Устройство для выделения постоянной составляющей переменного напряжения

(5 ВЕННОЙ КОМИТЕТ СССР ЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ГОСУД АРСПО ДЕЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛ ЬСТВ СКОМ НА 1 Ф .(72) В,А. Медников и АН, Порынов (71) Куйбьшевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П. Королева (53) 621.3177(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР У 568150, кл. Н 03 Н 7/10, 1978.Авторское свидетельство СССР Р 1073706, кл. С 01 К 19/00, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯОБЕЙ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее интегратор,первый сигнальный вход которогосоединен с входом устройства, блокключей, сигнальный вход которогоподключен к выходу интегратора,блок управления, выходы которогосоединены с управляющими входамиинтегратора и блока ключей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности и надежности работы, в него введены блок реэистивных преобразователей напряжения вток, входы которого подключены к выходам блока ключей, а общий выходк второму сигнальному входу интегратора, соединенного выходом с выходомустройства.Изобретение относится к электроизлдерительной технике и предназначено для использования, например, в :установках технической диагностики по спектральному составу шумов с 5 сокращенным объемом данных.Цель изобретения - повышение точности и надежности работы путем выполнения устройства беэ специального гиперболического преобразователя и блока выборки-хранения, характеризующихся существенными погрешностями преобразования и недостаточной эксплуатационной надежностью.На фиг. 1 представлена функциональд 5 ная схема предлагаемого устройства для выделения постояиной составляющей переменного напряжения; на фддг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства, 20Устройство содержит интегратор 1 (фиг. 1) с операционным усилителем 2, интегрирующим конденсатором 3, масштабным резистором 4 и ключами 5 и 6; блок 7 ключей 8.1-8,п, блок 9 ре зистивиых преобразователей 10. 1-10. и напряжедпдя в ток и блок 11 управледпдя, а также входную шину 12, пппду 13 синхродпдзацшд, шину 14 сброса и выходную шипу 15. 30Первьпд сигнальный вход иитеграто- Фра 1 соединен с входом устройства (ддходддая шина 12 - шина нулевого потенциала). Сигнальный вход блока 7 ключей 8.1-8,п подключен к выходу интегратора 1. Входы блока 9 реэистивиых преобразователей 10.1-10,п напряжения в ток подключены к выходам блока 7 ключей 8. 1-8.п, а общий выход - к второму сигнальному входу щ интегратора 1. Выходы блока 11 управления соединены с управляющими входами интегратора 1 и блока 7 ключей 8,1-8.п.В исходном состоянии на шине 13 синхронизации присутствует нулевой уровень. напряжения а на шине 14 сброса - напряжение 13,4 (фиг, 2 б) уровня "1", При этом на выходах блока 11 управления установлены напряжения нулевого уровня, ключи 8,1-8,п .блока 7 разомкнуты, ключ 5 интегратора 1 разомкнут, ключ 6 замкнут, конденсатор 3 разряжен,.напряжение на выходной шине 15 отсутствует. 55Б момент с уровень напряжения на шине 14 сброса изменяется с " 1" на "0", Прн этом ключ 6 размыкается,однако напряжение на конденсаторе 3и на выходной шине 15 сохраняетсянулевым.В момент С 1 на шину 13 синхронизации подается управляющий импульснапряжения (фиг, 2, в) уровня "1",который поступает на соответствующийвход блока 11 управления и на управляющий вход ключа 5 интегратора 1,В течение времени действия управляющего импульса 131 в длительностьюТ - С 2 С 1 ключ 5 нахоДится В замкнутом состоянии, При этом с момента сд исследуемый сигнал Бв(фиг,2,а)поступает с входной шины 12 устройства через масштабный резистор 4 иключ 5 на вход операционного усилителя 2 интегратора 1, выходное напряжение П, (фиг, 2 ж) которого с момента с изменяется согласно выражению:1 1КСвх КС13 Дс = - 13 Дсз 4 3вх 1огде Е - сопротивление масштабного4резистора 4;С, - емкость интегрирующего конденсатора 3;- время, отсчитанное от момента сПо окончании действия управляющего импульса П, на шине 13 синхронизации, т,е. с момента с ключ 5 размыкается. При этом напряжение 131 навыходе интегратора 1 оказывается равным величине интеграла напряжениясигнала за время усреднения Тд+т тЦ = -- 13 3 С = - 13 т 3 С1 11 Сз 4 Сзвт4о= Би сохраняется неизменным,Спустя временной интервал .задержики сз после окончания управляющего импульса 13 блок 11 управления с момента времени с, = с, +т,по заданной программе во времени формирует на своих выходах управляющие кодовые сигналы 1311(,1 13 11 (и) (фиг ф 2 гх д, е) - импульсы высокого уровня напряжения (уровня "1"), которые поступают на управляющие входы соответствующих ключей 8,1-8,п блока 7. В ре . зультате конденсатор 3 начинает разряжаться с момента с, через соответствующие времязадающие резисторы 10,1-10.п блока 9, подключаемые к конденсатору 3 соответствующими ключами 8.1-8.п. Количество резисторов,необходимых дпя разряда конденсатора3 в первом временном интервале аппроксимации Т С 4 - 1 (где 1 - момент времени окончания первого интервала аппроксимации), и их результирующее сопротивление определяются ми- ,нимумом погрешности аппроксимациигиперболической функции экспоненциальной в первом временном интервале 1 Оаппроксимации ьс.С течением времени в каждом изпоследующих временных интервалов отС - С С до ЬС, й Сдкоммутируются согласно заданной программе работы блока 11 управления че.рез соответствующие ключи 8.1-8,пблока 7 новые группы времязадающихрезисторов 10.1-10.п обеспечиваяновое значение общего разрядного сопротивления и, как следствие, новуюпостоянную времени разрядадляконденсатора 3, определяемую како= С И)где К( 1) общее сопротивление резис-. 25торов 10,1-10.п, подключенных междувходом и выходом операционного усилителя 2 для К-го кода,При этом имеет место минимальнаяпогрешность аппроксимации гиперболи- Збческой функции, экспоненциальной вкаждом из соответствующих временныхинтервалов аппроксимации14 -й-йМинимальное количество коммутиру- З 5емых цепей и, величина сопротивленийрезисторов отдельных цепей, программаработы блока 11 управления, значениемомента С, путем выбора величины ин, тервала задержки ьъад относительно момента С, определяют распределение величины постоянной времени разрядной цепи по времени и рассчитывают. из условий получения на конденсаторе 3, а также на выходной шине 14 устройства кусочно-экспоненциального напряженияф -1 ( " О ехр- - -рту,э аппроксимирующего гиперболическое напряжение с минимальной погрешностьюПо окончании временного интервала Т, пропорционального времени усреднения Т и отсчитанного от момента й на всех выходах блока 11 управления устанавливаются нулевые уровни напряжений. При этом все ключи 8.1-.8.п блока 7 размыкаются и конденсатор 3 сохраняет напряжение, соответствующее формируемому гиперболически изменяющемуся напряжению в момент С = С + кТ. Это напряжение соответствует среднемузначению исследуемого сигнала П ,При необходимости вйделения среднего значения сигнала за другое время усреднения или проведения ноВого цикла усреднения сигнала в другом интервале времени производится. сброс напряжения на конденсаторе 3, что реализуется путем подачи на шину 14 сброса в момент йимпульса напряжения 0 с уровнем "1", который, поступив на управляющий вход ключа 6, замыкает последний на время своего . действия, Таким образом, вводятся начальные нулевые условия для операции интегрирования сигнала на но- , ,вое время усреднения.1182414 г Л. Морозоеш оставител ехред Л.И ректор ВГ исно роектная, 4 нт", г, Ужг Филиал ППП Ж О 013 8 ООп(гд071(п Редактор Л. Пчелинск аказ 6100/43ВНИИП Тираж 747 И Государственного ко по делам изобретений и о 35, Иосква, Ж, Раушск