Преобразователь активной мощности в цифровой код Советский патент 1989 года по МПК G01R21/06 

де ,ййцп, цдп оу

напряжение смещения нуля аналогового коммутатора 2, аналого- цифрового преобразователя 5, цифроаналого- вого преобразователя 18, дифференциального операционного усилителя 4 соответственно,

ЦАП

АЦп

расчетное значение коэффициента преобразования цифроаналого- вого преобразователя 18;

систематические отклонения реальных значений коэффициентов преобразования соответственно цифроаналогового

и аналого-цифрового преобразователей 18 и 5 от расчетных.

После умножения Д на 2/N.,. код величины д k коррекции одновременно с записью в регистр 14 заносится и в регистр 10 (фиг,2р) где хранится до следующего интервала ее определения.

Корректирующий коэффициент k вв дится для коррекции погрешности (т отклонения от расчетного значения коэффициента преобразования цифро- аналогового преобразователя 18. Периодически, после периода Т, вьщеля- ется период Т, определения k. (Фиг. 2с), в течение которого на первый вход сложения дифференциаль - ного операционного усилителя 4 аналоговым коммутатором 2 подключа516158

-ется напряжение U с выхода источника 3 опорного напряжения, а в регистре 9 записьшается код числа 5 о .АЦП этого в конце 1-го такта первого шага дискретизации пери- ода Т, в регистр 13 с выходов регистра 12 записывается код I (фиг.2т), разрешающий вьщачу на вы- 10 ходы блока 16 памяти кода U . k

о АЦ П

записанного в нем предварительно по адресу 1. с выходов блока 16 памяти код Uo kдц„ переписьшается в регистр 9 (фиг.2и), после чего ре- 15 гистр 13 сбрасьшается в нулевое состояние (фиг, 2п) Работа преобразователя в течение Т | осуществляется аналогично таковой за Т .В результате, к концу преобразования 20 в регистре II сформируется код величины:

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - .повьшение точности преобразования активной мощности в цифровой код. В преобразователе вводится коррекция систематической аддитивной погрешности аналоговых узлов преобразователя, а также коррекция погрешности отклонения от расчетного значения коэффициента преобразования цифроаналогового преобразователя 18. Введение коррекции приводит к работе аналого-цифрового преобразователя 5 практически в окрестностях одной точки. Это позволяет значительно увеличить точность результата преобразования. В преобразователь активной мощности в цифровой код введены дифференциальный операционный усилитель 4, регистр 14, третий блок 17 памяти, селекторы 19, 20 и 21, Кроме этого преобразователь содержит калиброванный резистор 1, аналоговый коммутатор 2, источник 3 опорного напряжения, сумматор 6, усилитель 7, регистры 8-13, блоки 15 и 1-6 памяти, формирователь 22 импульсов, генератор 23 опорной частоты, счбтчики 24 и 25 импульсов, элемент 26 задержки и формирователь 27 управляющих сигналов. 2 ил. с (О

N

N

корл vop N,/2 , o-k,

7 f j - ° )(k,,« , .A,,,J (k,,, . ,k,,J- u,.k,, . u,k Uok,4,(I-uk,/k).

После умножения N на 2/NT °Д N Kop одновременно с записью в регистр 14 заносится и в регистр 13, после чего определяет адрес считывания блока 16 памяти, где по этому адресу предварительно записьюается значение корректирующего коэффициента

1 -лkц,„/kц,,, (4) Введение в предлагаемом устройстве корректирующих велотин и k и И„.„

КьОР

30

35

40

в процессе преобразования сигналов на текущем (т-ом кретизации совместно с вве рицательной обратной связи аналоговым преобразователе дущего результата преобраз добавки опорного напряжени приводит к работе АЦП прак окрестностях одной точки Ц позволяет значительно уточ зультат преобразования а„

N

от

а. Д.к - (N,, -ьйц,п)(Ч«.+ Uk,,, )д +д -

А 1, 1 т...ТJ J

(kдl, + &kA,,)+N., ,

kAцn йk,4„/kц,„ + )а„- a.Jk.A m-i дц„ i цд„ йkl J„/kцpп

«ор.(а«-а„., ).

, АЦП

цдп п U ,

)

(k,,/k,;

1

где отклонение коэффициента преобразования преобразователя I9 в т-ой точке дискретизации входного сигнала, учитывающее как мультипликативную погрешность, так

тч k,ц„(йk4,„/kц,„)x

(5)

50 погрешность

нейности.

При этом, для периодичес ньпс сигналов U(t) и i(t) о 55 ная погрешность преобразова вит:

ЦЙП

(3)

30

35

40

в процессе преобразования входных сигналов на текущем (т-ом) шаге дискретизации совместно с введением отрицательной обратной связи с цифро- аналоговым преобразователем предыдущего результата преобразования и добавки опорного напряжения, что приводит к работе АЦП практически в окрестностях одной точки Ц,+(а -а ) позволяет значительно уточнить%е- зультат преобразования а„

k

«ор.(а«-а„., ).

, АЦП

A

тч k,ц„(йk4,„/kц,„)x

(5)

50 погрешность от нелинейности.

При этом, для периодических вход- ньпс сигналов U(t) и i(t) относитель- 55 ная погрешность преобразования соста- вит:

(6)

4 ЦЙП-юр

ль

Ц ЛПцср

средние значения отклонения коэффициента преобразования цифроаналого- 5 вого преобразователя 18 от своего расчетного значения при преобразовании соответственно i(t) и u(t)

ормула изобретения

10

Преобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий калиброванный резистор, аналоговый коммутатор, источник опорного напряжения, аналадго-цифровой преобразо- вател ь, сумматорj умножитель, первый- шестой регистры, первьш и второй блоки памяти, формирователь импульсов, генератор опорной частоты, первый и второй счетчики импульсов, элемент задержки и формирователь управляющих сигналов, причем первый вход аналогового коммутатора подключен через калиброванный резистор к входной .шине тока и входу формирователя импульсов, а второй вход - к выходу источника опорного напряжения, выход генератора опорной частоты соединен с входом синхрониз а- ции формирователя импульсов, первым входом формирователя управляющих сигналов и входом первого счетчика импульсов, вьпсоды разрядов которого подключены к входам первого регистра и вторым входам формирователя управляющих сигналов,, а вход установки в начальное состояние - к входу второго счетчика импульсов и через элемент задержки - к входу управления записью первого регистра и выходу формирователя импульсов, третьи входы формирователя управляющих сигналов соединены с выходами разрядов второго счетчика импульсов, а выходы - соответственно с первым - третьим входами управления аналогового коммутатора, тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, входами управления записью второго - шестого регистров и умножителя, входами разрешения считьшания третьего регистра, сумматора, первого и второго блоков памяти, входами начальной установки четвертого, шестого регистров, входами выбора первого и второго каналов сумматора, входы

- 5

-20

г , - - оои

45161510

третьего канала которого подключены к выходам че-вертого регистра, входы четвертого канала - к входам пятого регистра, а выходы - к входам первого канала умножителя и входам третьего, четвертого регистров, входы второго канала умножителя соединены с выходами первого и второго 10 блоков памяти, а выходы первого и шестого регистров соединелы с адресными входами соответственно первого и второго блоков памяти, отличающийся тем, что, с це- 15 лью повьшения точности преобразования, в него.введены дифференциальный операционный усилитель, цифро- аналоговый преобразователь, третий блок памяти, первый - третий селектор и седьмой регистр, причем третий и четвертый входы аналогового коммутатора подключены соответственно к входной плине напряжения и шине Общей, первый и второй входы сложе- 25 ния и вход вычитания дифференциального операционного усилителя соединены с выходами аналогового коммутатора , источника опорного напряжения и цифроаналогового преобразова- 30 теля соответственно, а выход - с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого подключены к входам первого канала сумматора, , входы второго канала которого соединены с выходами третьего регистра, входы третьего канала - с выходами первого канала первого и второго канала второго селекторов, входы четвертого канала - с выходами третьего блока памяти и выходами первого канала третьего селектора, а выходы - с входами шестого регистра и выходами третьего канала первого селектора, выходы второго канала которого дс соединены с выходами первого канала второго селектора и входами цифро- аналогового преобразователя, а входы - с выходами пятого регистра, входы второго канала умножителя подключены к входам второго регистра, выходы которого соединены с входами второго селектора, и выходам второго канала третьего селектора, выходы третьего канала которого соединены с входами седьмого регистра, а входы - с выходами умножителя, кроме того, четвертый вход управления аналогового коммутатора, входы управления первого - третьего селекторов.

35

40

50

55

б

6

-{l..J JlJTjn...Ji

-1 7|, 7-л-

д

е

ё. ё ж

zJ

1 п г--lJ JтлJ---глJ-LГlJ-LTLTLTЦ- -Ll- и I I I I I I L.i LLLLJLLU LLLLLL II I

z

7

zJ

z

zf z