Фазочувствительный интегрирующийпреобразователь напряжения b код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТИ НИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 818008 Союз Советск ихСоциалистическикРеспублик(71) Заявитель Пензенский политехнический институт ал(54) ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КОД Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использованопри создании вольтметров средних значений.Известны преобразователи средних значенийнапряжений, в которых измеряемый сигнал.подвергается промежуточному преобразованиюв частоту следования импульсов 111.Недостаток таких устройств - низкий частотный диапазон, не превышаюЩий несколькогерц,Известен также фазочувствительный интегри.рующий преобразователь напряжения в код,содержащий интегратор, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, и блокуправления, первый вход которого подключенк выходу блока сравнения 12,Недостатками данного преобразователя, явля.ются сложность схемной реализации и наличиеметодической ошибки, обусловленной тем, что.выходное напряжение интегратора в начале иконце такта преобразования не равно нулю, аможет принимать произвольное значение в ди.апазоне от +У оп до - О оп, где 11 оп - опорное напряжение,2Цель изобретения - упрошение схемы и по. вышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что вфазочувствительный интегрирующий преобразо.ватель напряжения в код, содержащий интегратор; выход которого соединен с первым входом блока сравнения, блок управления, пер.вый вход которого подключен к выходу блока сравнения, введены стабилизатор амплитуды, переключатель, управляемый генератор им.пульсов, два электронных переключателя и реверсивный счетчик, причем вход стабилизатора .амплитуды соединен с выходом интегратора, второй вход которого соединен со второй группой, а выход стабилизатора амплитуды подключен к первому входу блока управления и выходу блока сравнения, первый вход пере.ключателя подключен к входной шине преоб.разователя, второй вход - к шине опорного напряжения, третий вход - к первому выходу 20 блока управления, а вы 1 од соединен с первым входом первого электронного пвреключа.теля и со вторым входом блока управления, второй вход первого электронного переключа.э. О( () ) (4) теля подключен к шине нулевого потенциала управляющий вход соединен со вторым выхо. дом блока управления, а выход подключен ко второму входу блока сравнения, выход управляемого генератора импульсов соединен со входом второго электронного переключателя, выходы которого подключены ко входам реверсивного счетчика импульсов, а управляю. щие входы управляемого генератора импуль. сов и второго электронного переключателя подключены соответственно к третьему и чет вертому выходам блока управленияНа чертеже изображена функциональная электрическая схема предлагаемого преобразо. вателя.Преобразователь содержит интегратор 1, блок 2 сравнения, блок 3 управления; стабилизатор 4 амплитуды (источник образцового напряжения), переключатель 5, управляемый генератор 6 заполняющих импульсов, электрон. ные переключатели 7 и 8, реверсивный счетчик 9.Выход интегратора 1 соединен со входом блока 2 сравнения, выход которого соединен с первым входом блока 3 управления, второй вход которого соединен с выходом переключателя 5, на один из входов последнего пода. но опорное, а на другой - преобразуемое на. пряжение, на вход стабилизатора 4 амплитуды, служащего в качестве биполярного источника опорного напряжения, подано выходное напряжение блока 2 сравнения, второй вход кото. рого соединен с выходом электронного лере. ключателя 8, причем вход последнего заэемлен, а второй соединен с выходом переключателя 5, вход управляемого генератора 6 заполняю. щих импульсов соединен с одним из выходов блока 3 управления, остальные выходы которого соединены с соответствующими управля. ющими входами переключателей ; 5, 7 и 8, выход стабилизатора 4 амплитуды подключен ко второму входу интегратора, выход управляемого генератора заполняющих импульсов - ко входу электронного переключателя 7, вы. ходы которого соединены со входами реверсив. . ного счетчика 9. 818008 4 пряжение на выходе интегратора изменяется по закону В момент времени т, это напряжение достигает значения В этот же момент времени срабатывает блок2 сравнения, изменяется полярность образцово. го напряжения и по сигналу с блока управления срабатывает электронный переключатель 8,на вход блока. сравнения подается нулевойпотенциал. Наюряжение на выходе интегратора 20изменяется по закону В момент времени т его значение достигаетчулевого уровня, т.е. В этот момент времени опять срабатываетблок 2 сравнения, электронный переключатель358, изменяется полярность образцового напря.жения, на второй вход блока 2 сравненияподается опорное напряжение О оп и частныйцикл преобразования повторяется снова.Обозначая интервал времени т - т, - через40Т, а интервал времени т,-т - через Т11 фтогда, подставляя (2) в (4) и преобразуя,получаютРассмотрим случай, когда на вход электрон. ного переключателя 8 через переключатель 9. поступает опорное напряжение 0 оп, частота которого равна частоте преобразуемого напряжения, и оба напряжения имеют синуроидаль. ную форму.В момент времени те ко второму входу блока 2 сравнения подключено опорное напря. жение О оп, значение которого в этот момент времени равно нулю, Интегратор 1 находится в нулевом состоянии ( О вых., 0), с выхода.6стабилизатора 4 амплитуды поступает образцовое напряжение отрицательной полярности, на. Аналогично с момента времени тэ, когдаполярность опорного напряжения изменяет"вой знак,5 О4т -т: - " Жж 6ух3Блок управления электронным переключателем 7 срабатывает таким образом, что в те чение интервалов времени Т 5 и Т 1 реверсивный счетчик заполняется на сложение, ав течение интервалов времени Ти Т1 3на вычитание. Тогда, учитывая, чтоФ: ф,:йлЯО 5 х-т- 50 аф 3При условии, что Ох=4 зЬФРЧ), где 9сдвиг .фаз между опорным и преобразуемым 10напряжением, после преобразований получают 1= =4 0 ф35 Управляемый генератор заполняющих импуль.25 сов вьщает импульсы с частотой, пропорциональной частоте преобразуемого напряжения, т.е. число, записанное в реверсивном счетчике, определяется выражением30 40 5где Тх - период опорного и преобразуемогонапряжении,где - : 0 т - средневыпрямленное значениеИ 7преобразуемого напряженияО,т,е, функция преобразования принимает вид э . 4 оЕт:-т,)-3 т.-т.) -- тОсовЧ 9 1-121 М 1 ц "9 У 0 К 1 где М - число в счетчике;йе - емкость счетчика.Если переключатель 5 находится в положении, когда на его выход подключено преобразуемое ОХ напряжение ( ЧО, сов Ч= 1),. то число в реверсивном счетчике имеет зна- чение 6Формула изобретенияФазочувствительный интегрирующий преобра.зователь напряжения в код, содержащий йн.тегратор, выход которого соединен с первымвходом блока сравнения, блок управления,первый вход которого подключен к выходублока сравнения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью, упрощения схемы и повышения точности преобразования, в него введеныстабилизатор амплитуды, переключатель, управ.ляемый генератор импульсов, два электронных переключателя и реверсивный счетчик,причем вход стабилизатора амплитуды соеди.нен с выходом интегратора, второй вход которого соединен со второй группой, а входлстабилизатора амплитуды подключен к. перному входу блока управления и выходуаблока сравнения, первый вход переключателя подключен к входной шине преобразовате 20 ля, второй вход - к шине опорного напря.жения, третий вход - к первому выходублока, управления, а выход соединен с первым входом первого электронного переключателя и со вторым входом блока управления, второй вход первого электронного переключателя подключен к шине нулевого потеяциала, управляющий вход соединен со. вторымвыходом блока управления, а выход подключен ко второму входу блока сравнения, вы.ход .управляемого генератора .импульсов соединен со входом второго электронного переклю.чателя, выходы которого подключены ко вхо.дам реверсивного счетчика импульсов, а управ.ляющие входы управляемого генератора импуль.сов и второго электронного переключателя под 5ключены соответственно к третьему и четверто.му выходам блока управления.Источники информапни,принятые по внимание при экспертизе1, Евданов Ю, М., Харченко Р, Р. Линейные измерительные преобразователи постоянно.го напряжения в частоту и длительность импульсов с импульсной обратной связью. "Автометрия", 1966, Юф 1.2, Патент Англии Яф 950647, кл, 64 Н, 1967818008 79/79В 988 Подписого комитета СССРний и открытийаушская наб д. 4/5 Тираж НИИПИ Государственн по делам иэобрете 3035, Москва, Ж - 35,