Цифровой измеритель уровня переменного напряжения

, 122 3 1511 4 С 01 К 19/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СССР1960.ОВНЯ измер зобре- змекомпа -огичесрсивный Фиг. 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относитсяниям в технике связи. Цельтения - повышение точностирений. Устройство содержитратор 1, формирователь 2,кий блок 3, счетчик 4, рев счетчик 5, цифроаналоговые преобразователи ЦАП 6 и 8 и источник 7 постоянного напряжения, Введение в устройство счетчика, ЦАП 8, логическогоблока и образование новых связей между элементами устройства позволяетпроводить два подцикла.измерения(грубого и точного) преобразования.Причем ЦАП 6, производя подцикл грубого преобразования, дает возможность ЦАП 8 произвести подцикл точного преобразования, при котором амплитуда входного переменного сигналаблизка к напряжению на аналоговомвходе ЦАП 8, В описании дана принципиальная схема логического блока.2 ил, 1226322Изобретение относится к измерениям в технике связи и может бытьиспользовано для измерения уровняпеременного напряжения.Целью изобретения является повышение точности измерения за счет введения двух подциклов измерения - грубого и точного преобразования, аэффект повышения точности в предлагаемом измерителе заключается втом, что ступень цифроаналоговогопреобразования, производя подциклгрубого преобразования, дает возможность точной ступени цифроаналогового преобразования ЦАП) произвестиподцикл точного преобразования, прикотором амплитуда входного переменного сигнала близка к напряжению нааналоговом входе ЦАП.На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - принципиальная схема логического блока.Цифровой измеритель уровня переменного напряжения (фиг,1) содержит компаратор 1, первый вход которого соединен с входом формирователя 2 и является входом устройства,выход компаратора 1 подключен к первому входу логического блока 3, квторому входу которого подключен выход формирователя 2, к третьему входу подключен выход кнопки запуска.Первый и второй выходы логическогоблока 3 подключены к входам счетчика 4, второй и третий выходы логического блока 3 соединены с входамиреверсивного счетчика 5, Выходы счетчика 4 подключены к цифровым входамцифроаналогового преобразователя 6 ипараллельно к цифровому вычислительному блоку. Аналоговый вход цифроаналогового преобразователя 6 соединен с выходом источника 7 постоянного напряжения,1Выход цифроаналогового преобразователя 6 подключен к аналоговому вхо -ду цифроаналогового преобразователя8. Цифровые входы цифроаналоговогопреобразователя 8 соединены с выходами реверсивного счетчика 5 и параллельно с вычислительным блоком. Выходцифроаналогового преобразователя 8подключен к второму входу компаратора 1.Устройство работает следующим образом.Цикл измерения начинается подачейна вход Пуск логического блока 3 короткого импульса положительной поляр -ности, После чего выходы реверсивного счетчика 5 и счетчика 4 устанавливаются соответственно в единичные и5 нулевые состояния подачей на их установочные входы импульса с второго выхода логического блока 3,В результате на выходе ЦАП 6 установится напряжение, равное нулю, а1 О ЦАП 8 будет работать в режиме трансляции напряжения с аналогового входана выход. Таким образом, исходноекомпенсирующее напряжение на второмвходе компаратора 1 будет равно нулю.15 Цикл измерения состоит из двухподциклов: грубого и точного измерения, При первом грубом подциклелогический блок 3 транслирует импульсы с входана свой первый вход 3 .Далее эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 4. С каждым периодом входного переменного сигнала двоичная комбинация на выходах счетчика4 увеличивается на единицу и напряжение на выходе ЦАП 6 увеличивается навеличины Ь, Это напряжение, поступая через ЦАП 8 на второй вход компаратора 1, вызывает сужение импульсов на выходе последнего с каждым периодом. При превышении величины компенсирующего напряжения амплитудывходного сигнала импульсы на выходекомпаратора 1 исчезают. Этот фактрегистрируется логическим блоком 3,3, и он производит переключение трансляции импульсов Формирователя 2 с первого выхода О на третий 1 . С этогомомента начинается второй - точныйподцикл измерения, в течение которо 40 го импульсы с выхода формирователя 2через логический блок 3 поступают навычи.ающий вход первого реверсивногосчетчика 5, который при этом на каждом последующем периоде уменьшает4-" двоичную комбинацию на своих выходахна единицу, в( бедствие чего компен 3сирующее напряжение на выходе ЦАП 8уменьшается на величины ь В моментвремени когда компенсирующее напря 5 Ожение станет больше амплитуды входного сигнала, на выходе компаратора1 появляется импульс, который регистрируется блоком 3. По этому факту логический блок 3 прекращает трансляцию импульсов с выхода формирователя2 на свои выходы и цикл измерениязаканчивается. Двоичные комбинациис выходов реверсивного счетчика 5и счетчика 4 поступают в цифровой вычислительный блок, который производит операцию деления показаний реверсивного счетчика 5 на показания счетчика 4 и выдает цифровой результат амплитуды входного переменного напряжения.ГИз приведенного описания функционирования цифрового измерителя уровня переменного напряжения видно, что первый грубый подцикл измерения обеспечивает выполнение условия, когда . напряжение источника 7 П делится ЦАП 6 до величины, близкой к амплитуде входного сигнала, и подается на аналоговый вход ЦАП 8, участвующего во втором точном подцикле измерения,Логический блок (фиг.2), в котором вход Пуск подсоединен к тактовому входу С Э-триггера 9, информационный вход П которого подсоединен к шине логической единицы, а выход - к информационному входу 9 второго ц-триггера 10, выход которого подсоединен к первому входу первого элемента И 11, выход которого подключен к выходу С блока Э и установочному входу К 13-триггера 9, и к тактовому входу С третьего П-триггера 12, информационный вход 0 которого подсоединен к шине логической единицы, а установочный вход К - к установочному входу Б КБ-триггера 13 и к выходу второго элемента И 14, первый вход которого подсоединен к выходу инвертора 15 н к тактовому входу С четвертого Э-триггера 16, а второй вход - к инверсному выходу того же триггера 16, информационный вход 0 , которого подсоединен к шине логического нуля, а установочный вход Б к входу е блока Э и к установочному входу К КБ-триггера 13, выход которого подсоединен к второму входу третьего элемента И 17, выход которого подсоединен к выходу 1 блока 3, а первый вход к входу 0 к которому также подсоединен вход инвертора 15, тактовый вход с второго В-триггера 10, вторые входы первого 11, третьего 17 и четвертого 18 элементов И, выход последнего подсоединен к выходу 3 (счетный вход счетчика), а первый вход к выходу третьего 1)-триггера 12, функционирует следующим образом.Перед началом работы Р-триггеры с первого по третий и КБ-триггер 1330 50 55 1 О 15 20 25 35 40 45 устанавливаются в нули, а четвертый П-триггер 16 в единицу. Импульсы, поступающие с входа 5, инвертируются инвертором 15, По задним фронтам полученных импульсов в четвертый П-триггер 16 заносится логический нуль. Но, однако, импульсами с входа е четвертый 1)-триггер 16 устанавливается в состояние логической единицы, причем в нерабочем и рабочем режимахизмерителя (соответственно импульсы на выходе компаратора имеют скважность 2 или сужаются) на инверсном выходе четвертого 0-триггера 16, либо поддерживается состояние логического нуля, либо появляются импульсы, укладывающиеся в интервалы между импульсами на выходе инвертора 15. Таким образом, совпадение на входах второго элемента И 14 не происходит и на его выходе поддерживатся постоянно уровень логического нуля.А по заднему фронту импульса, подаваемого на вход Пуск", в первый О-триггер 9 заносится логическая единица, которая по очередному заднему фронту импульсов, подаваемых на входпереписывается во второй Р-триггер 1 О, В результате этого начинается трансляция импульсов с входа 1 на выход С через первый элемент И 11, Первый же импульс, прошедший на его выход, установит первый П-триггер 9 в нулевое состояние, которое перепишется и во второй Р-триггер 1 О задним фронтом этого же импульса. В ре - зультате на выход С пройдет единственный импульс, который установит счетчики в необходимые состояния исвоим задним фронтом запишет логическую единицу в третий Р-триггер 12, после чего начнется трансляция импуль-сов с входа о на выход о через четвертый элемент И 18. Начнется выполнение грубого подцикла измерений, в течение которого импульсы на входе В сужаются и исчезают. При первом же исчезновении импульса на входе В единичное состояние четвертого П-триггера 16 за промежуток между двумя импульсами на выходе инвертора 15 не будет восстановлено, и с инверсного выхода четвертого Р-триггера 16 на второй вход второго элемента И 14, поступит логическая единица. В результате чего выходные импульсы инвертора 15 будут поступать на выход второго элемента И 14, Треком. П Составитель В,Шубиедактор Р.Цицика Техред Л.Олейник орректор Л.Пат Заказ 2125/42 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москаж 72 одпис митета СССРоткрытийская наб., д. 4/5 рственного зобретений а, Ж, Ра Проектная, 4 Производственно-полиграФическое предприятие, г.ужгоро 5 12263 тий р-триггер 12 установится в нулевое состояние, а КБ-триггер 13 в единичное, т.е. произойдет переключение трансляции импульсов с входа 1 на выход 1 через третий элемент И 17. Начнется точный подцикл измерения, фактом завершения которого будет появление импульса на входе В, По нему КБ-триггер 13 установится в нулевое состояние и трансляция импульсов прекратится. формула изобретения 15Цифровой измеритель уровня переменного напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, компаратор, первый вход которого соединен с с входом формирователя и является20 входом устройства, второй вход компаратора;подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, цифровые входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, о т л и ч а ю 22 Ьщ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены счетчик, второй цифрраналоговый преобразователь, логический блок, первый вход которого подключен к выходу компаратора, второй вход соединен с выходом формирователя, а третий вход подключен к кнопке запуска, второй и третий выходы логического блока соединены с входами реверсивного счетчика, а первый и второй выходы логического блока - с входами введенного счетчика, выходы которого подключены к информационным входам второго цифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого соединен с выходом источника постоян- Фного напряжения, а выход подключен к аналоговому входу первого цифроаналогового преобразователя, кроме того, информационные входы цифроаналоговых преобразователей также соединены с вычислительным бло