Амплитудный преобразователь

(19) 01 К ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ого научноктно-конструк кого института производствен"с опытным ьство ССС /04, 1980 тво СССР 9/04, 19 83. и,/ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Отделение Всесоюзнисследовательского проеторского и технологичесисточников тока Научноного объединения,"Квантпроизводством(57) Изобретение может быть использовано для измерения амплитудных характеристик переменных сигналов и позволяет расширить функциональные возможности устройства. Преобразователь содержит пиковые детекторы 2, 7 и 12, инвертор 3 и переключатель 1. Устройство оснащено инвертирующим сумматором 5, переключателями 6 и 15, компараторами 8, 13 и 18, сумматорами 9 и 10, дифференциальным усилителем 11, делителем 14 напряжения, элементом И 16, ждущим мультивибратором 17, формирователями 19, 20 и 2 1 импульсов, что обеспечивает преобразование пере- Я менных сигналов с постоянной составляющей, амплитуда которых меньше, чем постоянная составляющая. 1 ил, 1366956Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения амплитудныххарактеристик переменных сигналов.5Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя путем преобразования переменныхсигналов с постоянной составляющей,амплитуда которых меньше, чем постоянная составляющая,На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого преобразователя.Амплитудный преобразователь содержит первый переключатель 1, первыйнеподвижный контакт которого соединенс входом преобразователя, второй неподвижный контакт - с общей шиной,а подвижный контакт через последовательно включенные первый пиковый детектор 2 положительных значений сигнала и инвертор 3 соединен с первымивходами первого 4 и второго 5 инвертирующих сумматоров, Второй вход сумматора 4 соединен с входом преобразователя, Выход сумматора 4 соединен спервым неподвижнЫм контактом второгопереключателя 6, второй неподвижныйконтакт которого соединен с общей шиной, а подвижный контакт - с входом Зпвторого пикового детектора 7 положительных значений сигнала и первымвходом первого компаратора 6, Выходпикового детектора 7 соединен с вторым входом компаратора 8 и вторымвходом инвертирующего сумматора 5,Выход сумматора 5 подключен к выходуминимального значения сигнала преобразователя, к первым входам первого9 и второго 10 сумматоров и инвертирующему входу дифференциального усилителя 11 неинвертирующий вход которого соединен с входом преобразователя, Выход усилителя 11 соединен свходом третьего пикового детектора12 положительных значений сигнала ипервым входом второго компаратора 13,Выход пикового детектора 12 подключенк выходу двойной амплитуды сигналапреобразователя, к второму входу компаратора 13, входу делителя 14 напряжения и второму входу сумматора 9,выход которого соединен с выходоммаксимального значения входного сигнала и вторым входом сумматора 10.55Выход делителя 14 соединен с выходомамплитуды сигнала преобразователя.Выход сумматора 10, коэффициент передачи (К) которого равен 0,5, соединен с выходом постоянной составляющейсигнала преобразователя, Выходы компараторов 8 и 13 соединены с четвертым и вторым соответственно неподвижными контактами третьего переключателя 15, первый и третий контакты которого соединены с шиной логическойединицы. Первый и второй подвижныеконтакты переключателя 15 соединеныс входами элемента И 16, выход которого соединен с входом ждущего мультивибратора 17 и вторым входом третьего компаратора 18, первый вход которого соединен с общей шиной. Выходкомпаратора 18 соединен с управляющими входами переключателей 1 и 6.Выход мультивибратора 17 соединен свходами первого 19 и второго 20 формирователей импульсов. Выход,.формирователя 20 соединен с выходом концапреобразования преобразователя. Выход формирователя 21 соединен с входами сброса пиковых детекторов 2, 7,12 и стробируемых компараторов 8, 13и 18.Амплитудный преобразователь работает следующим образом,На вход преобразователя подаетсясигнал вида:Н , =И р Я 1 пд г. + Нугде Б - амплитуда входного сигнала;о1,П - напряжение смещения;смы - круговая частота;времяПусть Б,м 0 и Н,1) 1 Б В исходном состоянии подвижные контакты переключателей 1 и 6 замкнуты с их первыми контактами, На выходе пикового детектора 2 положительных значений формируется напряжение;"ьы.-ПО+ "см фСигнал Б , с выхода инвертора 3 и входной сигнал преобразователя поступают на входы инвертирующего сумматора 4, коэффициент передачи которого равен К,=-1. Пока детектор 2 не зафик сирует максимальное значение входного сигнала, напряжение на выходе сумматора 4 равно нулю, так как детектор 2 и инвертор мгновенно отслеживают входной сигнал. Эти сигналы ча выходе сумматора 4 вычитаются, После фиксирования детектором 2 максимального значения входного сигнала напряжение У на выходе сумматора 4 начинаетВых 4увеличиваться:Пбых 4 - По-По 81 писа69564Пусть теперьНс х 0 1 Б 1 х 1 ц,1,Входное напряжение в этом случае Нббх 4 2 Норавное двойной амплитуде (размаху) ЦбхНа входы сумматора 9 подаются напряжения с выходов пикового детектора 12 и сумматора 5, Учитывая, что коэффициент передачи сумматора 9 (К 9) равен единице, его выходное напряжениеживых 9 =По+Нсмравно максимальному значению БНапряжения с выходов. сумматоров 5 и 9 подаются на входы сумматора 10, коэффициент передачи которого (К,) равен 0,5, Напряжение на выходе сумматора 10 устанавливается равным8 Ых о см фНапряжение с выхода пикового детектора 12 подается на вход делителя 14, коэффициент передачи которого (К ) равен 0,5. На выходе делителя 14 Формируется напряжениеба 14 охравное амплитуде входного напряженная. з 136 Напряжение с выхода сумматора 4 через переключатель 6 подается на вход пикового детектора 7 положительных значений, на выходе которого устанавливается напряжениеНа входы инвертирующего сумматора 5 подаются напряжения с выхода инвертора 3 и детектора 7В результате на выходе сумматора 5 Формируется напряжение: Нбых 5 Нсм По уравное минимальному значению БьхНа неинвертирующий вход усилителя 11 подается входной сигнал. Коэффициент передачи (К) дифференциального усилителя 11 равен 1.Так как до момента фиксации максимального значения входного сигнала детектором 2 напряжения на выходе сумматора 4 и, соответственно, пикового детектора 7 равны нулю, выходные напряжения детектора 2, а следователь но, и сумматора 5 отслеживают входное напряжение, то выходное напряжение усилителя 11 также равно нулю, После Фиксации максимальных значений входных сигналов детекторами 2 и 7 на выходе усилителя 11 напряжение имеет вид: НббхНо з 1 пбл По хПиковый детектор 12 положительных значений фиксирует максимальное значение положительного напряжения с выхода усилителя 11 имеет вид:5Цбх Но з.п 4 ПсмВыходные напряжения пикового детектора 2 и инвертора 3 оказываютсяравными нулю. На выходе инвертирующего сумматора 4 устанавливается напряжение:Ньых Но з 1 пц+П смПиковый детектор 7 Фиксирует напряжение 15 П 6 бх НохмТогда на выходе сумматора 5 формируется,напряжение НЯбх 5 По Псм х равное минимальному значению Нбх . На выходе дифференциального усилителя 11 устанавливается напряжение 6 ых 44 - Но бо 81 пл 1Пиковый детектор 12 фиксирует напряжение 25 Н 6 ых 2 2 По х равное размаху Б,х На выходе сумматора 9 напряжение с 6 бх 9 сО хсм равно максимальному значению Ю . Выходное напряжение сумматора 10 Ьых о На выхоце делителя 14 устанавливается напряжение 6 мл 14 ох т.Е. аМПЛИтудНОЕ ЗНаЧЕНИЕ Ббх . 35 В случае 1 БсмхП о и Бом=О устройство функционирует аналогичноописанным случаям.После фиксирования максимальных значений напряжений пиковыми детекторами 7 и 12 срабатывают стробирующие компараторы 8 и 13. Появление на выходе каждого из компараторов уровня логической единицы переводит их в состояние запоминания этого уровня. . Указанное состояние компараторов сохраняется до тех пор, пока на их управляющие входы не будет подано напряжение логической единицы.При появлении на входах элемента И 16 уровней логических единиц, поступающих с выходов компараторов 8 и 13 через переключатель 15, на выходе этого элемента также появляется логическая единица, которая подается на второй вход компаратора 18 и вход ждущего мультивибратора 17, В результате срабатывания компаратора 18 переключатели 1 и 6 подключают входы пи5 13669 ковых детекторов 2 и 7 к общей шине для исключения сбоя зафиксированной информации при ее обработке. В результате воздействия уровня логической единицы на вход мультивибратора 17 последний вырабатывает импульс, длительность которого =(0,3-1) с определяет время индикации выходных сигналов устройства, По переднему фронту импульса с выхода мультивибратора 17 формирователь 19 вырабатывает импульс конца преобразования. По заднему фронту импульса мультивибратора 17 формирователь 21 вырабатывает импульс,5 подготавливающий схему к следующему преобразованию; обнуляются пиковые детекторы 2, 7 и 12, приводятся в исходное состояние стробируемые компараторы 8, 13 и 18, в результате чего переключаются в исходное состояние переключатели 1 и 6.Сдвоенный переключатель 15 выполняет функцию подготовки устройства к работе, В момент включения преобразо вателя в результате действия переходных процессов пиковые детекторы могут запомнить случайные сигналы. Подключением подвижных контактов переключателя 15 к первому и третьему неподвижным контактам на входы элемента И 16 подаются уровни логической единицы, в результате чего один такт ра. боты мультивибратора 17 пиковые детекторы 2, 7 и 12 опять обнулятся и преобразователь окажется готовым к3 работе,5тора, входом делителя напряжения и вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с выходом максимального значения сигнала преобра ( эователя и. с вторым входом второ осумматора, выход второго сумматора соединен с выходом напряжения смещения сигнала преобразователя, выходы Амплитудный преобразователь, со-. держащий два пиковых детектора, первый инвертирующий сумматор, первый переключатель и инвертор, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью45 расширения функциональных возможностей путем преобразования переменных сигналов с постоянной составляющей, амплитуда переменной составляющей ко" торых может быть, меньше постоянной составляющей, в него введены третий пиковый детектор, три стробируемых компаратора, два сумматора, второй инвертирующий сумматор, делитель напряжения второй и третий переключатеУ55 ли, ждущий мультивибратор, два формирователя импульсов, дифференциальный усилитель и элемент И, причем вход преобразователя соединен с неинвертиратора и вторым входом третьего стробируемого компаратора, первый вход которого соединен с общей шиной, а выход - с управляющими входами перво-. го и второго переключателей, выход ждущего мультивибратора соединен с Формула из обретения 56 6рующим входом дифференциального усилителя, вторым входом первого инвертирующего сумматора и первым неподвижным контактом первого переключателя, второй неподвижный контакт которого соединен с общей шиной, а подвижный контакт - с входом первого пикового детектора, выход которогочерез инвертор соединен с первымивходами первого и второго инвертирующих сумматоров, выход первого инвертирующего сумматора соединен с первым неподвижным контактом второго переключателя, второй неподвижный контакт которого соединен с общей шиной, аподвижный контакт - с входом второго пикового детектора и первым входом первого стробируемого компаратора,выход второго пикового детектора соединен с вторым входом первого стробируемого компаратора и вторым входомвторого инвертирующего сумматора,выход которого соединен с выходом минимального значения сигнала преобразователя, с первыми входами первого и второго сумматоров и инвертирующимвходом дифференциального усилителя,выход которого соединен с входом третьего пикового детектора и первымвходом второго стробируемого компаратора, выход третьего пикового детектора соединен с выходом двойнойамплитуды сигнала устройства и с вторымвходом второго стробируемого компаравторого и первого компараторов соедииены соответственно с вторым и четвертым неподвижными контактами третьего переключателя, первый и третийнеподвижные контакты которого соединены с шиной логической единицы, первый и второй подвижные контактытретьего переключателя соединены свходами элемента И, выход которогосоединен с входом ждущего мультивиб 7 1366956 8входами первого и второго формирова- вого, второго и третьего пиковых детелей импульсов, выход первого форми- текторов,и первого, второго и третьерователя импульсов соединен с выходом го стробируемых компараторов, выход конца преобразования преобразовате 5делителя напряжения подключен к выхоля, выход второго формирователя им- ду амплитуды сигнала преобразователя. пульсов соединен с входом сброса перСоставитель С.Рыбин Редактор А,Маковская Техред Л,Олийнык Корректор О.Кравцова г Заказ 6835/45 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4