Измеритель средней скорости колебаний Советский патент 1989 года по МПК G01R19/12 

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель средней скоро- сти колебаний (импульсный вольт- ; метр), содержащий дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общим входом устройства, а инвертирующий вход че- I рез первый управляемый ключ - с ши- : ной нулевого потенциала, повторитель, i неинвертирующий вход которого подключен непосредственно к инвертирующему входу дифференциального усилителя, через первый ключевой т.иод к выходу

рез дозирующий ковденсатор соединен с общим входом измерителя, вход второго дополнительного усилителя через зарядный резистор подключен к выходу основного усилителя, а через управляемый ключ - к собственному выходу, управляющий вход ключа соединен с выходом первого дополнительного усилителя, первый, ключевой диод включен в прямом направлении между выходом и входом первого дополнительного усилителя, второй ключевой диод- между точкой соединения составных

последнего и через накопительный кои- 15 элементов отрицательной обратной свяденсатор к шине нулевого потенциала, а инвертирующий вход соединен с собственным выходом, усилитель постоянного тока, вход которого через последовательно включенные второй и третий ключевые диоды подключен к шине нулевого потенциала, через последовательно включенные второй ключевой диод и дозирующий зарядньй конден сатор к выходу повторителя и через запоминающий конденсатор к собственному выходу, дозирующий разрядный конденсатор, включенньй между входом и выходом усилителя постоянного тока через второй управляемый ключ и одновибратор, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, а выход - с управляющими входами обоих ключей.

Недостатками известного устройства являются относительно узкий динамический диапазон и зависимость результатов измерения от частоты колебаний входного сигнала.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерительного устройства и повьппения точности измерения.

Поставленная цель достигается тем что в измеритель средней скорости колебаний, содержащий дозирующий конденсатор, усилитель постоянного тока выход которого соединен с общим выходом измерителя, запоминающий конденсатор, включенный в цепь отрицательной обратной связи усилителя,три ключевых диода и управляемый ключ, введены зарядный резистор и два дополнительных усилителя постоянного тока, в каждом из которых в цепи отрицательной обратной связи последовательно включены накопительный конденсатор и зарядный диод, причем вхо первого дополнительного усилителя че0

зи первого дополнительного усилителя и входом основного усилителя, а третий ключевой диод - между входом основного усилителя и точкой соединения составных элементов отрицательной обратной связи второго дополнительного усилителя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного измери- 5 теля средней скорости колебаний; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу.

В состав устройства входят дозирующий I, накопительные 2 и 3 и запоминающий 4 конденсаторы, усилители постоянного тока 5-7, зарядный резистор 8, зарядные диоды 9 и 10, ключевые диоды 11-13,и управляемый ключ 14.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на вход измерителя изменяющегося напряжения (фиг.2а) и.,(t) дозирующий конденсатор 1 пе0

5

0

5

0

е«

резаряжается. В случае нарастания Ug конденсатор 1 заряжается через зарядный диод 9 по контуру, включающему в себя накопительный конденсатор 2 и выходную цепь усилителя 5.

За время одного i-ro нарастания, например, на интервале fc -t,; накопительный конденсатор 2 за счет Тока дозирования (фиг.26) if(.t) череэ - диод 9 получает заряд.,

.U8)c.7i

о dUex

Ч;

dt

dt

UexHi

C,dU..,

55

C,(U

( .2;

- UBX,.; ) C,uUe,.;,

где С, - емкость дозирующего конденсатора 1,

и

Bx.li

бх.г;

ли

и.„ .. - соответственно минимальное и максимальное значения входного напряжения при i-M колебании - разность мел(ду Ug, j,- и

UB..ii.

При каждом спадании Ug дозирующий конденсатор 1 перезаряжается через ключевой диод П, а накопительный конденсатор 2 отдает накопительный заряд через ключевой диод 12 запоминающему конденсатору 4.

Выходное напряжение усилителя 5

постоянного тока (фиГ.2в) Uanp (t)

.управляет ключом 14, причем во время нарастания U последний оказывается разомкнутым. Через заряднью резистор 8 и диод 10 в течение интервала накопительный конденсатор 3 заряжается током Ug,- /R, где - выходное напряжение устройства перед появлением i-ro колебания и, R - сопротивление резистора 8. В момент начала спада Uj на выходе усилителя 5 постоянного тока формируется положительный перепад напряжения, под действием которого ключ 14 замыкается. При этом накопительньй конденсатор 3 через

1455 256

ключевой диод 13 отдает запоминающему конденсатору 4 накопительный заряд

чГ

где t; -t,; .

Таким образом, в результате колебания напряжения Ug общий заряд Q на запоминающем конденсаторе 4 уменьшается на величину

AW ,;-- it;.

После завершения переходного прО цесса , а выходное напряжение устройства соответствует

и

ВЫХ.1

(-|)C,R.

где

V - средняя скорость

колебаний;

- масштабный коэффициент .

Поскольку предложенное устройство обеспечивает вычисление отношения амплитуды напряжения к периоду колебания расширяется его Д шамиче- ский диапазон и повьшхается точность измерений.

г:ш

HJ

(-- 7

«м

§

::а