Цифровой измеритель напряжений

-.".с - .энояни ЮСКИВ О"ЙЪВ:-А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 798609 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 01,0 З.79 (21) 2731511/18-21с присоединением заявки лЪао делам наебретеиий н открытий(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах автзматизированных системах управления технологическими процессами, при создании анолого-цифровых преобразователей.Известно устройство для измерения напряжения электронных сигналов, содержащее два параллельно соединенных усилителя, последовательно соединенныето коррелятор, вычитаюший,блок и регистратор, последовательно соединенные дополнительный вычитающий блок и квадратор, выход которого соединен с одним изт 5 входов основного вычитающего блока,причем входы коррелятора и дополнительного вычитающего блока соединены с выходами усилителей 11,Недостатком известного устройства является низкая точность из-за остаточ. ного напряжения аналоговых элементов.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению яв 2ляется цифровой измеритель напряженияследящего типа, содержащий последовательно соединенные амплитудно-импульсный модулятор измеряемого напряжения,широкополосный усилитель, демодулятор,фильтр нижних частот, компаратор, элемент И, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, дополнитель.ный элемент И, вход которого соедине,нсо вторым выходом компаратора, а выход - со вторым; входом реверсивногосчетчика, генератор тактовых импульсов,выход которого соединен со вторымиуправляющими входами амплитудно-импульсного модулятора входного напряжения и демодулятора 2.Недостатком этого устройства такжеявляется низкая точность измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений,Поставленная цель достигается тем,что в цифровой измеритель напряжений,содержащий амплитудно-импульсный мопчлятор измеряемого напряжения, ползд9 фцепь 8, цифроаналоговый преобразователь 9,реверсивный счетчик 10, дополнительныйфицьтр 11 верхних частот элемент И 12,элемент НЕ 13 триггер 14,Измеряемое напряжение (фиг.2 а) подается на амплитудно-импульсный модулятор измеряемого напряжения 1 и модулируется с частотой тактовых импульсов (фиг. 26), поступающих с генератора2 тактовых импульсов. Усилитель 3тактовой частоты выделяет и усиливаетиз промодулированного входного напряжения (фиг. 2 в) первую гармонику 0(фиг.2 г), которая поступает через фильтр4 верхних частот на компаратор 5. Опорное напряжение от источника 6 опорногонапряжения поступает на амплитудноимпульсный модулятор 7 опорного напряжения и модулируется сдвинутыми фазосдвигающей цепью 8 и четверть периода. тактовыми импульсами (фиг.2 д). Свыхода цифроаналогового преобразователя 9 промодулированное опорное напряжение (фиг.2 е), амплитуда которого 0 соответствует коду на выходе реверсивногосчетчика 10, поступает через дополни, тельный фильтр 11 верхних частот навторой вход компаратора 5. Иэ выходного сигнала (фиг.2 ж) компаратора 5элементом И 12, производится выделение методом стробирования импульсов(фиг. 2 з), соответствующих вершине синусоидального напряжения. ЭлементНЕ 1.3 осуществляет их инверсию.вышеуказанных импульсов (фиг.2 з), чтосоответствует условию Ох 7 ОК, выдаетна реверсивныйсчетчик 10 по заднемуфронту тактовых импульсов (фиг. 2,6)сигнал разрешения на сложение(фиг. 2,к),. а при их отсутствии, чтссоответствует условию ОК ( О ксигнал разрешения на вычитание (фиг.2 л).При этом выходной код реверсивногосчетчика 10 изменяется по заднему фронту сдвинутых на четверть периода тактовых импульсов (фиг. 2 д). Работа реверсивного счетчика 10 в .режиме сложения и вычитания условно показана, соответственно, на фиг, 2 м и фиг. 2 н.Такое выполнение устройства позволяет повысить точность цифроаналоговогопреобразования в следящем режиме приуходах характеристик элементов цифрового измерителя напряжений. 3 79860довательно соединенные реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь,последовательно соединенные компаратори элемент И, источник опорного напряженияи генератор тактовых импульсов, выходкоторого соединен со вторым управляющим входом амплитудно-импульсного модул ято ра измеряемого напряжения введены амплитудно-импульсный модуляторопорног,о напряжения, вход которогосоединен с источником опорного напряжена,а выход - со вторым. входом цифроаналогового преобразователя, усилитель тактовой частоты, вход которого соединен с выходомамплитудно-импульсного модулятора измеряемого напряжения, фильтр верхнихчастот, вход которого соединен с выходомусилителя тактовой частоты, а выходсо входом компаратора, дополнительныйфильтр верхних частот, вход которого сое динен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход - со вторым входомкомпаратора, элемент НЕ, вход которогосоединен с выходом элемента И, дК -триггер, первый второй и третий входы которого соединены, соответственно, с выходами элементов И, НЕ и выходом генераратора тактовых импульсов, а прямой иинверсный выходы - с разрешающими входами, соответственно, на сложение и на Зовычитание реверсивного счетчика, фаэосдвигающая цепь, вход которой соединенс генератором тактовых импульсов, а выход - со вторым входом элемента И,вторым управляющим входом амплитудноимпульсного модулятора опорного напряжения и третьим счетным входом реверсивного счетчика.Амплитудно-импульсная модуляция измеряемого и опорного напряжений, сов- цместно с указанной логической обработкой, обеспечивают сохранение информации об амплитудных значениях измеряе.мого напряжения и повышает точностьцифроаналогового пребраэователя при45изменениях (уходах) характеристик отдельных элементов.На фиг. 1 приведена блох-схема цифрового измерителя напряжений; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие егоработу.ИПредлагаемое устройство содержитамплитудно-импульсный модулятор 1 измеряемого напряжения, генератор 2 тактовых импульсов, усилитель 3 тактовойчастоты, фильтр 4 верхних частот, ком 53паратор 5, источник 6 опорного;натшяжениа, амплитудно-импульсный модулятор 7опорного напряжения, фазосдвигающая Формула изобретения Цифровой измеритель напряжений, содержащий амплитудно-импульсный моду -798609 иг. 1 лятор измеряемого напряжения, последовательно соединенные реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь,последовательно соединенные компаратори элемент .И, источник опорного напряжения и генератор тактовых импульсов,выход которого соединен. со вторымуправляющим входом амплитудно-импульсного модулятора измеряемого напряжения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с , 10целью повышения точности измерений, внего введены амплитудно-импульсныймодулятор опорного напряжения, вход которого соединен с источникам опорногонапряжения, а выход - со вторым входом 1цифроаналогового преобразователя, усилитель тактовой частоты, вход которогосоединен с выходом амплитудно-импульсного модулятора измеряемого напряжения, фильтр верхних частот. вход которо- ЪОго соединен с выходом усилителя тактовой частоты, а выход - со входом компаратора, дополнительный фильтр верхних частот, вход которого соединен с выходом циФроаналогового преобразователя, 25 а выход - со вторым входом компаратора,элемент НЕ, вход которого соединенс выходом элемента И, УК -триггер, первый, второй и третий входы которого соединены, соответственно, с выходами элементов И, НЕ и выходом генератора тактовых импульсов, а прямой и инверсныйвыходы - с . разрешающими входами,соответственно, на сложение и на вычитание реверсивного счетчикафазосдвигающая цепь, вход которой соединен с генератором тактовых импульсов, а выход -со вторым входом элемента И, вторымуправляющим входом амплитудно-импульсного модулятора опорного напряженияи третьим счетным входом реверсивного счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ. 571759, кл. 6 01 К 19/02,02,04.74.2. Шляндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы, М