Цифровой широкодиапазонный измеритель напряжения Советский патент 1987 года по МПК G01R19/25 

112

Изобретение относится к технике измерения электрических напряжений постоянного или импульсного тока с большим диапазоном и может быть использовано в качестве основного узла измерительных систем.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его быстродействия за счет совмещения во времени операций кодового преобразования из- меряемой величины и масштабирования полученного результата.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 масштабирования, блок 2 определения перегрузки поддиапазонов, коммутатор 3, дешифратор 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, элемент 6 памяти, регистр 7 кода масштаба, генератор 8 тактовых импульсов и блок , 9 запуска, причем вход устройства соединен со входом блока 1 масштаби- рования, выходы которого соединены с соответствующими аналоговыми входами коммутатора 3 и входами блока 2 определения перегрузки поддиапазонов, выходы которого соединены с соответствующими разрядами дешифрато ра 4, выходы которого соединены с со ответствуюш;ими разрядами регистра 7 кода масштаба и управляющими входами коммутатора 3, выход которого соединен с информационньм входом АЦП 5, информационный выход которого соеди--- ,нен со входом злемента 6 памяти, а управляющий выход - со входами записи злемента 6 памяти и регистра 7 кода масштаба и со входом СТАРТ бло- ка 9 запуска, вход СТОП которого соединен с выходом младшего разряда регистра 7 кода масштаба, а выход - со входом генератора 8 тактовых импульсов, выход которого соединен со входами сдвига регистра 7 кода масштаба и элемента 6 памяти.

Блок 1 масштабирования имеет аналоговый вход информации и несколько выходов, количество которых равно ко личеству поддиапазонов (в данном случае четыре), выполненный, например, в виде масштабных усилителей на операционных усилителях, входы которых объединены, а коэффициенты усиления выбраны по определенному закону. Бло 2 определения перегрузки поддиапазонов представляет собой блок компараторов, количество которых равно коли52

честву поддиапазонов, инвертирующие входы которых соединены с выходами блока 1 масштабирования, а на неинвертирующие входы поступает опорное напряжение равное максимальному значению, измеряемому АЦП 5. Коммутатор 3 представляет собой переключатель аналоговых сигналов, выполненный на полевых транзисторах. Кодирование дешифратора 4 и соединение выходов блока 1 масштабирования с входами коммутатора 3 выполнено таким образом что на вход АЦП 5 через коммутатор проходит сигнал с неперегруженного канала блока 1 масштабирования, обладающего максимальным усилением. Элемент 6 памяти и регистор 7 кода. масштаба представляют собой сдвиговые регистры с возможностью параллельной записи информации.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на блок 1 масштабирования. Пусть для определенности, максимальное напряжение преобразования АЦП 5 равно 10В,коэффициенты усиления блока 1 масштабирования равны соответственно 40J 20; 10J. 5. Тогда при подаче на вход напряжения 0,756 будут перегружены 1-й и 2-й поддиапазоны. Код на выходе блока 2 определения перегрузки поддиапазонов будет 0011. Код на вы- ходе дешифратора 4 соответственно будет 0100, т.е. будет открыт третий канал коммутатора 3, соединенный с третьим выходом блока масштабирования. После завершения цикла преобразования АЦП 5 коды измеряемой величины и ее масштаба будут зафиксированы в регистрах. Теперь, либо по внешнему сигналу, либо по сигналу окончания преобразования АЦП 5 блок 9 запуска запускает генератор 8 тактовых импульсов, который сдвигает код масштаба вправо, а код измеряемой величины влево. После Двух тактовых импульсов в младшем разряде регистра 7 кода масштаба появится сигнал, по которому блок 9 запуска остановит работу генератора 8 тактовых импульсов. Таким образом, в элементе 6 памяти код измеряемой величины будет преобразован с учетом его масштаба.

Использование устройства в информационно-измерительных системах позволяет повысить пропускную способ31

ность каналов и измерять параметры быстропротекающих процессов, сигналы которых имеют большой диапазон изменения. Единый масштаб позволяет их просто сравнивать и за минималь- нов время проводить другие виды обработки.

Формула изобретения

Цифровой широкодиапазонный изме- ритель напряжения, содержащий блок масштабирования, блок определения перегрузки поддиапазонов, дешифратор коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, элемент памяти, генератор тактовых импульсов и блок запуска, причем вход измерителя соединен с входом блока масштабирования, выходы которого соединены с входами блока определения перегрузки поддиапа- зонов, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с управляющими входами ксжмутатора, выход которого соединен с информационньм входом аналого-

Составитель В, Быков Редактор А. Ренин Техред В.Кадар

Заказ 7894/40 Тираж 731 Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

854

цифрового преобразователя, информа- - ционный выход которого соединен с . входом элемента памяти, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его быстродействия за счет совмещения во времени операций кодового преобразования измеряемой величины и масштабирования полученного результата, в устройство введен регистр кода масштаба, а элемент памяти выполнен в виде сдвигового регистра, причем информационные входы регистра кода-масштаба соединены с выходами дешифратора, выходы сдвига регистра кода масштаба и элемента памяти соединены с выходом генератора такто вых импульсов, входы записи элемента памяти и регистра кода масштаба соединены с управляющим выходом АЦП и входом СТАРТ блока запуска, вход СТОП которого соединен с выходом младшего разряда регистра кода масштаба, а выход - с управляющим входом генератора тактовых импульсов,

Корректор И. Эрдейи

Изобретение относится к технике измерения электрических напряжений постоянного или импульсного тока с большим диапазоном. Может быть использовано в качестве основного узла измерительных систем. Цепью изобретения является упрощение устройства и повышение его быстродействия. Устройство содержит блок 1 масштабирования, блок 2 определения перегрузки поддиапазонов, коммутатор 3, дешифратор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, злемент 6 памяти, генератор 8 тактовых импульсов, блок 9 запуска.Введение регистра 7 кода масштаба и выполнение блока 6 в виде сдвигового регистра позволило дос- тичь поставленную цель за счет совмещения во времени операций кодового преобразования измеряемой величины и масштабирования полученного результата. 1 ил. (Л 00 ел