Способ преобразования произведения двух напряжений в частоту следования импульсов и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01R21/06 

Изобретение отностися к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах учета и регулирования электрической энергии.

Цель изобретения - повышение точности преобразования произведения двух напряжений в частоту следования импульсов за счет уменьшения динамической погрешности,

На фиг. 1 представлены диаграммы напряжений, поясняющие способ преобразования произведения двух напряжений в частоту следования импульсов}

на фиг. 2 - схема устройства, реали- ig гральное значение напряжения в мо- зующего этот способ.

I Устройство содеожит интегратор 1, первый источник 2 входного напряжения, ключ 3, источник 4 эталонного напряжения, гиперболический преобразователь 5, первый элемент 6 сравнения, первый и второй блоки 7 и 8 памяти, второй элемент 9 сравнения, второй источник 10 входного напряже20

мент окончания уравновешивающего им пульса (и 1вертированное интегрально значение напряжения представлено на фиг. 1б пунктирной линией, а фиксированное значение максимума этого н пряжения - на фиг. 15). Далее определяют среднее значение двух упомян тых фиксированных напряжений (на фи 1р представлено среднее значение от

НИН и резистивный делитель 11 напря- .ij двух напряжений, изображенных на фиг,

жения. Вход интегратора 1 подключен к выходу первого источника 2 входного напряжения и через ключ 3 к выходу источника 4 эталонного напряжения. Первый вход гиперболического преобразователя 5 подключен к второму источнику 10 входного напряжения первый выход - к управляющему входу ключа 3, а второй вход - к выходу первого элемента 6 сравнения, первый вход, которого подключен к выходу интегратора 1. Аналоговые входы первого и второго блоков 7 и 8 памяти подключены соответственно к неинвертированному и инвертированному выходам интегратора 1, импульсные входы - к выходу первого элемента 6 сравнения и второму вькоду гиперболического преобразователя 5,а выходы - к крайним точкам резистивного делителя 1 1 напряжения, средняя точка которого подключена к второму входу первого элемента 6 сравнения. Первый вход второго элемента 9 сравнения подключен к выходу интегратора 1, второй

30

35

40

1 г и 1 ) . В момент достижения интегральным значением напряжения указанного среднего значения (точка 12 на фиг. 1 б) формируют следующий уравно- веишвающий импульс эталонного напряже ния. При этом каждый выходной импульс (фиг. 1и)формируют в момент достижения интегральным значением напряжения (фиг. 1 в) нулевого уровня. В результате значения второго сомножителя (фиг. 1 - заштрихованные части диаграммы) приходятся на середину периода осреднения первого напряжения (фиг. Id).

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

1апряжение от первого источника 2 входного напряжения подается на вход интегратора 1, по мере возраста- 45 ния напряжение на выходе интегратора достигает значения порога срабатывания первого элемента 6 сравнения (операция интегрирования первого напряжения до заданного уровня). После

вход - к общей шине, а выход являет- 50 его срабатывания запускающий сигнал

ся выходом устройства.

Способ осуществляют следующим образом.

Интегрируют первое напряжение до 55 ключенпого к его аналоговому входу, заданного уровня (диаграмма изменения во временной интервал (импульс) длительностью, обратно пропорциональной

первого входного напряжения представлена на фиг. 1а, интегральное значение напряжения - на фиг. 1 в). Затем

Второму напряжению. Этот импульс с первого выхода гиперболического преуравновешивают интегральное значение первого напряжения импульсами эталонного напряжения длительностью, обратно пропорциональной среднему значению второго напряжения, и формируют очередной выходной импульс в течение каждого цикла уравновешивания.

Далее фиксируют интегральное зна- чение напряжения (фиг. 1 в) в начальный момент формирования уравновешивающего импульса (т.е. запоминают максимальное значение напряжения фиг. 1), инвертируют и фиксируют интегральное значение напряжения в мо-

мент окончания уравновешивающего импульса (и 1вертированное интегральное значение напряжения представлено на фиг. 1б пунктирной линией, а фиксированное значение максимума этого напряжения - на фиг. 15). Далее определяют среднее значение двух упомянутых фиксированных напряжений (на фиг. 1р представлено среднее значение от

1 г и 1 ) . В момент достижения интегральным значением напряжения указанного среднего значения (точка 12 на фиг. 1 б) формируют следующий уравно- веишвающий импульс эталонного напряжения. При этом каждый выходной импульс (фиг. 1и)формируют в момент достижения интегральным значением напряжения (фиг. 1 в) нулевого уровня. В результате значения второго сомножителя (фиг. 1 - заштрихованные части диаграммы) приходятся на середину периода осреднения первого напряжения (фиг. Id).

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

1апряжение от первого источника 2 входного напряжения подается на вход интегратора 1, по мере возраста- ния напряжение на выходе интегратора достигает значения порога срабатывания первого элемента 6 сравнения (операция интегрирования первого напряжения до заданного уровня). После

поступает на импульсный яход гиперболического преобра-11ователя 5, который преобразует напряжение второго источника 10 входног о напряжения, подВторому напряжению. Этот импульс с первого выхода гиперболического преобразоватоля 3 поступает на упрапляю щий пхол, ключа 3, с помощью которого источник эталонного напряжения подключается к второму входу интегратора 1. В результате происходит сбро напряжения на выходе интегратора 1. Таким образом осуществляется операция уравновешивания интегральног о значения первого напряжения импульсами эталоР1} ого напряжения длитслгтнос- тью, обратно пропорциональноГ среднему значению второго напряжения.

В момент срабатьиыния первого элемента 6 сравнения на выходе последнего вырабатывается короткий импульс, поступающий на импу, вход первого блока 7 памяти, п результате чего на выходе последнего фиксируется па- пряжение, равное максимальному зна- чеьпио напряжения на выходе интегратора 1 . Таким образом осущестп.пяется операция фиксации интегрального значения напряжеЕП1я в начальный момент формирования уравновешивающего импульса.

С второго выхода гиперболического преобразователя 5 формируется короткий импульс в момепт окопчания импулса сброса. Импульс с второго выхода поступает на импульсный вход второго блока 8 памяти, на аналоговый вход которого подается инвертированное напряжение инте гратора 1 . В результате на выходе второго блока 8 памяти фиксируется максимальное значение инвертированного выходного напряжения ри1тегратора. На средней точке резистивного делителя 11 напряжения интегратора. 1а средней точке резистивного делителя 11 напряжения получается среднее напряжение двух блоков 7 и 8 памяти. Таким образом осуществляется операция определения среднего значения двух фиксированных папряжениГ.

Это напряжение поступает на второй вход первого элемента 6 сравнения . Когда напряжение на выходе интегратора 1 , подаваемое на первый вход первого элемента 6 сравнения, достиг ает указанног о уровня, сигнал с его выхода запускает гиперболический преобразователь 5 и происходит очередной сброс напряжения на выходе интегратора 1. Второй элемент 9 сравнения формирует выходной сигнал при изм( Нении знака напряжения на выходе 1П1тегратора 1 с отрицательного

0

5

0

5

0

5

0

5

на положительный. Таким образом реализуется заключительная операция - формирование каждого выходного им- 1тульса после оконча1П1я уравновешиваю- щег о импульса в момент достижения ин- тегральн,1м значением напряжения нуле- Boi o уровня.

Формула и 3 о б р -е т е н и я

1. Способ преобразования произве дения двух напряжений в частоту c;ie- дования импульсов, согласно которому интегрируют первое напряжение до заданного уровня, уравновешивают интегральное значение первого напряжения импу.чг.сами этало И ого напряжения длительное т гло, обратно пропо рционал1)Ной среднему значению второго напряже}П1я и формируют очередной выходной импульс в течение каждог о цикла уравновешивания, о т л и 1 а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, фиксируют интегральное значение пер- Boi o напряжения в начальны момент формирования уравновешивающего импульса, инвертируют и фиксируют интегральное значение этого ргапряжения в момент окончания уравновешивающего импульса, определяют среднее значение двух упомянутых фикспрованных напряжений и в момент достижения интегральным значением напряжения указашюго среднего значения формируют следующий уравновешивающий импульс эталонного напряжения, при этом каждый выходной импульс формируют после окончатся уравновешивающего импульса в момент достижения интегральным значением напряжения нулевого уровня.

2. Устройство для преобразова1шя произведения двух напряжений в частоту следования импульсов, содержащее интегратор, подключенный своим входом к выходу первого источника входного напряжения и через ключ - к выходу источника эталонного напряжения, гиперболический преобразователь, подключенный первым входом к второму источнику входного напряж е 1ия, первым выходом - к управляющему входу ключа, а вторым входом - к выходу первого элемента сравнения, подключенного своим первым входом к выходу интегратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности оно дополнительно содержит первый и второй блоки памяти, второй элемент

сравнения и резистивныи делитель напряжения, причем первый аналоговый вход каждого из блоков памяти подключен соответственно к неинверти- роианному и инвертированному выходам интегратора, импульсные входы - к выходу первого элемента сравнения и второму выходу гиперболического преобразователя, а выходы - к крайним

точкам резистивного делителя напряжения, присоединенног о своей средней точкой к второму входу первого элемента сравнения, при этом в качестве выхода устройства используется выход второго элемента сравнения, подключенного своим первым входом к выходу интегратора, а вторым входом - к общей шине.

чособ преобразования произве- дени двух напряжений в частоту следования импульсов реализован в устройстве, содержащем интегратор 1, ис- точ : ик (И) 2, 10 входного напряжения (Н), И 4 эталонного Н, гииерболичес- K:-ai преобразователь 5, элементы 6, 9 .равнения, блоки 7, 8 памяти, резис- тивный делитель 11. Интегрируют первое Н до заданного уровня, уравновешивают его интегральное значение импульсами эталонного Н длительностью, обратно пропорциональной среднему значению второго Н, и формируют выходной импульс в течение каждого цикла уравновешивания. Фиксируют интегральное значение Н в начальный момент формирования уравновешивающего импульса, инвертируют и фиксируют интегральное значение Н в момент окончания уравновешивающего импульса. Определяют среднее значение двух фиксированных Нив момент достижения интегральным значением Н среднего значения формируют следующий уравновешивающий импульс эталонного Н. При этом каждый выходной импульс формируют после окончания уравновешивающего импульса в момент достижения интегральным значением Н нулевого уровня. Изобретение noBbmiaer точность преобразования. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. с (О (Л со GO СО 4