оо источника 1 ного напряжения интегрирует тегратором 6, выходное на ние которого где , ,ь 2 - постоянные времениинтеграторов 6 и 8,КК- коэффициенты преобразования квадрата 3 иперемножителя 7 соответственноа 2, а, в, - коэффициенты рядаФурье.ончания п бл ения пере ключатели 2 и 5 в положение б,.закрывает селектор 10 по второмувыходу и открывает его по первомувыходу, а число импульсов, поступивших в течение времениТ = и Т насчетчик 12 через селектор 10 отгенератора 11, равно Н, = 1 с иТ, гдечастота следования импульсовсгенератора 11.В течение второго такта интегриро вания опорное напряжение 0 от источника 1 поступает на входы квадратора3 и интегрирующего повторителя 4.Выходное напряжение ХО квадратора 3поступает на первый вход перемножи теля 7, а выходное напряжение -Ооповторителя 4 интегрируется интегратором 6 и поступает на второй входперемножителя 7, выходное напряжениехх и 20 которого, равное - " о интегВ момент равенства нулю выходногонапряжения интегратора 8 блок сравнения 9 закрывает селектор 10 по 35 первому выходу и поступление импульсов от генератора 11 на вычитающий вход .реверсивного счетчика 15 прекращается, С учетом последнего выражения число импульсов, поступивших 40 за время Т 2,Заказ 324/45 Тираж 711 . Подписное ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 реверсивный счетчик 15 возвращаетсяв исходное состояние, сигнал с еговыхода закрывает селектор 10 по третьему выходу, а число импульсов,зафиксированных счетчиком 1 б,ой, НоспО ойЯо 1 вР 10 О 1 откуда действующее значение напряжения где 1( - известный постоянный коэффициент.Таким образом, введение второго переключателя, инвертирующего повторителя и перемножителя повышает быстродействие предЛагаеМого преобразователя путем сокращения числа тактов интегрирования.