Аналого-цифровой преобразователь переменного тока Советский патент 1987 года по МПК H03M1/00 

ства 12 сложения и вычитания.В результате трех тактов преобразования в устройстве 12 сложения и вычитания образуется результат преобразования

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного преобразование переменного напряжения в цифровой код.

Цель изобретения - повьппение точности.

На фиг. 1 приведена блок-схема аналого-цифрового преобразователя переменного тока; на фиг. 2 - схема блока управления.

Устройство содержит масштабный преобразователь 1, преобразователь 2 переменного напряжения в постоянное, выполненный в виде коммутатора 3, диодор А и 5, коммутаторов 6-8 и резистора 9, фильтр 10 нижних частот, аналого-цифровой преобразователь 11 постоянного тока, устройство 12 сложения и вычитания, которое может быть выполнено в виде реверсив кого счетчика, и блок 13 управления, выполненный на двух D-триггерах 14 и 15 и элементе ИЛИ-НЕ 16 и представляющий собой замкнутый в кольцо сдви говый регистр, управляемый сигналами конца преобразования напряжения в цифровой код, поступающими от аналого-цифрового преобразователя постоянного тока, например времяимпульсно

го типа.

I- ,-

Процесс измерения состоит из трех тактов преобразования.

В первом такте блок 13 управления сигналом и2 (фиг. 3) воздействует на коммутаторы преобразователя переменного напряжения в постоянное и подключает вход коммутатора 3 к выходу 17, вход коммутатора 8 . к выходу. 18 и через коммутатор 7 к фильтру Ю нижних частот и вход коммутатора 6 к выходу 19. Вьрсод аналого-цифрового преобразователя 11 подключен к суммирующему входу устройства 12 сложения и вычитания.

входного напряжения в цифровой код, не зависящий от падения напряжения на диодах, их температурного и вре менного дрейфа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Таким образом, в первом такте преобразований фо1)мируется цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное, состоящая Из последова- 5 тельно соединенных диодов 4 и 5 и резистора 9. Выходное напряжение снимается с фильтра 10 нижних частот, подключенного к точке соединения диодов. Это напряжение U 8t,,xi ,,

10 где Ug - входное напряжение, Ug - падение напряжения на первом диоде.

Напряжение ,1 в аналого-цифровом преобразователе 11 постоянного ,тока преобразуется в цифровой,

/Ь код М.

По сигналу конца преобразования и первого такта блок 13 управления сигналом Uj подключает вход коммутатора 3 к выходу 20, вход коммутатора

20 6 к выходу 21 и через коммутатор 7 к фильтру нижних частот и вход коммутатора В к выходу 22. Выход аналого- цифрового преобразователя 11 постоянного тока остается подключенным к суммирующему входу устройства 12 сложения И вычитания.

Таким образом, во втором такте преобразования формируется цепь преобразователя переменного напряжения is постоянное, состоящая из последовательно включенных диодов 4 и 5 и резистора 9. Выходное напряжение снимается с фильтра 10 нижних частот, подключенного к точке соединения диоЗбдЬв: ивь,х , где Ugj - падение напряжения на втором диоде.

Это напряжение подается на вход 40 аналого-цифрового преобразователя 11 и образуется в цифровой код Nj, который поступает на суммирующий вход устройства 12 сложения и вычитания.

В результате первых двух тактов преобразования в последнем накапли25

30

45

вается сумма ( i-Uj-) ,

где - коэффициент преобразования аналого-цифрового преобразователя.

По сигналу и, конца второго та/кта преобразования блок 13 управления сигналом и подключает выход ком- мутатора 7, соединенный с фильтром нижних частот, к резистору 9 и пере- .ключает выход аналого-цифрового преобразователя 11 с суммирующего входа устройства 12 сложения и вычитания на вычитающий. Далее схема аналогична описанной для предыдущего такта.

Таким образом, в третьем такте преобразования формируется цепь пре- образователя переменного напряжения в постоянное, состоящая из последовательно соединенных диодов 4 и 5 и резистора 9, причем выходное напряжение снимается с фильтра 10 нижних частот, подключенного к резистору 9- Это напряжение, равное U i, U - Ua - V qt в аналого-цифровом преобразователе преобразуется в цифровой код N , который поступа ет на вычитаю- щий вход устройства 12 сложения и вычитания.

В результате всех трех тактов преобразования в устройстве 12 сложения и вычитания накапливается результат , „pUj,.

По сигналу и, конца третьего такта преобразования схема возвращается в исходное состояние.

Таким образом, результат на выходе аналого-цифрового преобразователя не зависит от падений напряжения на диодах 4 и 5, а следовательно, и погрешность аналого-цифрового преобразователя переменного тока не зависит от характеристик диодов, их идентичности и инвариантна к их временному и температурному дрейфу.

Формула изобретения

1. Аналого-цифровой преобразователь переменного тока, содержащий блок управления и последовательно соединенные масштабный преобразователь,, вход которого является входной шиной, преобразователь переменного напряжения в постоянное, фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь постоянного тока, устройство сложения и вычитания, управляю- щий вход которого подключен к первому выходу блока управления, вход которого соединен с выходом Конец преобразования аналого-цифрового преобразователя постоянного тока, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности, в нем преобразователь переменного напряжения в постоянное выполнен на четырех коммутаторах, двух диодах и резисторе, первый вывод которого подключен к общей шине, второй вывод объединен с первым информационным входом первого коммутатора и подключен к первым выходам второго и третьего коммутаторов, второй выход второго коммутатора объединен с вторым информационным входом первого кoм гyтaтopa, анодом первого диода и подключен к первому выходу, четвертого коммутатора, второй выход которого объединен с вторым выходом третьего коммутатора и подключен к аноду второго диода и третьему информационному входу первого коммутатора, выход которого является выходом преобразователя переменного напряжения в постоянное,входом которого является информационный вход четвертого коммутатора, а катод первого диода соединен с информационным входом третьего коммутатора, катод второго диода соединен с информационным входом второго коммутатора, первые управляющие входы первого, второго, третье о и четвертого коммутаторов подключены к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с вторыми управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, третий выход - с третьим управляющим входом первого коммутатора и вторым управ- лякнцим входом устройства сложения и вычитания.

2. Преобразователь по п. 1, о т- личающийся тем, что, блок управления вьшолнён на двух D-тригге- pax и элементе ШШ-НЕ, выход которого является первым выходом блока и соединен-с D-входом первого D-тригге- ра, С-вход которого объединен с С- входом второго D-триггера и является входом блока, выход первого D-триггера является вторым выходом блока и соединен с D-входом второго В-тригг е- ра, выход которого является третьим выходом блока и подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого D-триггера, а R-входы первого и втр- рого D-триггероЕ соединены с шиной установки нуля.

иг

Uif

1

Фиг. 2

Us

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точного преобразования переменного напряжения в цифровой код. Процесс преобразования Состоит из трех тактов. В первом такте блок управления 12 формирует цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное, состоящую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резистора 9. Выходное напряжение преобразователя переменного напряжения в постоянное, снимаемое в точке соединения диодов, преобразуется в АЦП постоянного тока и поступает на суммирующий вход устройства 12 сложения и вычитания. По сигналу конца преобразования первого такта блок управления 13 формирует цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное,состоящую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резистора 9. Выходное напряжение, снимаемое также в точке соединения диодов, оцифровывается АЦП постоянного тока и поступает на суммирующий вход устройства 12 сложения и вычитания. По сигналу конца преобразования второго такта блок управления 13 формирует цепь преобразователя переменного напряжения в постоянное, состоящую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резис- тора 9, но выходное напряжение снимается с резистор а 9 Это напряжение, оцифрованное АЦП 11 постоянного тока, поступает на вычитающий вход устрой(Л со О) со ел ;о