Адаптивный измерительный преобразователь

(и)551507 с".:;.-":.", О Г 1 И С А Н И Е Респ бли ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВХОРСИОМУ(22) Заявлено 11.04.7с присоединением зая 1) 2124831/2 М. Кл,е012 5/1 осударственный комитеСовета Министров СССРпа делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 30,05.7(5 АПТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ерительный преверсивные счетых соединен с енератора ц являетс чения и ста- стационарных втоматическоеусиления усил теля постоянного тока. Такой преэбразэватель сэдг тель постоянного тэка, цифрэвэржит усилие управляев цепь этопротивление. включенное ельной обратной связи уси вный счетчик, выходами п авляющим входам цифровэ сопротивления, и управля рицат верси к упр ля ключ го управлемый геэд кэтор измерителья тем что ратор подкл ктовых импульсов, вых г о ен к сче у вхэду ре рсивно Адаптивный измерительный преобразователь относится к вычислительной технике и предназначен для использования в канале информационно-измерительнэй системы в качестве измерительного преобразователя с автоматическим переключением уровней компенсации входного сигнала и автоматической установкой коэффициента усиле ния для преобразования входного сигнала в унифицированный сигнал напряжения.Известен преобразователь, в котором с целью автоматического эпреде.билизации диапазона амплитудсигналов, осугцествляется апереключение коэффициента и счетчика. Недотеля является апия сигналов,Известен адаптивный изм э образователь, содержащий речики, вход первого из которпервым выходом управляемого гтактовых импульсов, а его выхо япервым выхэдом преобразователя и через О цифро - аналоговый преобразователь соединен с первым входом операционного усилителя с цифровым управляемым сопротивлением в цепи обратной связи, управляющийвход кэторого подключен к выходу второго 5 реверсивного счетчика и второму выходупреобразователя, выход операционного усилителя является третьим выходом преобразователя, а его второй вход - входом преобразователя. Недэстатком такого преобра- О зэвателя является снижение точности приповышении скорости изменения измеряемого сигнала.Предлагаемый адаптивныйный пр эбразэватель этличаетс 25 с целью повышения точности, он содержит551507 3дешифратор, частотные кэмпараторы, блоксравиения и блэк управления, выход которого соединен со входом второго реверсивного счетчика, а входы подключены соответственно к в анодам первого и второго частотных компараторов и выходу второго реверсивного счетчика, вход блока сравненияподключен к выходу операционного усилителя, а ецио выход соединен со входами первого реверсивного счетчика и управляемогоЮгенератора тактовых импульсов, второй выход которого через первый частотный компаратор соединен со входом второго частотного компаратора, вход дешифратора подключен к выходу второго реверсивного счетчи Ька, а его выход соединен со входом первого реверсивного счетчика.На чертеже представлена блок-схемаадаптивного измерительного преобразователя, аАдаптивный измерительный преобразователь содюжит операционный усилитель (ОУ)1, цифровое управляемое сопротивление 2,являющееся сопротивлением обратной связиусилителя 1 и представляющее собой без- Иинерционный или слабоинерционный управля-,емый двухполюсник, активное сопротивлениекоторого. меняется дискретно в зависимостиот кодовой комбинации, поданной на его уп.равляющие входы, первый реверсивный счет- Зйчик 3, цифро - аналоговый преобразователь(0 АП) 4, управляемый генератор тактовых:импульсов (ГГИ) 5, второй реверсивиыйсчетчик 6, блок сравнения 7, первый .частотный компаратор 8, блок управления 9, Ьвторой частотный компаратор 10, дешифратор 11. Вьосод первого реверсивного счетчика обозначен 12, аъиод второго реверсивного счетчика - 13, связанные с внешням вычислительным устройством, двв вхо- .19да 14 усилителя 1, на которые подаетсявходной измеряемыйсигнал, и выход 15усвщтеля 1, связанный с внешним измери-,тельньпа устройством;46Преобразователь работает следующимобразом,Операционный усилитель 1 преобразуетнапряжение входного сигнала в унифициро ванный сигнал напряжения с постоянным 59динамическим дйапаэоном, ограниченным за-.даннымипределами. С выхода ОУ 1 сигналпоступает на блок сравнения 7, который за пускает управляемый ГТИ 5, если сигналвышел за,пределы динамического диапазона ЬЬОУ. Импульсы управляемого ГТИ 8 поступакт на счетный вход второго реверсивно-,го счетчика 6, который работает либо врежиме сложения, либо в режиме вычитания,если, соответственно, сигнал перешелверх ний или нижний предел динамичвскогэ диапазона ОУ 1,Режимом работы второго реверсивногосчетчика. 6 управляет блок сравнения 7,Двоичный код, записанный во втором реверсивном счетчике 6, управляет ключами цифро-аналогового преобразователя 4, на выходе которого образуется ступенчатое коипенсирующее напряжение, зависимое ог поступающего на его управляющие входы кода.На входе ОУ 1 происходит сложение напряжения входного сигнала с напряжением1 отрицйщльной обратной связи напрйжениемкомпенсации ( У ). Импульсы управляемого генератора тактовых импульсов 5 оступают,на второй реверсивный счетчик 6до тех пор, пока сигнал на выходе ОУ 1не окажется в заданном динамическом диапазоне изменения, при атом блок сравнения 7 останавливает управляемый ГТИ 5.Информация об установленном уровне компенсирующего напряжения в цифровом видевыводится с выхода 13 второго реверсивного счетчика 6 на внешнее вычислительное устройство. Последовательность импульсов со второго выхода управляемогоГТИ 5, где каждый импульс соответствуетлибо подключенному, либо отключенномууровню напряжения компенсации, поступаетна вход первого частотного омпаратора 8,который следит за периодом следованияэтих импульсов.В частотном компараторе 8 с помощьюждущих мультивибраторов.задаются временные интервалы Ти Т причем ГТф.При поступлении импульсов на вход частотного компаратора 8 с.периодом следования Тс Т 1 или ТТ, где Т,4 и Тй -временные интервалы, равные. предельным значениям допустимого диапазона измененияпериодов (частот) последовательности поступающих импульсов, на его выходе появитсяимпульс, поступающий через блок управления 9 на шину сложения (Т. Т:) или нашику вычитания (Т 1 Т) первого реверсивного с.етчика 3. Между первым реверсивным.счетчиком 3 и блоком управления 9существует обратная связь.Если в реверсивном счетчике 3. на всехвыходных шинах 1 появятсяединицы; блок уп,равления 9 запрещает подачу импульсов спервого частотного комнаратора 8 на шинусложения первого реверсивного счетчика 3. При появлении на выходах реверсивного счетчика 3 нулей блок управления 9 подает запрет на аычитающий вход первого реверсивного счетчика 3.Двоичный код первого реверсивного счетчика 3 управляет ключами цифрового управбляемого сопротивления. 2, изменяя его активное сопротивление в зависимости от значения поступающего кода,т.е. осуществляется автоматическое переключение коэффициента усиленияОУ 1. Если скорость нарастания входного сигнала такая, что частота переключения ступенек компенсирующего напряжения возрастает до значения,при котором первый частотный компаратор8 срабатывает .(Т, Т ), то. в первый ревер- щсивный счетчик 3 добавляется единица и коэффициент усиления ОУ 1 уменьшается. Следовательно, входной диапазон ОУ 1, равныйотношению его выходного диапазона к коэффициенту усиления, расширяется, частота 16переключения уровней компенсирующего напряжения уменьшается, а точность преобразования увеличивается, так как сокращаетсячастота появления интервалов времени, накоторых измеряемый сигнал искажается из- ррза возникающего переходногопроцесса вОУ 1 при подключении или отключении ступеньки компенсирующего напряжения. Приизменении коэффициента усиления ОУ 1, то.есть при изменении его входного диапазо- ййна, требуется изменить.величину единичной .,ступеньки компенсирующего напряжения цифро-аналогового преобразователя 4 для того,чтобы степень компенсации при,подаче единичной ступеньки компенсирующего напрнжеиия на вход ОУ 1 для всех его входныхдиапазонов была одинаковая, Это осуществляется путем изменения разрядности второго реверсивного счетчика 6. Сигналы управления на изменение разрядности второ %го реверсивного счетчика 6 поступают иэдешифратора 11, который связан с выходами первого реверсивного счетчика. Выводинформации об установленном коэффициентеусиления осуществляется с выхода 12 первого реверсивного счетчика 3, связанногос,внешним вычислительным устройством.Второй частотный компаратор 10 требуется длв того, чтобы зафиксировать н устранить возвратные. переключения коэффициен- . 45та усиления ОУ 1.Вход частотного компаратора 10 соединен с одним из выходов частотного компаратора 8, с тем,выходом, импульсы с которого через блок управления 9 подаются на эОшину сложения первого реверсивного счетчика 3,Частотный компаратор 10 следит за тем,чтобы величина периода . поступающих наего вход импульсов была больше некоторо- фго заданного, значения Т, При Т с Тчастотный компаратор 10 вырабатывает сигнал, который подается на блок управления9, запрещающий подачу импульсов с первого частотного компаратора 8 через блокуправления 9 на вычитающую шину первогореверсивного счетчика 3. В течение времени действия этого сигнала Т 4. Коэффициентусиления ОУ 1 может измениться тольков сторону уменьшения. По истечении,времени действия запрещающего, сигнала блокуправления 9 продолжает работать в прежнем режиме. Таким образомпредлагаемыйадаптивный измерительный 1 преобраэовательавтоматически перестраивается (адаптируется) в,зависимости от величины и скорости нарастания вХодного сигнала, автоматически выбирая и переключая уровни комгеисирувщего напряжения и коэффициента усиления ОУ 1 и, тем самым, повышает точность преобразования в канале информационно-измерительной системы. Вформула изобретенияАдаптивный измерительный преобразователь, содержащий реверсивные счетчики, вход первого нз которых соединен с первым выходом управляемого генератора тактовых импульсов, а его выход является первым выходом преобразователя и через цифро-аналоговый преобразователь соединен с первым входом операционного усилителя с цифровым управляемым сопротивлением в цепи обратной связи, управляющий вход которого подключен к выходу второго реверсивного,счетчика и второму выходу преобразователя, выход операционного усилителя является третьим выходом преобразователя, а его второй вход - входом преобразователя, о тличаюшийся тем,что,сцельюповышения точности, он содержит дешифратор, частотные комцараторы, блок сравнения и блок управления, выход которого соединен со входом второго реверсивного счетчика, а входы подключены соответственно к выходам первого н второго частотных компараторов и выходу второго реверсивного счетчика, вход блока сравнения подключен к выходу операционного усилителя, а его выход соединен со входами первого реверсивного, счетчика и управляемого генератора тактовых импульсов, вандрой выход которого через первый частотный компаратор соединен со входом второго частотного компаратора, вход дешифратора подключен к выходу второго реверсивного счетчика, а его выход соединен со входом первогэ реверсивного счетчика.551507л 5.Составитель О. Сахаров Редактор Л, Сторчевая Техред И, Асталош Корректор А. Власенко Заказ 113/21 Тираж 822 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаа, 4