Преобразователь среднеквадратических значений напряжения

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РАТИЧЕСКИХ ЗНАЧЕНИЙ (57) Изобретение относитс онно-измерительной техни использовано при построе анно-измерительных сист бретения - повыш,е преобразования - достига ем переключателей 6, 7, ква ключателя 9, блока 4 упра извлечения квадратного ко содержит также операцион блок 2 выборки-хранения, делительный блок 5. 1 з.п. ос 00 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Гутников В.С, Применение операционных усилителей в измерительной технике/Л.: Энергия, 1975, с.91.Авторское свидетельство СССР М,930135, кл, О 01 В 19/02, 1980. СРЕДНЕКВАДНАПРЯЖЕНИЯ я к информацике и может быть нии информацием Цель изоние точности ется примененидратора 8, перевления, блока 10 рня. Устройство ный усилитель 1,конденсатор 3, ф-лы, 1 ил.40 50 И = 2 к 14 Тхто,Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к преобразователям среднеквадратических значений напряжения, и может быть использовано при построении информационно-измерительных систем.Целью изобретения является повышение точности преобразования.На чертеже приведена структурная схема преобразователя среднеквадратических значений напряжения.Преобразователь среднеквадратических значений напряжения содержит операционный усилитель 1, блок 2 выборки-хранения, конденсатор 3, блок 4 управления импульсов, делительный блок 5, переключатели б и 7, квадратар 8, переключатель 9 и блок 10 извлечения квадратного карня. Блок 4 управления содержит усилитель- ограничитель 11, триггер 12 и ждущий мультивибратор 13, делитель 14 частоты, счетчик 15 импульсов и регистр 16, а также генератор 17 опорной частоты, подключенный к счетчику 15 импульсов, Вход блока 10 извлечения квадратного корня соецинен с выходам блока 2 выборки-хранения, неинвертирующий вход операционного усилителя 1 соединен с общей шиной, вход блока 2 выборки-хранения соединен с выходом операционного усилителя 1, вход блока 4 управления соединен с входом устройства, вход переключателя б соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 1, а выходы соединены с обкладками конденсатора 3, вьходы переключателя 7 соединены с обкладками конденсатора 3, а вход - с выходом операционного усилителя 1, выход квадратара 8 соединен с входом делитель- наго блока 5, а вход соединен с выходом переключателя 9, входы которого соединены соответственна с входом и выходом устройства, первый выход блока 4 управления соединен с входом делительнага блока 5, выход блока 2 выборки-хранения является выходом устройства, выход делительнаго блока соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 1, второй выход блока 4 управления соединен с входами управления переключателей 6, 7, 9, а первый выход соединен с входом управления блока 2 выборки-хранения.Вход усилителя-ограничителя 11 является входом блока 4 управления, а выход соединен с входом триггера 12, выход которого является третьим выходом блока 4 управления и соединен с входом жду.цего мультивибратора 13, выход которого является третьим выходом блока 4 управления, выход делителя 14 частоты которого соединен с первым входам регистра 16 и первым 5 10 15 20 25 30 входом счетчика 15, второй вход которого соединен с выходом генератора 1, а выход - с вторым входом регистра 16, выход которого является первым выходам блока 4 управления.Преобразователь работает следующим образом.Входной сигнал Ох, пройдя через усилитель-ограничитель 11, поступает на счетный вход триггера 12, на выходе которого формируется меандр, частота которого в два раза ниже частоты входного переменного напряжения Ох. Сигнал с выхода триггера 12 управляет переключателями 6, 7 и 9, в результате чего ва время одного из двух смежных периодов входное напряжение поступает на вход квадратора 8 и конденсатор 3 подключается первой обкладкой к инвертирующему входу операционного усилителя 1, а второй обкладкой - к выходу операционного усилителя. Ва время следующего периода напряжения Ох к входу квадратора 8 оказывается подключенным выходное напряжение устройства, а конденсатор 3 - подключенным к операционному усилителю 1 в обратной полярности, т,е. первой обкладкой - к выходу, а второй обкладкой - к инвертирующему входу, Операционный усилитель 1 в совокупности с конденсаторам 3 образует интегратор. Блок 2 выборки- хранения в момент прихода на его вход управления короткого импульса, сформированы:го ждущим мультивибратором 13 (один раэ в два периода напряжения Ох), осуществляет выборку и последующее запоминание напряжения на выходе операционного усилителя 1, Блок 10 извлечения квадратного корня паеабразует напряжение так, что ега значение становится пропорциональным корню квадратному из значения напряжения, поступившего с выхода блока 2 выборки-хранения, Функцию делительнаго блока 5 может выполнять преобразователь кода в сопротивление, подключенный к входу интегратора, Делитель 14 частоты задает период сброса счетчика 15 с предварительной переписью его кода в регистр 16, в результате чего кад, поступающий с регистра 16 на делительный блок 5, определяется выражением где 114 - коэффициент деления частоты делителя 14 частоты;Тх - период входного напряжения;то - частота генератора 17,Таким образом кад, поступающий на делительный блок 5, прямо пропорционален длительности периода Тх, а сопротив1688174 В = 15 йх = 21(5114 тоТх О гд кость конденсатора 3; ния Ох в до114 то С 0 =3в ачи б коэффициенты п етственно.кончания вторых я Ох выходное н 1 в, Ьо - 8 и 10 соотПосле о напряжени нет равным вух периряжение в кто Ох 2. 0 ление, включенное между выходом квадратора 8 и входом операционного усилителя 1,равно где 1 в - коэффициент передачи делительного блока 5.Квадратор 8 осуществляет возведение в квадрат напряжения, подключенного к его 10 входу,Предположим, перед началом первого из рассматриваемых периодов входного напряжения Ох выходное напряжение устройства было равно Оо, Тогда после окончания 15 первых двух периодов напряжения Ох выходное напряжение станет равным тх- Г О 3(т) от - квадрат сред- Тх него значения входного напрредненного за период Тх,в кто Ох 1+0 + г2 15 114 то С осле окончания и-х двух перио где ) - порядковыи номер пары рассматРиваемых периодов напряжения О;= 1, и.Первый член под" корнем в последнем выражении представляет собой сумму и членов геометрической прогрессии со знаменателем прогрессии 0, сходящейся при выполнении условия 101 1, Второй член - Оог 0" убывает по абсолютной величине при выполнении этого же условия при и -файф, Воспользовавшись формулой для определения суммы бесконечного числа членов геометрической прогрессии, запишем выражение для определения выходного напря:кения устройства в установившемся режиме, т,е. уравнение преобразования ус- тройства Это выражение соответствует определению среднеквадратического значения напряжения переменного тока, т,е. выходное постоянное напряжение устройства Осо в установившемся режиме прямо пропорционально среднеквадратическому значению входного переменного напряжения Ох,Формула изобретения 1. Преобразователь среднеквадратических значений напряжения, содержащий квадратор, делительный блок, блок выборки-хранения, блок извлечения квадратного корня, вход которого соединен с выходом блока выборки-хранения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены операционный усилитель, конденсатор, первый, второй, третий переключатели, блок управления, причем неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с общей шиной устройства, вход блока выборки-хранения соединен с выходом операционного усилителя, первый вход блока управления соединен с входом устройства, вход первого переключателя соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, а выходы соединены с обкладками конденсатора, выходы второго переключателя соединены с обкладками конденсатора, а вход - с выходом, операционного усилителя, выход квадратора соединен с входом делительного блока, а вход соединен с выходом третьего переключателя, входы которого соединены соответственно с входом и выходом устройства, первый выход блока управления соединен с входом целительного блока, выход блока извлече:.ия квадратного корня является выходом устройства, выход делительного блока соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, третий выход блока управления соединен с входами управления переключателей, а первый выход блока управления соединен с входом управления блока выборки-хранения.2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, блок управления содержит усилитель-ограничитель, триггер, ждущий1688174 Составитель Е.ИлюшкинРедактор Т,Лошкарева Техред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец Заказ 3706 Тираж 392 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Х, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород; ул, Гагарина, 101 мультивибратор, регистр, счетчик, делитель частоты, генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты и первым ахнул регистра, второй вход которого соедйй 6 с выходом счетчика, выход регистра являетМ первым ццжодом блока уп равления, вход дег1. лителя частоты соединен с выходом ждущего мультивибратора, который является вторым выходом блока управления, вход ждущего мультивибратора соединен с выхо дом триггера и является третьим выходомблока управления, входтриггера соединен с ф . выходом усилителя-ограничителя, вход которого является входом блока управления,