Устройство контроля амплитудногодиапазона сигнала

Соеоз Соввтсинд Социанистичесннк РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(5)м. клзН 03 К 5/19// С 01 В 19/00 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делаи изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 2306.811(72) Авторы изобретения С.А.шавров и В.А.Артамонов т 71"Институт технической кибернетики АН Белоруссхстй-сХ:Р ------(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНОГО ДИАПАЗОНА СИГНАЛАИзобретение относится к автсмати ке и телемеханике и может быть использовано для контроля амплитудного диапазона напряжений переменного тока.5Известно устройство, содержащее входной блок для приема сигнала переменного тока и, по крайней мере, два канала для приема сигнала переменного ток а, и, по к райней мере, дв а к а" нала для контроля его уровня, Каждый канал содержит последовательно соединенные усилитель с переменньи коэффициентом деления, пороговое устройство, одновибратор и элемент ин дикации, причем, входы всех усилителей указанных двух каналов объединены между собой и подключены к входнсму блоку. Для осуществления контроля за несколькими уровнями входно го сигнала число таких каналов увеличивается за счет введения новых пороговых элементов и равно числу урсвней, з а которьии ведется наблюдениее 11.Недостатком укаэанного устройства является существенное уменьшение нацежности и точности измерений при увеличении числа уровней контроля, Ьбусловленное наличием в каждом ка нале амплитудных пороговых элементов, выполненных на аналоговых элементах, которым свойственна низкая стабильность рабочих параметров при изменении условий внешней среды и изменении урсв ней питающих напряжений, При в озрас танин к оличеств а к онтролируемых уровней (соответственно - каналов), взаимный дрейф эталонных порогов будет иметь существенную величину. Кроме того, при проведении профилактических работ, связанных с контролем и подстройкой эталонных уровней такого устройства, необходима прсверка эталонного уровня срабатывания каждого канала, что соответственно усложняет прсведение укаэанных работЦель изобретения - повышение надежности работы предлагаемого устройств а.Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля амплитудного диапазона сигнала, содержа- щее входной блок, подключенный к входам усилителей с переменным коэффициентом деления, входы которых подключены к входам псроговых элементов, одновибратор и элементы индикации, введены элементы И н И-НЕ, элементпамяти, генератор тактовых импульсов, формирователь, счетчик и дешифратор, причем выходы пороговых элементов подключены к входам первого элемента И, выход которого подключен непосредственно к первому входу второго эле-.мента И, установочному входу счетчи- ка и через последовательно соединенные формирователь и одновибратор к первьи входам элементов И-НЕ, второй вход второго элемента И подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход второго элемента И - к входу счетчика импульсов, выходы которого подключены к входам дешифратора,один из входов которого подключен к первому установочному входу0элемен тов памяти, а другие выходы соединены с установочными входами 1элементов памяти, инверсный выход каждого последующего элемента памяти подсоединен к второму установочному вхо ду 0 предыдущего элемента памяти, а прямые выходы элементов памяти подключены к вторьм входам элементов И-НЕ, выходы которых подключены к элементам индикации. 25На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Устройствоконтроля амплитудного диапазона сигнала содержит входной блок 1, два идентичных усилителя 2 и 3 с переменным коэффициентом деления, два идентичных пороговых элемента 4 и 5, элементы И б и 7, генератор 8 тактовых импульсов, формирователь 9, одновибратор 10, счетчик 11 импульсов, дешифратор 12, выходную шину 13 первого выхода дешифратора, выходные шины 14-1-14-И дешифратора, элементы памяти 1 5-1-15-И на триггерах, эле менты И-НЕ 16-1-16-И, элементы индикации 17-1-17-И, выходные шины 18-1 - 18-И.Линия, по которой передается сигнал, контролируемый предлагаемьм уст ройством, подключена к входному блоку 1, представляющему собой трансформатор. Вторичная обмотка этого трансФорматора подсоединена ко входам пары усилителей 2 и 3, выходы которых соответственно подключены ко входам пороговых элементов 4 и 5. Выходы пороговых элементов 4 и 5 подсоединены к элементу И б, подключенному своиь( выходом к одному из входов элемента И 7, ко входу формирователя 9 и входу сброса счетчика 11 . Второй вход элемента И 7 подключен к генератору 8 тактовых импульсов, а его выход - ко входу счетчика 11 импульсов, выходные шины которого подключены к 60 дешифратору 12, Первый выход 13 дешифратора 12 подключен ко входам 15 сброса всех триггеров, СОответствующие выходы 14-1-14-0 дешифратора 12 подключены к соответствующим устано вочным входам элементов 15-1-15-М,при этом инв ерсный в ысод к аждого последующего триггера 15 соединен содним из входов сброса предыдущеготриггера, Прямые выходы триггеров1 5-) -15-И подсоединены к соответствующим двухвходовым элементам И-НЕ1 6-1-16-И, причем вторые входы этихэлементов соединены между собой иподключены к выходу одновибратора 10,вход которого соединен с вьюодом формирователя 9. Выходы элементов 16-1 -16-М подключены к элементам индика-.ции 1 7-1-17-В, а также к выходным шинам 18-1-18-В,Устройство работает следующим образом .Входной сигнал поступает на первичную обмотку трансформатора 1,снимается с его вторичной обмотки (безвозможной постоянной составляющей) ипоступает на вход усилителей 2 и 3,Этот сигнал имеет форму, отображеннуюна диаграмме А (Фиг. 2), где приведены два случая сигналов, когда сигналимеет амплитуду Ж и когда амплитудуф, причем ф )ОБ. Пунктирной прямойздесь обозначен верхний минимальныйпорог контроля, а штрих - пунктирнойпрямой - минимальный нижний порогконтроля. Преобразованный пороговыми устройств ами 4 и 5 сигнал имеет вид, показанный на диаграммах В и С. Сплошными линиями на этих диаграммах обозначен сигнал, имеющий место на вькоде элементов 4 или 5 при поступлении сигналас 6. В этом случае длительность импульсов на выходе элемента 4 либо 5 равна д,. Пунктирными линиями на диаграммах В и С показаны фронты импульсов на выходе элементов 4 и 5 при поступлении на вход сигналов с амплитудой ф, при этом длительность импульсов на выходе элементов равна 1.Эти сигналы поступают на вход элемента И б, на выходе которого имеют Форму, представленную на диаграмме 0 или С в зависимости от амплитуды входного сигнала. Длительность положительного импульса на выходе элеменТта И б равна Ъ = -- Ц;где Т-период входного сигнала; 1 - длительность импульсов на выходе элементов 4 и 5.Таким образом, длительность импульсов на выходе элемента И б пропорциональна амплитуде входного сигнала. Далее импульсный сигнал длитель ностью С преобразуется в число с помощью генератора 8 импульсов, элемента И 7 и счетчика 11 импульсов, который устанавливается в исходное состояние каждый раэ, когда сигнал на выходе элемента И 6 равен нулю.Для такого преобразования импульсы с выхода элемента И б и импульсы с генератора 8. импульсов (частота генерации импульсов генератора 8 намного больше 1/) поступают на элементИ 7, форма сигнала на выходе которогодля амплитуды оь отражена на диаграмме Г, для амплитуды Ь - на диаграммепри этом число импульсов, показан)ных на диаграммах Р и.6, подсчитыва-ется счетчиком 11 ккпульсов, состояние которого дешифрируется дешифратором 12. Дешифратор имеет И+1-ую выходную шину. Шина 13 подключается квыходу дешифратора, который распознает состояние счетчика, имеющее местопри подсчете лишь одного импульсаДанное состояние счетчика не является информационным и служит для установки всех триггеров 15 в исходноесостояние. Число остальных выходныхшин 14-1-14-М дешифратора равно числу контролируемых уровней сигнала навходах усилителей 2 и 3.Работа некоторого К-го канала контроля уровня поясняется временнымидиаграммами 6 и Н. Число импульсов,подсчитанных счетчиком 11 с началасчета до импульса, обозначенного надиаграмме Г знаком , дешифрируетсяКдешифратором 12, и соответствующийимпульс (диаграмма Н) поступает поодной из шин 14-1-14-И (шине 14 К) наустановочный вход триггера 15 К, Вэтот момент триггер 15 К устанавливается в единичное состояние. Если после этого подсчет импульсов счетчиком11 продолжается и дешифратором 12определяется новое состояние счетчика.11, соответствующее другому контролируемому уровню, соответствующийимпульс по шине 14 Ь поступает навход триггера 15 Ь и устанавливаетего в единичное состояние, при этомтриггер 15 К устанавливается в исходное состояние. Такой процесс установ;ки триггеров 15-1-15-И последовательно продолжается до тех пор, пока непоявляется отрицательный перепад напряжения на выходе элемента 6, При появлении этого перепада формирователем 9 запускается одновибратор 10,Одновременно счетчик 11 устанавливается висходное состояние для подготовки к дальнейшей работе,Положительный сигнал с выхода одновибратора (диаграмма 3), длительность которого не должна превышатьТ/2, поступает на все элементы И-НЕ16-1-16-М.Выходной же сигнал на выходе 16-1-16-М появляется только на томэлементе, второй вход которого под ключен к триггеру, находящемуся вединичном состоянии. Это означает,что в момент проведенного измеренияуровня сигнала его амплитуда не превышала некоторого значения, соответсгвующего значению уровня, определяемого К-ым выходом дешифратора 12,Сигналом с выхода элементов 16-1-16- .-М управляются соответствующие элементы индикации 17-1-17-В. Одновременносигналы с выхода элементов 16-1-16-М могут подаваться по шинам 18-1-18- 5-М в автоматическое устройство регистрации амплитудного диапаеона сигнала,Таким образом, введение в устройство новых элементов, основанных надискретном способе обработки сигнала,позволяет осуществлять контроль диапазона амплитуд по множеству уровней сменьшей зависимостью от условий окру 15жающей среды.Кроме того, увеличение количества .контролируемых предлагаемым устройством уровней входного сигнала не ведет к усложнению конструкции,20Формула изобретенияУстройство контроля амплитудного,диапазона сигнала, содержащее вход 25 ной блок, подключенный к входам усилителей с переменным коэффициентомделения, входы которых подключены квходам пороговых элементов, одновибратор и элементы индикации, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью.повышения надежности работы, в неговведены элементы И и И-НЕ, элементпамяти, генератор тактовых импульсов,формирователь, счетчик и дешифратор,причем выходы пороговых элементовподключены к входам первого элементаИ, выход которого подключен непосредственно к первому входу второго элемента И, установочному входу счетчикаи через последовательно соединенные40 формирователь и одновибратор к первым входам элементов И-НЕ, второйвход второго элемента И подключен квыходу генератора тактовых импульсов,а выход второго элемента И - к входу45 счетчика импульсов, выходы которогоподключены к входам дешифратора,одиниз выходов которого подключен к первому установочному входу "Оф элементовпамяти, а другие выходы соединены с5 О установочными входами 1 элементовпамяти, инверсный выход которых каждого последующего элемента памятиподсоединен к второму установочномувходу фОф предыдущего элемента памяти, а прямые выходы элементов памятиподключены к вторым входам элементов И-НЕ, выходы которых подключены к элементам индикации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизефО1. Патент США 9 3544983,кл. Н 03 К 5/20, 1970 (прототип)./5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 800/82 Тираж 988,ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, )Х, 61101 Подпкомитета СССРи открытийушская наб д.