Калибратор напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/44 

частоты генератора тактовых импульсов 17, коэффициентом передачи управляемого делителя 18 частоты и. структурой блока 7 счетчиков. Фазовые сдвиги всех напряжений устанавливаются путем предустановки в заданное состояние соответствующего

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и автоматическому управлению, в частности к калибраторам переменного напряжения, и может быть исцользовано при построении информационно-измеритель- ных систем и систем автоматического контроля и управления.

Целью изобретения является повышение точности калибратора напряжения .

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого калибратора Напряжения с управляемым спектром; на фиг. 2 - пример построения уст - ройства управления.

Устройство содержит источник 1 опорного напря кения, к выходу, которого подключен ключ 2, интегратор 3, к выходу которого Подключен фиксатор 4 уровня, выход KOTopot o подключен к блоку 5 цифроаналогового преобразования, включенные последовательно управляемый генератор 6, блок 7 счетчиков и блок 8 запоминания, подключенный к блоку 5 цифроаналогового преобразования и первому входу устройства, устройство 9 управления, подключенное к второму входу устройства, к фиксатору 4 уровня, к управляемому генератору 6 и к блоку 7 счетчиков, а также линейный детектор 10, выход которого подключен к интегратору 3 , и включенные последовательно между выходом источника 1 опор ного напряжения и блоком 5 цифроанало гового преобразования блок 11 ключей, блок 12 интеграторов и блок 13 фиксаторов уровня, а также сумматор 14, включенный между выходами блока 5 цифроаналогового преобразования и выходом устройства, блок 15 филь гров подключенный к выходу устройства и к

1244646

счетчика импульсов блока 7 или с помощью кодов запоминающих устройств 19 блока 8, Цикл работы калибратора равен или кратен периодам переменного напряжения на выходе, куда подключены входы линейных детекторов 10 и 16. 2 ил.

входу линейного детектора 10, и блок 16 линейных детекторов, входы которого подключены к блоку 15 фильтров, а выходы тл к блоку 2 интеграторов. Управляемый генератор 6 содержит генератор 17 тактовых импульсов и управляемьм делитель 18 частоты. Блок 8 запоминания содержит запоминающее устройство 19, блок 5 цифроаналогово- O го преобразования содержит цифроана- логовый преобразователь 20. Блок 9 управления содержит включенные последовательно блок 21 преобразователей кода во временной интервал, счетчик 5 22 импульсов и дешифратор 23, а также преобразователь 24 кода. Входы блока 21 преобразователей кода во временной интервал и вход преобразователя 24 кодов подключены к входу гО устройства 9 управления, яйляющемуся первым входом устройства. Выходы преобразователя 24 кодов подключены к блоку 7 счетчиков, к генератору 17 тактовых импульсов и к управляемому 25 делителю 18 частоты. Вход счетчика 22 импульсов подключен к генератору 17 тактовых импульсов. Выход блока 21 преобразователей кода во временной интервал подключен к ключу 2, а 30 выход деЕшфратора 23 - к входу фикса- тор а 4 уровня.

Источник I опорного напряжения представляет собой стабили зированньй источник напряжения постоянного тока, ., которое подключается к входу интегратора 3 и к блоку 12 интеграторов через ключ 2 и блок 11 ключей, когда на управляющий вход ключей поступают управляющие сигналы (интервалы вре- д0 мени) Т ,,,Т соответственно с устройства 9 управления. Блок 11 ключей содержит набор ключей 25, через которые из источника 1 опор3

ного напряжения напряжение подключается к блоку 12 интеграторов, содержащему набор интеграторов 26. Блок 13 фиксаторов уровня содержит набор фиксаторов 27 уровня, в качестве которых служит динамическое запоминающее устройство (схема выборки - хранения), которое производит выборку и запоминание выходного напряжения интеграторов 3, 26 (фиксацию уровня) в момент прихода короткого управляющего импульса с устройства управления. Блок 16 линеных детекторов, который содержит набор линейных детекторов 28, как и линейный детектор 10 осуществляет преобразование выходного переменного напряжения в постоянное импульси рующее напряжение, поступающее на вход интегратора. Роль линейных детекторов 10 и 28 в зависимости от требований конкретного применения может быть выполнена одно- или двух полупериодным выпрямителем, амплитудным детектором, детектором средних или действующих значений напряжения..

Структура линейных детекторов 10 28 и интеграторов 3, 26 такова, что изменение напряжения на выходе генератора в результате интегрирования Е(, опорного источника 1 противоположно по знаку изменению такового в результате интегрирования выходного напряжения линейных детекторов 10, 28. Управляемый генератор 6 состоит из генераторов 17 тактовых импульсов , частота которого может устанавливаться управляющим сигналом с устройства 9 управления, и управляемого делителя 18 частоты, коэффициент деления которого так же может быть установлен сигналом от устройства 9 управления.

BrfoK 7 счетчиков представляет собой в общем случае набор счетчиков импульсов, например двоичный, начальная предустановка которым осуществляется сигналом от устройства 9 управления. Блок 8 запоминания представляет собой набор запоминающих устройств 19, роль которых могут вьшолнять оперативные, постоянные или перепрограммируемые запоминающие устройства. В общем случае запоминающие устройства 19 имеют две группы основных входов - входы выбора адреса ( группа входов под2446464

ключена к блоку 7 счетчиков) и входы записи информации в ячейки памяти (в случае использования постоянных .запоминающих устройств эта груп- 5 па входов отсутствует). На входах запоминающих устройств 19 в зависимости от содержимого выбранных кодом адреса ячеек памяти устанавливается код. Блок 5 цифроаналогового преоб- 10 разователя содержит набор множительных цифроаналоговых преобразователей 20, имеющих аналоговый вход, на который подается, напряжение, и группу цифров ых входов, на которые подается t5 код, например параллельный двоичный код. На выходе каждого цифроаналогового преобразователя 20 устанавливается напряжение, пропорциональное произведению входных напряжений и. 20 кода. На вход устройства 9 управления, являющийся первым входом устройства, поступает сигнал (например, код) управления (з становки) выходного напряжения, частоты и сдвига фаз выходных 25 напряжений калибратора напряжения.

Преобразователь 21 кода во временной интервал формирует управляющий импульс, длительность которого пропорциональна коду установки выходного 30 напряжения калибратора. Счетчик 22 импульсов производит подсчет и myль- соЕ с генератора 17 тактовых импульсов ; Дещифратор 23 формирует короткий импульс выборки для фиксаторов 4, 27 уровня. Преобразователь 24 кодов преобразует входной код установки частоты и установки сдвига фаз в код управления блоком 7 счетчиков, генератором 17 тактовых импульсов Q и управляемым делителем 18 частоты, (т.е. осуществляет роль интерфейса - ifJ)eo6pa3yeT, например, число-импульсный или двоично-десятичный код в дво-- ичный).

5 Все выходные напряжения суммируются на простом аналоговом сумматоре 14, на выходе которого можно получить переменное напряжение сложной формы, у которого задана либо форма, либо

0 коэффициент гармоник, либо амплитудный и фазовьй спектры.

Блок 15 фильтров, подключенньм к выходу устройства и к входам линей- .ного детектора 10 и блока линейных

5 детекторов 16, содержит набор фильтров 29, которые отфильтровывают нужную гармонику с выхода сумматора. Таким образом, каждая гармоника формируемого сигнала стабилизируется независимо от других.X

Калибратор напряжения с управляемым спектром работает циклично.

Циклы задаются импульсами выборки Т.

формируемыми уст2и г.и ройством 9 управления и поступающими на вход фиксаторов 4 уровня и на соответствующие входы блока 13 фиксаторов уровня. За время каждого цикла устройством управления формируется по одному из группы интервалов времени Т. .... Т соответственно, которые открьшают ключ 2 и ключи 25 блока 11 ключей соответственно. Интервалы времени Т. , -Т зависят от входного сигнала, поступающего на вход устройства 9 управления. Счетчики импульсов блока 1 счетчиков подсчитывают импульсы с выхода управляемого генератора 6. Выходной код каждого счетчика блока 7 изменяется, в результате чего осуществляется опрос адресов ячеек запоминающих устройств 19, блока 8 запоминающих устройств, на вьпсодах которых последовательно появляются коды, занесенные в ячейки памяти, каждого запоминающего устройства 19. Этот набор кодов представляет собой набор значений ступенчато- аппроксимированной кривой синусоидальной формы (или, в общем случае, любой заданной). В результате на выходах цифроанапоговых преобразователей 20 блока 5 цифроаналргового преобразования формируются соответствующие гармоники заданной частоты и фазы. Мгновенные значения этих напряжений, представляющих собой ординаты ступеней кусочно-ступенчато аппроксимированных кривых, пропорциональных произведению входного напряжения цифроаналоговых преобразователей 20 и соответствующего входного кода.

Цикл работы калибратора равен ил кратен периодам переменного напряжения на выходе, подключенном к входу линейного детектора 10 и входам блока линейных детекторов 16.

Таким образом, напряжения каждой из гармоник стабилизированы (калиброваны) по среднему значению и не зависят от среднего значения первой гармоники, что позволяет повысить точность. Форма и частота напряжения на каждом из выходов задается

0

5

кодом,, заносимым в .запоминающие устройства блока 8 запоминания.

Частоты гармоник устанавливаются путем задания опорной частоты генератора 17 тактовых импульсов, коэффициентом передачи управляемого делителя 18 частоты и структурой блока 7 счетчиков. Фазовые сдвиги всех напряжений устанавливаются путем пре0 дустаноки в заданное состояние соответствующего счетчика импульсов блока 7 счетчиков или с помощью кодов запоминающих устройств 19 блока 8.

5 Формул а изобретения

Калибратор напряжения, содержащий включенные последовательно источник опорного напряжения, ключ, интегратор и фиксатор уровня, выход которого подключен к аналоговому входу блока цифроаналогового преобразования, включенные последовательно управляемый генератор и.блок счетчиков, выход которого соединен с входом выбора адреса блока запоминания, другой вход которого подключен к входной клемме, выход блока запоминания соединен с цифровым входом блока цифро- аналогового преобразования, блок управления, входы которого соединены с клеммами для подключения источника управляющего сигнала, а соответствующие выходы - с входами управляемого генератора, с управляющим входом ключа, фиксатором уровня и входом начальной уставки блока счетчиков, линейный детектор, выход которого подключен к соответствующему входу интегратора, отличающий с.я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены включенные последовательно между выходом источника опорного напряжения и соответствующими аналоговыми входами блока цифроаналогового преобразования блок ключей, блок интеграторов и блок фиксаторов уровня, а также сумматор, блок линейных детекторов и блок фильтров, причем сумматор включен между выходами блока цифроаналогового преобразования и выходной клеммор, куда также подключен -вход блока фильтров, вьгкоды которого соединены с входом линейного детектора и соответствующими входами блока линейных детекторов, выходы блока линейных детекторов подключены к соответствующим входам блока интеграторов, при этом блок управ0

5

0

5

0

5

ления выполнен на преобразователях код - временной интервал по числу фильтров в блоке фильтров, первые выходы преобразователей код - временной интервал объединены и подключены к входу счетчика импульсов, куда также подключен вход блока управления, соединенный с выходом управляемого генератора, вторые выходы преобразователей код-временной интервал соединены с выходами блока управления подключенными к управляющим входам ключа и блока ключей, выход счетчика импульсов соединен с первьм входом

уГ 2. П

дешифратора, второй вход которого подключен к выходу преобразователя кода, входы которого также как и входы .преобразователей код-временной интервал соединены с соответствующими входами блока управления, выход дешифратора подключен к выходу блока управления, соединенного с соответствующими входами фиксатора уровня и блока фиксаторов уровня, а выходы преобразователя кодов подключены к выходам блока управления, соединенным с входами управляемого генератора и счетчика импульсов.

нвх.П

Н 5fro HI/4

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания переменного тока. Целью изобретения является повышение точности калиброванных напряжений. Цель достигается тем , что напряжения каждой из гармоник стабилизированы по среднему значению и не зависят от среднего значения первой гармоники. Форма и частота напряжения задается кодом, заносимым в запоминающие устройства блока 8 запоминания. Частота устанавливается путем задания опорной (Л С 4 4 Од i4 Од

Редактор Н. Слободяник

Составитель С. Чер йшева

Техред Н.Бонкало Корректор В. Синицкая

Заказ 3915/51

Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государетаенного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, flocKBa, Жг35, Раушская наб ., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4