Устройство для определения среднеквадратичного значения напряжения Советский патент 1988 года по МПК G06G7/20 

аэ с

Изобретение относится к вычислительной технике и позволяет увеличить быстродействие устройства для определения среднеквадратичного значения напряжения. Целью изобретения являет i Ш 10 с,я повьниепие быстродействия устройства. Устройство для определения среднеквадратичного .значения напряжения содержит инерштопный квадратор 1, блок 2 вычисления квадратного корня, переключатель 3, дифференциальный термоэлектрический преобразователь 4, усилитель 5 переменного тока, дифферен11иатор 6, демодулятор интегратор 8, блок синхронизации 9, блок 27 фиксации запанной каксима.тгьной скорости изменения выходного напряжения и дополнительный ключ 28„ Дост тжение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство блока фик сапии заданной макси апьной скорости изменения выходного напряжения и дополнительного ключа, 3 ил. Ф W пяп

iJ 9иг.1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, в частности,к устройствам для определения среднеквадратичного значения напряжения, выполняющим формирование выходного сигнала согласно функции вида X,

BblX

.(t)dt.

Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства.

На фиг. 1 показана схема устройства для определения среднеквадратичного значения напряжения; на фиг. 2 и 3 - соответственно первый и второй варианты схем блока фиксации заданной максимальной скорости изменения выходного напряжения.

Устройство для определения среднеквадратичного значения напряжения состоит из инерционного квадратора 1 (фиг. 1), блока 2 вычисления квадратного корня, переключателя 3, дифференциального термоэлектрического преобразователя А, усилителя 5 переменного тока, дифференциатора 6, демодулятора 7, интегратора 8 и блока 9 синхронизации, соединенных по приведенной схеме.

i

Устройство имеет вход 10, выход

11, входы 12 и 13 и выходы I4 и 15 переключателя 3, корректирующий вход 16 блока 2, управляющий вход 17 переключателя 3, управляющий вход 18 демодулятора 7.

Инерционный квадратор 1 может быть выполнен в виде термоэлектрического преобразователя 19 и масштабирующего усилителя 20„

Переключатель 3 имеет контакты 21-26. Дополнительным элементом устройства является блок 27 фиксации заданной максимальной скорости изменения выходного напряжения. Интегратор 8 имеет вход 28 обнуления. Блок 27 (фиг. 2) имеет информационный вход 29, выход 30, вход 31 синхронизации и содержит дифференциатор 32, первый 33 и второй 34 пороговые элементы, инвертор 35, элемент ИЛИ-НЕ 36. Дифференциатор 32 состоит из последовательно вклзоченных дифференцирующего элемента 37 и согласующего усилителя 38, В состав блока 27 также входят триггер 39 и -ключ 40,

Устройство работает следующим образом .

Входной электрический сигнал Xg(t) (фиг.1) поступает с входа 10 на вход инерционного квадратора 1, на выходе которого формируется сигнал,

1 г г пропорциональный - JX, (t)dt, где Т время усреднения. Этот сигнал поступает на вход, блока 2, выходной сигнал Хаых которого пропорционален

вых

Ь

ex

(t)dt.

Одновременно входной сигнал с входа I О и выходной сигнал с выхода 11 поступают на входы 12 и 13 переключателя 3. Блок 9 синхронизации вырабатывает периодически повторяющиеся импульсы прямоугольной формы. При наличии 1-гмпульса на выходе блока 9 замкнуты контакты 23-2 и 26-22 переключателя 3, а при отсутствии импульса замкнуты контакты 25-21 и 24-22 переключателя Зо Поэтому в одном из положений переключателя 3 входной сигнал поступает на первый вход дифференциального преобразователя 4, а выходной сигнал с выхода 11 - на второй вход преобразователя 4, а в другом положении - наоборот. Выходной сигнал термоэлектрического преобразователя 4 пропорционален т

и,

вы, 4

4 ЛЯ

- X,,(t)dt- - (x, jt)dt).

а

Колебания выходного сигнала блока с частотой коммутации переключате- 3, соответствующие разности

5

0

5

1 л f L

т () Ф ) выделяются о о

и усиливаются усилителем 5 перемен ного тока, дифференцируются дифференциатором 6, демодулируются демодулятором 7, работающим синхронно с коммутацией переключателя 3, и интегрируются интегратором 8.

Выходной сигнал интегратора 8 поступает на корректирующий вход 16 блока 2 и изменяет его выходной сигнал так, чтобы

рт

(t)dt- I jx ,jt).

f15

При этом выходной сигнал устройства соответствует среднеквадратичному значению входного сигнала.

.1437883

Одновременно выходной сигнал блока 2, поступающий на вход 29 блока 27 (фиг. 1 и 2), дифференцируется. В зависимости от скорости изменения вы- ходного сигнала блока 2 выходной сигнал дифференциатора 32 по уровню пре- вьппает или не превьшает уровень сра- батьшания одного из пороговых элементов 33 или 34 (полярность выходтзго 10 сигнала дифференциатора 32 определяется направлением изменения выходного сигнала блока 2, т.е. увеличением или уменьшением сигнала).

В установившемся режиме (при нуле- 15 импульсы с выхода блока 9. Эти им- вом выходном сигнале дифференциатора пульсы управляют работой ключа 40 и 32) выходной сигнал порогового элеменсинхронизируют моменты срабатывания триггера 39.

та 33 соответствует сигналу О, а выходной сигнал порогового элемента 34 соответствует сигналу 1. Поэтому сигналы на каждом из входов элемента ИЛИ-НЕ 36 соответствуют сигналу 1, на выходе 30 сигнал соответствует 1 на выходе 30 сигнал соответству- О.

ет

Если на выходе дифференциатора 32 сигнал не равен нулю и имеет, например, положительную полярность, а по уровню превышает порог срабатывания порогового элемента 33, то выходной сигнал этого порогового элемента изменяется с о на 1, на выходе инвертора 35 появляется сигнал О, по

этому на выходе 30 появляется сигнал 1. Этот сигнал с выхода 30 блока 27 поступает на вход 28 обнуления интегратора 8, т.е. корректирующий сигнал на входе 16 блока 2 становится равным нулю и выходной сигнал блока 2 целиком определяется только входным сигналом и коэффициентом преобразования блоков 1 и 2.

По мере окончания переходных процессов в блоках и 2 скорость изменения выходного сигнала 2 уменьшается, выходной сигнал дифференциатора 32 становится меньше порога срабатывания порогового элемента 33, сигнал на его выходе изменяется с 1 на О на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ 36 появляются сигналы 1, на выходе 30 сигнал О. Поэтому снимается сигнал с входа 28 обнуления интегратора В и начинается процесс коррекции выходно- го сигнала блока 2 выходным сигналом интегратора В. Начиная с этого момента, устройство работает так же, как известное устройство,,

При появлении на выходе диф 5- ерен- циатора 32 сигнала отрицательной полярности, уровень которого превышает уровень срабатывания порогового зле™ мента 34, выходной сигнал порогового элемента 34 изменяется с 1 на 0 % на выходе 30 появляется сигнал 1, запрещающий коррекцию блока 2 по входу 16. Далее процессы протекают аналогично описаннь1м.

Назначения триггера 39 и ключа 40, (фиг. 2) состоят в следующем. На вход 31 синхронизации блока 27 поступают

импульсы с выхода блока 9. Эти им- пульсы управляют работой ключа 40 и

синхронизируют моменты срабатывания триггера 39.

Импульсы пря оугольной фхэрт-м положительной полярности с входа 31 поступают на управляюп ий вход ключа 40. Передний фронт импульса выделяется входной дифференцирующей цепью ключа

40 и ограничивается. В течение pjm- тельности импульса па входе 3 транзистор ключа 40 закрыт. После окончания импульса на входе 31 его задний фронт (отрицательный перепад из 1

в О) переписывает состояние элемента ЮТЬПЕ 36 (О или i) в триггер 39. Одновремепно отрицательный перепад напряжения с входа 31 проходит через конденсатор на управляющий электрод транзистора ключа 40 и от- крьшает этот транзистор. Ключ 40 соединяет выход дифференцирующего элемента 37 с шиной нулевого потенциала. При этом конденсатор дифференцирующего элемента 37 разряжается , Далее циклы работы повторяются с частотой следования импульсов на входе 31 блока 27.

Блок 27 фиксации заданной скорое-, ти изменения выходного напряжения может быть выполнен также согласно фиг, 3, В этом варианте он дополнительно содерж1-1т источники 41 и 42 напряжений смещения, но отпадает надобность в его синхронизации, а также в триггере 39 и ключе 40.

Формула изобретения

Устройство для определения среднеквадратичного значения напряжения по авт. св. № 1309051, отличающееся тем, что, с целью повы&fjff.2

32

7i3

I I

J

...««„.j-j-А I I1

J ii LI,7

0..1

-и

.:-

.х-

7i3

5I-.

П

t

о.