Амплитудный преобразователь

С 01 ОЗ СОВЕ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9 10) (1115115 0 01 Р 1 6 А 1 ИСАНИЕ И ЕТЕНИЯ ЬСТВ К АВТОРСКО ВИ 8одственный коллектив роизводственного обьАТЕЛЬ носится может макси- мплитуосится к электроизмеможет быть использоия максимальных и ий амплитуды входногнала в диапазоне низчастот при наличии яющей в измеряемом ния является повыше- и достоверности измезобрете ействия На фиг, 1 аграммы прот схема предлэ 5 представл и редлагаемо сочетаниях О Устройст ный усилител с входами усГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1.366956, кл. 0 01 В 19/04, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 1628001, кл, 6 01 В 19/04, 1988,(57) Использование: изобретение отк электроизмерительной технике ибыть использовано для измерениямальнь 1 х и минимальных значений а Изобретение отн рительной технике и вано для измерен минимальных значен го периодического си ких и инфранизких постоянной составл сигнале,Целью и ние быстрод рения.представлены временные диотипа; на фиг. 2 - структурная гаемого устройства; на фиг. 3- ены временные диаграммы го устройства при различных с и Осм во входном сигнале. во содержит дифференциальь 1, входы которого соединены тройства, первый пиковый деды входного периодического сигнала в диапазоне низких и инфранизких частот при наличии постоянной составляющей в изме- ряемом сигнале, Сущность изобретения: амплитудный преобразователь содержит дифференциальный усилитель, входы которого соединены с входами устройства, первый пиковый детектор положительных значений и первый инвертирующий сумматор, первый инвертор, сумматор, управляемый коммутатор, второй инвертирующий сумматор, второй пиковый детектор положительных значений, компаратор, два делителя напряжения, переключатель, пять формирователей импульсов, ждущий мультивибратор, блок выборки-хранения, второй инвертор 5 ил. тектор 2 полокительных значений и первый инвертирующий сумматор 3, причем вход первого пикового детектора 2 и первый вход й инвертирующего сумматора 3 соединены с выходом дифференциального усилителя 1, о выход пикового детектора 2 соединен с вхо- р дом первого инвертора 4, первым входом сумматора 5 и первым входом управляемого коммутатора 6, выход инвертора 4 соединен с вторым входом инвертирующего сумматоре 3 и первым входом второго инвертирую.щего сумматора 7. Второй пиковый детектор 8 попохтитепьных внечении, вход и которого соединен с выходом инвертирующего сумматора 3. и первым входом компаратора 9, выход пикового детектора 8 соединен со вторым входом инвертирующего сумматора 7, четвертым входом коммутатора 6, входами первого 10 и второго 11 делителей напряжения, выход инвертирую 1798706Овх=Оо э 1 п о) с . О.м,где Оо - амплитуда входного сигнала;О, - напряжение смещения;в - круговая частота;т - время.Пусть Осм О иОс.11 Оо 1, Сигнал подается на инвертирующий вход дифференциального усилителя 1, инвертирующий вход которого подключается при этомк общей шине, На выходе пикового детектора 2 формируется напряжение(2) Овых 2=Кду(ОО+ Осм),где Кду - коэффициент передачи дифференциального усилителя 1,Напряжение (2) пропорционального ам- плитуде максимального значения сигнала (1) подается на первый вход коммутатора б,Сигналы с выходов инверторов 4 и с выхода усилителя 1 поступают на входы инвертирующего сумматора 3. коэффициент передачи которого равен Кз=-1 щего сумматора 7 соединен со вторым входом сумматора 5 и третьим входом коммутатора 6 и выход сумматора 5 соединен со вторым входом коммутатора б, выход делителя напряжения 10 соединен с пятым входом компэраторэ 6, выход делителя напряжения 11 соединен со вторым входом коммутатора 9, переключатель 12, первый контакт которого соединен с шиной логической единицы, второй - с выходом компаратора 9 и третий - со входом второго формирователя импульсов 13, выход которого соединен со входом ждущего мультивибратора 14, третий формирователь импульсов 15, вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора 14 и входом пятого формирователя импульсов 16, а выход соединен со входом четвертого формирователя импульсов 17, выход формирователя импульсов 16 соединены с управляющим входом блока выборки-хранения 18 и входом второго инвертора 19, выход которого соединен со входом первого формирователя импульсов 20, выходформировэтеля 20 соединен с управляющими входами пиковых детекторов 2 и 8, выход коммутатора 6 соединен со входом блока выборки-хранения 18, выход которого является первым выходом устройства, инвертирующий выход формирователя 17 является вторым выходом устройства.Устройство работает следующим образом.На вход устройства подается сигнал вида;Овых.з" Кду(Оо Ооэ 1 п 01 т) .(3) Напряжение с выхода сумматора 3 подается на вход пикового детектора 8, на выходе которого с учетом его коэффициента передачи;. равного Кв=1, устанавливается напряжение(4) Овых,8=2 КдуОо 10 Напряжение (4) пропорционально размаху (удвоенной амплитуде) сигнала 1 и подается на четвертый вход коммутатора б.На входы инвертирующего сумматора 7 подается напряжение с выхода инвертора 4 и детектора 8. Учитывая коэффициент передачи сумматора 7, равный К 7=-1, получим на его выходе напряжение 20 Овых,7=Кду(Осм-ОО); (5) которое пропорционально минимальному значению сигнала (1) и подается на третий. вход коммутаторов.25 На вход сумматора 5 подается нап ряжение с выходов детектора 2 и сумматора 7.Учитывая коэффициент передачи сумматора 5, равный К 5=0,5, получим на его выходе напряжение30О вых.5=КдуО см, (6) которое пропорционально напряжению смещения сигнала (1) и подается на второй 35 вход коммутатора б,На вход делителя напряжения 10, имеющего коэффициенты передачи К 1 о=0,5, подается напряжение с выхода детектора 8, На выходе делителя 10 получаем напряже ние(7) Овых.10=КдуОО,пропорциональное амплитуде сигнала (1),45 которое подается на пятый вход коммутатора б.При О Ои 1 О 11 Оо 1, О =О,Осм 0 и 1 Осм 11 Ооустройство работаетаналогично, При Осм О и 1 Осм 11 Оо50 сигнал подается на инвертирующий входдифференциального усилителя 1 и устройство работает аналогично описан ному случаю.ИЗМЕРЕННЫЕ ЗНаЧЕНИя Осм, Одах И Оа 1 п Вэтом случае имеют противоположный знак55 относительно истинного, т.е. положительный, а не отрицательный, что необходимоучитывать при измерениях,В моменты превышения входного напряжения пикового детектора 8 под входным напряжением делителя 11 и наоборот10 15 20 25 30 40 50 55 на выходе компаратора 9 формируются перепады напряжения (0-1) и, соответственно. (1 - О). Сигнал с выхода компаратора 9 через контакты 2 и 3 переключателя 12 подается на вход формирователя импульсов 13; который запускается задним фронтом импульса компаратора 9 и формирует короткий импульс, поступающий йа вход ждущего мультивибратора 14, Сигнал с выхода мультивибратора 14 подается на входы формирователей импульсов 15 и 16, которые запускаются его передним фронтом. Формирователь 16 ФИ 5) формирует сигнал управления блоком выборки-хранения, который находится в режиме слежения и при формирвании напряжения логического нуля переходит в режим хранения, Сигнал с выхода формирователя 16 через инвертор 19 подается также на вход формирователя 20 (ФИ 1), который по заднему фронту импульса с выхода инвертора 19 . формирует импульс сброса пиковых детекторов 2 и 8. Формирователь 15 (ФИЗ) вырабатывает импульс задержки, Задним фронтом сигнала формирователя 15 запускается формирователь 17 (Ф И 4), с инвертирующего выхода которого подается сигнал записи на аналого-цифровой преобразователь(АЦП); С выхода коммутатора 6 один из сигналов, пропорциональных выделенному значению(Овал Отп,2 ОО, Оо, Осм), подается на вход блока выборки-хранения, сигнал с выхода которого подается на вход АЦП. Управление коммутатором осуществляется через его управляющие входы напрякением логической единицы. Переключатель 12 выполняет функцию подготовки устройства к работе.Как видно из представленных временных диаграмм (фиг, 3 - 5), запись информации в АЦП блока выборки-хранения происходит с некоторой задержкой для исключения влияния переходных процессов, а сброс пиковых детекторов происходит во время перехода блока выборки-хранения из режима хранения в режим слежения, т,е.после окончания записи информации в АЦП, что исключает нестабильность и сбой информации при записи сигнала в. АЦП.Ждущий мультивибратор 14 определяет только время смены измерительной информации, поступающей на вход АЦП.Введение блока выборки-хранения также исключает влияние нестабильности и случайных сбоев во время записи сигнала в АЦП.Исключение третьего пиковогодетектора и введение соответствующих связей сократило время преобразования до одного периода входного сигнала и сохранило возможность работы устройства с сигналами, напряжение смещения у некоторых превышает амплитуду полезного сигнала.Формула изобретения Амплитудный преобразователь, содержащий дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с первой входной клеммой преобразователя, последовательно соединенные первый пиковый детектор, первый инвертор, второй инвертирующий сумматор и сумматор, а также первый инвертирующий сумматор, выход которого соединен с входом второго пиковаго детектора, выход которого саединен с вторым входом второго инвертирующего сумматора, первый и второй делители напряжения, входы которых соединены между собой, компаратор, переключатель, четыре формирователя импульсов, ждущий мультивибратор, причем вход первого пикового детектора соединен с первым входом первого инвертирующего сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора, выход второго делителя напряжения соединен с первым входом компаратора, первый неподвижный контакт переключателя соединен с положительной шиной питания, а подвижный контакт соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с входом ждущего мультивибратора, к выходу которого подключен вход третьего формирователя импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с входами сброса первого и второго пиковых детекторов, о т л ич а ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения быстродействия и достоверности измерений, в него введены пятый формирователь импульсов, второй инвертор, блок выборкихранения, управляемый коммутатор, причем первый вход коммутатора соединен с выходом первого пикового детектора и вторым входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом управляемого коммутатора, третий вход управляемого коммутатора соединен с выходом второго инвертирующего сумматора, четвертый вход управляемого коммутатора соединен с выходом второго пикового детектора, а пятый вход управляемого коммутатора соединен с выходом первоо делителя напряжения, выход управляемого коммутатора соединен с входом блока выборки-хранения, вход пятого формирователя импульсов соединен с выходом ждущего мультивибратора, а его выход соединенс входокл второго инвертора и управляющим входом блока выборки-хранения, выход которого является первым выходом преобразователя, выход второго инверторэсоединен с входом первого формирователя импульсов, выход третьего формирователя импульсов соединен с входом четвертого формирователя импульсов, инвертирующий выход которого является вторым выходом преобразователя, второй вход компаратора соединен с выходом первого инвертирующегосумматора, а выход компаратора соединен с вторым неподвижным контактом переключателя, выход второго пикового детектора соединен с входами первого и второго делителей напряжения, инвертирующий вход дифференциального 5 усилителя соединен с второй входной клеммой, а выход - с входом первого пикового детектора, управляющие входы управляемого коммутатора соединены с внешней шиной управления,1798700 Составитель В.Косюк Техред М.Моргентал орректор М,Петров Ред аз 769 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина 1