Устройство для индикации электрических величин Советский патент 1984 года по МПК G01R13/00 

Изобретение относится к измери-тельной технике и может быть ис™ пользовано для измерения и образноjго представления постоянных и переменных напряжений в составе разнообразной радиоэлектронной аппаратурйзвестен логарифмический икдика-тор. содержащий два вкодкых блока, входы котсфых являютсй входами уст-ройства, а выходы соединены с первыми входами соответственно первого и второго когшаратороВэ вторые входы которьпс соединены с выходок источника образцоЕьгх напряжений, а выходы - соответственно с первым и вторым входами блока динамической индикации, выход которого соединен :: входом источника образцовык напряжений 1J ,

Недостатками данного устройства невысокая точность индикации,; обусловленная размытостью верхней границы светозого столба j и его сложность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для индикадии постоянного напряжения, содержацее оптоэлектронную шкалу, состоящую нз П линейн расположенных дискретных сзетодиодиых элементов„ п компараторов, первые входы которых объединены и подключены к входной устройства вторые входы подключены к соответствующим выходам резистивного делителя напряжения5 входы которого подключены к источнику опорного напряжения и общей шине соответствено j выход компаратора подключе кобшей шине через последовательно соединеиные п-и резистор и п-и светодиодный элемент, пщоц каждого 1-гс компаратора,кроке первого соедннен с выходом Ci-1)ro компаратор ерез последовательно соединенные (1-. |)-е резистор и светодиодньй зленент 2,.

Недостатками данного устройства являются невысокая точность индикации, обусловленная размтлтостью верхней гфаницы и светового стол™ 6s.,, и мшше функциональные возможности, например, невозможность измерения амплитудь переменного напряжения.

Цель изобретения -- повьшение точности индикации и расширение фуикциональныл возможностей устоойства.

Доставленная цель достигается тем что в устройство для индикации электричесзсия величииS содержащее компаратор, первый вход которого подключен к входной кпемме /сп . , а второй вход - к вьшсду :, зчого делителя напркмсения источник опорHoio напряжения и оптоэлектронную шкалу,, состоящ то из п линейно расположенкых дискретных светодиодных элементов, введены п разрядный реверсивный регистр сдвигаJ э к-нг.т И. триггер управления реверсироБанкеМ; 1енергтор импульсов нараста Н: генератор импульсов спада, зламеит задержкк и ключевые элемен7Ыз причем вьпсод компаратора соединен с первьк входом элемента И и с первым входом триггера управления реверсированием; второй вход элемента. И соедннс : с выходом генератора импульсов нарастания, а выход - с входом разрешения прямого сдвига регистра и с упрааляющим входом элемента задержки, выкод генератора импупьсоз спада соединен с вторым вкодом триггера управления еверсированием и с входом элемента задержки, 1зыкод которого соединен с входом разрешения реверсивного сдвига регистра, прямой вход которого подключен к источнику напряисения логической единицы реверсивный вход к источнику напряжения логического нуля а вькоды - к соответствугощим входам делителя напряжения к соответствующим входам ключевых элементов,выходы которых подкпючень; к соответствуюпгик входам оптозлектронной шкалы, к которой подключен также источник опорного напряжения, вьгход триггера управления рен1ерс:йрояанием соединен с входом управления регистра сдвига. На чертежа приведена скема устройства для индикации электрических величин,

Устройство для индикации электрических велкггии содержит компаратор 1f выкод которого соединен с первым входом элемента И 2. выход которого соедкне} с входом разрешения прямого сдвига реверсивного регистра 3 сдвига,, угпшвляниций вход которого сое.сдткен с выходом триггера 4 управления реверсированиемJ второй вход KOTopojo соедин€ Н с входом элемента 3 задержки и вькодом генератора 6 кпуль;;оз спада5 резистивный делитель 7 чагфяженкЯ; выход которого

соединен с вторым входом компаратора 1, а вход - с соответствующими выходами регистра 3 и входами ключевых элементов 8, выходы которых соединены с соответствующими входами оптоэлектронной шкалы 9, генератор 10 импульсов нарастания, выход которого соединен с вторым входом элемента И 2, причем первьм вход триггера А соединен с выходом компаратора 1, управляющий вход элемента 5 задержки соединен с выходом элемента И 2, прямой и реверсивный входы регистра 3 соединены соответственно с источниками напряжения логической единицы и логического нуля, а вход разрещения реверсирования соединен с выходом элемента 5 задержки, источник 11 опорного напряжения подключен к входу оптоэлектронной шкалы 9, первый вход компаратора 1 подключен к входной клемме устройства.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства напряжение на его входе равно 0. Реверсивный регистр 3 находится в произвольном состоянии.

Состояние разрядов регистра 3 изображается на оптоэлектронной щкале 9. При этом на выходе резистивного делителя 7 устанавливается некоторое напряжение, которое будет тем больще, чем больше разрядов регистра 3 находится в состоянии логической единицы. Указанное напряжение поступает на второй вход компаратора 1 и, если оно больше измеряемого напряжения, поступающего на первый вход компаратора 1, то на его выходе устанавливается уровень логического нуля. При этом элемент И 2 закрывается, а триггер 4 переключается в состояние, при котором регистр 3 работает в реверсивном режиме, т.е. тактовые импульсы от генератора 6 импульсов спада через элемент 5 задержки поступают на вход разрешения реверсирования регистра 3, в результате чего сигнал логического нуля с реверсивного входа регистра последовательно по каждому синхроимпульсу сдвигается на один разряд влево и ожидает регистр от старших разрядов к младшим до тех пор, пока напряжение на втором входе компаратора 1 не превышает напряжение на его первом входе. Тогда на выходе компаратора 1 устанавливается уровень логической единицы, триггер 4 переключается в состояние,

запрещающее реверсирование и разрешающее прямой сдвиг в регистре 3, открывается элемент И 2, и тактовые импульсы от генератора 10 импульсов

нарастания поступают на вход разрешения прямого сдвига регистра 3.

При этом сигнал логической единицы с прямого входа регистра 3 последовательно по каждому синхроимпульсу сдвигается на один разряд вправо и устанавливает разряды регистра от младших к старшим в состояние логической единицы до тех пор, пока напряжение на втором входе компаратора 1 не оказывается меньше намеряемого напряжения, поступающего на его первый вход. Указанный процесс непрерывно повторяется.

Таким образом, устройство обслеживает изменение входного напряжения и отображает его на оптоэлектронной шкале 9 в виде светящегося столба.

Тактовая частота генератора tO

импульсов нарастания определяет верхнюю граничную частоту входного напряжения, при которой происходит полное отслеживание его амплитудного значения. Например, для отслеживания

5 амплитуды напряжения частотой 20 кГц при 12 дискретных элементах электг ронно-оптической шкалы необходимо установить частоту тактовых импульсов не менее

° -f 20 кГц. 12 240 кГц

Тактовая частота генератора ,6 импульсов спада выбирается из условия наиболее удобной для оператора 5 скорости изменения длины светового столба на электронно-оптической шкале и составляет, например, в устройствах бытовой радиоаппаратуры 1525 Гц.

Таким образом, тактовая частота

генератора импульсов спада значительно меньще частоты генератора нарастания, благодаря чему указанное колебание содержащейся в регистре 3 информации на один разряд не заметно для глаз и не ухудшает качества индикации. Кроме того,для устранения размытости верхней границы светоBorb столба в устройство введен элемент 5 задержки.

При заполнении регистра 3 до состояния, соответствующего амплитудному значению измеряемого напряжения, тактовый импульс генератора 10 импульсов нарастания воздействует на управляющий вход элемента 5 задержки, тем самым препятствуя прохождению импульсов с генератора 6 импульсов спада на вход разрешения реверсирования регистра. При этом

длина светового стопба фиксируется на время задержки элемента 5, что обеспечивает высокую точность индикации.

Соответствующий подбор размеров делителя 7 напряжения обеспечивает получение практически любого закона изменения шкапь устройства: линейного, логарифмического и т.д;. Например, для формирования линейной шкалы достаточно выбрать резисторы делителя 7 напряжения одинаконьЕми,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, содержащее компаратор, первый вход которого подключен к входной клемме устройства, а второй вход - к выходу резистивного делителя напряжения, источник опорного напряжения и оптвэлектронную шкалу, состоящую из П линейно расположенных дискретных светодиодных элементов, отличающеес я тем, что, с целью повьшения точности индикации и расширения функциональных возможностей, оно снабжено П-разрядным реверсивным регистром сдвига, элементом И, триггером управления реверсированием, генератором импульсов нарастания, генератором импульсов спада, элементом задержки и ключевыми элементами, причем выход компаратора соединен с первым входом элемента И и с первым входом триггера управления реверсированием, второй вход элемента И соединен с выходом генератора импульсов нарастания, а выход - с входом разрешения прямого сдвига регистра и с управляющим входом элемента задержки, выход генератора импульсов спада соединен с вторым входом триггера управления реверсированием и с входом элемента задержки, выход которого соединен с входом разрешения реверсивного сдвига регистра, пряi мой вход которого подключен к источнику напряжения логической едини(Л цы , реверсивный вход - к источнику напряжения логического нуля, а выС ходы к соответствующим входам делителя напряжения и соответствующим . входам ключевых элементов, выходы которых подключены к соответствующим входам оптоэлектронной щкалы, к косо торой подключен также источник опорND 4 ного напряжения, выход триггера управления реверсированием соединен с входом управления регистра сдвига.