Устройство регулировки выходного уровня сигнала

(5 Н 5 Н 03 1 1/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЮХ,(21) 4723185/21(71) Ульяновское конструкторское бюроприборостроения(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ ВЫХОДНОГО УРОВНЯ СИГНАЛА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано вавтоматизированных системах контроля.Цель изобретения - повышение точностирегулировки выходного уровня сигнала засчет компенсации погрешностей блоков ус БЫН, 1706038 А 1 тройства, Для достижения цели в устройство, содержащее источник 1 сигнала, блок 2 цифроаналогового регулирования, блок 4 преобразования нап ряжения, компаратор 6, реверсивный счетчик 7 импульсов, источник 9 опорного напряжения, генератор 12. импульсов, введены переключатель 3, сумматор 5, реверсивный счетчик 8 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 10 делитель 11 напряжения, формирователь 13 управляющих импульсов. Переключатель 3 поочередно подключает к входу блока 4 напряжение с выходной шины 14 и от источника 9. При этом соответственно подстраиваются коэффициент передачи блока 2 и компенсирующее напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 10, которое позволяет скорректировать погрешности, возникающие в блоке 4, сумматоре 5 и компараторе 6. 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля.Цель изобретения - повышение точности регулировки выходного уровня сигнала за счет компенсации погрешностей блоков устройства,На фиг.1 приведена структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы; на фиг.З - передаточные характеристики устройства.Устройство содержит последоватеэьно соединенные источник 1 сигнала, блок 2 цифроаналогового регулирования, переключатель 3, блок 4 преобразования напряжения, сумматор 5 и компаратор 6, а также первый и второй реверсивные счетчики 7, 8 импульсов, источник 9 опорного напряжения, цифроаналоговый преобразователь 10, делитель 11 напряжения, генератор 12 импульсов, формирователь 13 управляющих импульсов, выходную шину 14.Выход блока 2 соединен с выходной шиной 14. Выход источника 9 соединен с вторыми входами переключателя 3 и сумматора 5. Выход комнаратора 6 соединен с входами реверса первого и второго реверсивных счетчиков 7, 8. Выход первого реверсивного счетчика 7 соединен с управляющим входом блока 2, выход второго реверсивного счетчика 8 через цифроаналоговый преобразователь 10 и делитель 11 соединен с вторым входом компаратора 6. Выход генератора 12 соединен с входом формирователя 13, первый и второй выходы которого соединены со счетными,входами первого и второго реверсивных счетчиков 7, 8 соответственно, а третий выход подключен к управляющему входу переключателя 3,Блок 2 представляет собой усилитель с регулируемым коэффициентом усиления. Блок 4 содержит детектор среднего или амплитудного значения, инвертор и фильтр нижних частот. Формирователь 13 содержит делитель частоты, выход которого соединен с входами элемента НЕ и элемента задержки.Устройство работает следующим образом,Сигнал переменного тока с выхода источника 1, поступает на вход блока 2. В режиме регулировки цифровой код,.поступающий на управляющий вход блока 2 с выхода первого реверсивного счетчика 7, изменяется таким образом, чтобы скомпенсировать влияние дестабилизирующих факторов на выходной уровень источника 1, и установить на выходе блока 2 номинальную величину выходного уровня сигнала. Номи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нальная величина выходного уровня сигнала определяется величиной опорного напряжения, вырабатываемого источником 9. Это опорное напряжение поступает на вход сумматора 5 и сравнивается с помощью компаратора 6 с выходным напряжением блока 4, которое поступает на другой вход сумматора 5. Напряжение переменного тока, поступившее с выходной шины 14 через переключатель 3 на вход блока 4, преобразуется последним в напряжение постоянного тока.По результату сравнения этого напряжения с опорным напряжением источника 9 компаратор 6 вырабатывает сигнал управления реверсом реверсивного счетчика 7, Тактовая частота на счетный вход последнего поступает с формирователя 13. Если выходное напряжение блока 4 больше опорного напряжения источника 9, величина управляющего кода на выходе реверсивного счетчика 7 уменьшается. Это приводит к уменьшению коэффициента передачи блока 2, и выходное напряжение блока 4 уменьшается. Этот процесс заканчивается при достижении равенства выходного напряжения блока 4 с опорным напряжением источника 9,Если выходное напряжение блока 4 меньше опорного напряжения источника 9, величина управляющего кода на выходе реверсивного счетчика 7 увеличивается. Это приводит к увеличению коэффициента передачи блока 2, и выходное напряжение блока 4 увеличивается, Этот процесс заканчивается также при достижении равенства выходного напряжения блока 4 с опорным напряжением источника 9. При этом на выходе устройства устанавливается номинальная величина выходного уровня сигнала,В режиме калибровки переключатель 3 отключает вход блока 4 от выходной шины 14 и подключает его к выходу источника 9, Инвертированное опорное напряжение с выхода блока 4 поступает на первый вход сумматора 5, а опорное напряжение с выхода источника 9 поступает на его второй вход. Компаратор 6 по результату сравнения напряжения на выходе сумматора 5 с напряжением на выходе делителя 11 вырабатывает сигнал управления реверсом реверсивного счетчика 8. Тактовая частота на счетный вход последнего поступает с формирователя 13, Если напряжение на выходе сумматора 5 выше напряжения нэ выходе делителя 11, цифровой код на выходе реверсивного счетчика 8 увеличивается.При этом выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 10 иэменяет 17060385 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ся таким образом, что напряжение на выходе делителя 11 повышается и приближается к напряжению на выходе сумматора 5, а напряжение между входами компаратора б стремится к нулю. Если напряжение на выходе сумматора 5 ниже напряжения на выходе делителя 11, цифровой код на выходе реверсивного счетчика 8 уменьшается, при этом выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 10 изменяется таким образом, что напряжение на выходе делителя 11 понижается и приближается к напряжению на выходе сумматора 5, а напряжение между входами компаратора б стремится к нулю. В обоих случаях в результате на выходе делителя 11 устанавливается компенсирующее нап ряжение.В устройства описанные режимы рзботы чередуются во воемени. Их чередование обеспечивается с помощью сигнала (фиг,2 г), который поступает с выхода формирователя 13 на управляющий вход переключателя 3. Когда указанный сигнал принимает значение, соответствующее "0", переключатель 3 подключает выход источника 9 к входу блока 4. Переключатель 3 находится в этом положении в течение времени. необходимого для установления переходного процесса в фильтре низкой частоты в блоке 4 с заданной точностью и для обеспечения прохож дения переднего фронта импульса тактовой частоты (фиг,2 в) на счетный вход реверсивного счетчика 8, Когда сигнал (фиг.2 г) принимает значение, соответствую.цее 1", переключатель 3 подключает выходную шину 14 к входу блока 4. Переключатель 3 находится в этом положении в течение времени, необходимого для установления переходного процесса в фильтре низкой частоты в блоке 4 с заданной точностью и для обеспечения прохождения переднего фронта импульса тактовой частоты (Фиг 2 б) на счетный вход реверсивного счетчика 7.По переднему фронту соотве-стеующих импульсов тактовой частоты состояние реверсивных счетчиков 7, 8 изменяется нз один бит, Изменение наклона передаточной характеристики БЦАР 2 (фиг,За) происходит в зависимости от изменения уровня сигнала на выходе источника 1 сигнала (О 1 - верхнее значение уровня сигналг, Он - нижнее значение уровня сигнала), а также от температурного и времечного дрейфа составляющих погрешности блока 4, сумматора 5, компаратора б. Процесс компенсации погрешностей блока 4, сумматора 5, компаратора 6 заключается в сдвиге приведенной передаточной характеристики блока (с учетом погрешностей сумматора 5 и компаратора 6). При этом приведенная передаточная характеристика БПН 4 (фиг,Зб) сдвигается до пересечения с идеальной передаточной характеристикой блока 4 при входном напряжении О,ю Указанный сдв 1 г происходит за счет установления омпенсирующего напряжения Ок на выходе делителя 11.Таким образом, процесс формировзния напряжения на выходе устроистьа идет параллельно с процессом формирования компенсирующего напряжения.Благодаря этому в устройстве компенсируются составляющие погрешности, связанчые с температурным и временным дрейфом и погрешностью коэффициента передачи блока 4, сумматора 5 и ко.лпараторз б. Поэтому устройство позволяет стабилизировать амплитуду выходного сигнала в широком температурном диапазоне, не требует периодической подстройки и представляет облегченные требования к элементам,Формула изобретения Устройство регулировки выходного уровня сигнала, содержащее источник сигнала, первый реверсивный счетчик импу. ь сов, блок цифроаналогового регулирования, блок преобразования напряжения. енгргтор импульсов, источник опорного нзгряжения и компаратор, причем выход источника сигнала соединен с входом блока цифроан;- логового регулирования, управляющий вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика импульсов, вход реверса которого соединен с выходом компаратора, отл ича ю щеес я тем, что, с целью повышения точности регулировки выходного уровня сигнала, в него введены переключатель, второй реверсивный счетчик илпульсов, цифроаналоговый поеобразователь, формирователь управляющих импульсов, делитель напряжения и сумматор, причем выход блока цифроаналогового регулирования подключен к выходной шине и к первому входу переключателя выход которого подключается к входу блока преобразования напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора. выход которого подключен к первому входу компзратора, выход которого подключен к входу реверса второго реверсивного счетчика импульсов, а второй вход соединен с выходом делителя напряжения, вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом второго реверсивного счетчика импульсов, при этом выход генератора импульсов подключен к входу формирователяуправляющих импульсов, первый и второй тий выход подключен к управляющему вховыходы которого соединены со счетными дупереключателя,выходисточникаопорновходами первого и второго реверсивных го напряжения соединен с вторым входом счетчиков импульсов соответственно, э тре- переключателя и вторым входом сумматора,51706038 фолл Составитель А.Смирноведактор М.Келемеш Техред М.Моргентал Корректор Т,Пал Заказ 204 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытия113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101