Цифровой интегрирующий вольтметр

Союз Советск икСоциапмстическкиРеспубики ОП И С А Н И Е 982190ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кдз Н 03 К 13/20 Ъоударстекиный комитет СССР пв делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения А.Ж. Виксна Специальное конструкторское бюро научного. приборостроенияИнститута механики полимеров АН Латвийской ССР(5 Й) ЦИФРОВОЙ ИНТЕГРИРУЮЩИЙ ВОЛЬТМЕТР 1Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно, к интегррующим цифровым приборам стохастческого преобразования, предназначенных для измерения действующего значения детерминированных и случайных сигналов, и может быть использовано в энергетике, технике связи, в производстве и испытаниях различных радиоэлектронных приборов и систем, а такие в процессе научного эксперимента,Известен коррелометрический ципровой измеритель действующего значениясигнала, содержащий генератор тактовыхимпульсов, преобразователь код-аналог,два стробируемых компаратора и блокцифрового отсчета1 ).Однако в этомнтегрирующем вольт"метре применен стохастический метод 20преобразования, характеризующийсясильной зависимостью погрешности преобразования от вида сигнала и боль"шим ее максимальным значением,2Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цифровой интегрирующий вольтметр, принцип действия которого основан на стохастицеском методе преобразования сигнала, содержащий сумматор, а также преобразователь код-аналог, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам двух стробируемых компараторов, вторые входы которых обьединены и являются входом устройства, выходы обьединены элементом ИЛИ, а входы стробирования. подключены к выходу генератора тактовых импульсов, подключенного также через масштабный сцетцик к входу управления блока цифрового отсчета 2 ).Однако известное устройство характеризуетсл недостаточной точностью, а именно значительной зависимостью погрешности преобразования от вида сигнала.Цель изобретения - повышение точ ности измерения.0 инвертирования кодов.стробируемых компаратора 1 и 2 ают в моменты времени й; входнал х(1) с аналоговым йсевдоОба сравни ной си39821Эта цель достигается тем, что в циФровой интегрирующий вольтметр, со. держащий сумматор, преобразователь код"аналог, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам первого и второго стробируемых компараторов, соответственнно вторые входы которых объединены и подключены к входной шине, выходы соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ,10 а входы стробирования подключены к выходу генератора тактовых импульсов, и через масштабный счетцик - к входу управления блока циФрового отсчета, дополнительно введены блок инверти ь рования кодов и подключенный к выходу генератора тактовых импульсов двухканальный генератор псевдослучайных чисел, выходы которого через сумматор и блок интегрирования кодов подключе- И ны к входу преобразователя код-аналог, причем выход переноса сумматора подключен к входу управления блока инвертирования кодов, а выход элемента ИЛИ соединен с тактовым входом блока 25 циФрового отсчета.На чертеже изображена Функциональная схема циФрового интегрирующего вольтметра.11 иФровой интегрирующий вольтметр зо содержит два стробируемых компаратора 1 и 2, вторые входы которых объединены и соединены с входной шиной, а первые входы подключены к прямому и инверсному выходам преобразователя 3 код-аналог. Выходы обоих стробируемых компараторов 1 и 2 соединены с первым и вторым входами элемента Й ИЛИ, выход которого подключен к тактовому входу блока 5 циФрового отсчета, входо управления которого соединен с выходом масштабного счетчика 6. Выход генератора 7 тактовых импульсов подключен к входам стробирования обоих стробируемых компараторов 1 и 2, а также к тактовому входу масштабного счетчика 6 и двухканального генератора 8 псевдослучайных чисел, инФормационные выходы которого подключены к соответствующимвходам сумматора 9. Сумматор 9 через блок 10 инвертирования кодов подключен к входу преобразователя 3 код-аналог. Выход переноса сумматора 9 соединен с входом управления блока 190 ф случайным сигналом преобразователя 3 код"аналог 1 . Благодаря совместному включению двухканального генератора 8 псевдослучайных чисел, сумматора 9 и блока 10 инвертирования кодов, плотность распределения вероятностей псевдослучайных чисел, которые имеются на выходе двухканального генератора, линейно возрастает и достаточно точно описывается Функциейср где Й - верхний предел диапазона измеряемого сигнала.Работа этих трех блоков сводится к следующему. Под воздействием тактовых импульсов генератора 7 тактовых импульсов двухканальный генератор 8 псевдослучайных чисел генерирует пару С-разрядных независимых и равномерно распределенных чисел м;, ; . В сумматоре 9 эти цисла складываются, причем на выходе блока 10 инвертирования кодов Формируются числа ; согласно следующему правилу если если Для того, цтобы дисперсия оценки действующего значения сигнала стала устойчивой, необходимо усреднять следующие оценки единичного преобразования. 2сли ;" И;)если1 2. - - +А, если А 2 Так как реализация двухканального генератора 8 псе вдо случайных ци сел заранее известна, то заранее известна сумма всех2- А/2), которая хра нится как начальная установка в блоке 5 циФрового отсчета. При равенстве или кратности объема масштабного сц- лика 6 периоду двухканального генератора 8 псевдослучайных чисел эта сумма равна нулю. В любом слуцае оцен ка квадрата мгновенного значения сигнала х 2 И;) упрощается.1; хи; йесли;1 х(.)5 9821Измерение действующего значения входного сигнала происходит циклически. По окончании предыдущего цикла измерения сигнал переполнения масштабного счетчика 6 в блоке 5 цифрового э отсчета инициирует команду выдачи ре" зультата измерения и установки начального состояния число-импульсного извлекателя квадратного корня. После этого очередной тактовый импульс генератора 7 тактовых импульсов, воздействуя на двухканальный генератор 8 псевдослучайных чисел, обеспечивает появление на выходе преобразователя 3 код-аналог равных по величине, но 1% разнополярных псевдослучайных величин Ь, обладающих линейно возрастающей Функцией плотности распределения. Оба стробируемых компаратора 1 и 2 в моменты стробирования задним Фронтом им 20 пульса генератора 7 тактовых импульсов сравнивают по абсолютному значению входной сигнал с псевдослучайной величиной ; . Бсли в момент стробирования входной сигнал по абсолютному знаф чению превышает псевдослучайную величину, то на выходе элемента 4 ИЛИ появляется импульс, который обрабатывается число-импульсным извлекателем квадратного корня блока 5 цифрового зо отсчета. Этот процесс продолжается до следующего переполнения масштабного счетчика 6.На основании расчетов установлено, что для предложенного устройства дис-З персия единичной оценки постоянна и равна 0,0833 По сравнению с прототипом это лучше как в смысле средней дисперсии0,1166 ), так и в смысле максимального значения дисперсии щ 0,3388 ), Таким образом, введение 90 ЬНовых блоков и связей обуславливавтповышение точности и увеличение еестабильности.формула изобретенияЦифровой интегрирующий вольтметр,содержащий сумматор, преобразователькод-аналог, прямой и инверсный выходыкоторого подключены к первым входампервого и второго стробируемых компараторов соответственно, вторые входыкоторых объединены и подключены квходной шине, выходы соединены с пер.вым и вторым входами элемента ИЛИ,а входы стробирования подключены квыходу генератора тактовых импульсови через масштабный счетчик " к входууправления блока цифрового отсчета,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерения,в него дополнительно введены блок инвертирования кодов и подключенныйк выходу генератора тактовых иипуль"сов двухканальный генератор псевдослучайных чисел, выходы которого через сумматор и блок инвертированиякодов подключены к входу преобразователя код-аналог, причем выход переноса сумматора подключен к входу управления блока инвертирования кодов, авыход элемента ИЛИ соединен с тактовым входом блока цифрового отсчета,Источники информации,принятые во внимание. при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИф 600721, кл. Н 03 К 13/02, 1977.2. Авторское свидетельство СССРйф 630748, кл. Н 03 К 13/20, 1978прототип ).Составитель Н, КозловРедактор К. Волощк Техреду И,Кастелевич Корректор ", ПрохненкоЗаказ 9733/78 Тираж 9 Я ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийФилиал ППП "Патент , г Ужгород, ул. Проектная, ч