Цифровой измеритель составляющих комплексных сопротивлений Советский патент 1989 года по МПК G01R27/02 

11456907

Изобретение относится к области измерения параметров электрических цепей, в-частности к измерению активной и реактивной составляющих сопротивления двухполюсников.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема цифрового измерителя составляющих ю комплексных сопротивлений; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений в определенных точках устройства ; на фиг.З - вариант структурной

том третьего переключателя 7 и выходом операционного.усилителя 6, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, а инвертирующий вход соединен с первым выводом образ цово- го резистора 4 и первым зажимом 5. Второй вывод образцового резистора 4 соединен с подвижным контактом второго переключателя 3, а второй зажим 5 - с подвижным контактом третьего переключателя 7.

Выход генератора 13 импульсов соединен с вторым входом первого злеменО ел л пел. хц - л. v.- «.v---- - f- - - - V л-г. схемы интегрирующего преобразователя; 15 та 2И 21, первый вход которого соена фиг.4 - вариант реализации формирователя ступенчатой весовой функции; на фиг.З - схема формирователя прямоугольной весовой функции-, на фиг.6 - временные диаграммы работы интегрирующего преобразователя.

Цифровой измеритель составляющих комплексных сопротивлений содержит генератор 1 синусоидального напряже20

30

диНен с первым выходом интегрирующего преобразователя 18 и входом ,делителя 32 частоты на два, причем с первым входом интегрирующего преобразователя 18 соединен выход источника 19 опорного напряжения, а с вторым .входом интегрирующего преобразователя 18 - выход источника 20 напряжения смещегенератор i синусоидального neiuv -- ««я. Второй выход интегрирующего ния, усилитель 2 мощности, второй пе-- преобразователя 18 соединен с S-вхо- реклю атель 3, образцовый резистор 4, дом первого триггера 23 и входом уп- зажимы 5 для подключения, исследуемого сопротивления, операционный усилитель 6, третий переключатель 7, фазовращатель 8, первый переключатель 9, пер вый усилитель 10, формирователь 11 модуля, формирователь 12 прямоугольной весовой функции, генератор 13 импульсов, формирователь 14 ступенчатой весовой функции, второй усилитель35 29, причем второй вход второго эле- 15, аналоговый делитель 16 автома- мента 2И 24 соединен с третьим тический переключатель 17, интегрирующий преобразователь 18, источник 19 опорного напряжения,-источник 20 напряжения смещения, первый элемент 2И 21, блок- 22 начального сброса, первый триггер 23, второй элемент 2И 24, первый элемент 25 задержки, второй элемент 26 задержки, промежуточный счетчик 27, блок 28 перезаписи, третий элемент 2И 29, реверсивный счетчик 30, второй триггер 31, делиравления отсчетнбго блока 33, а R- вход первого триггера 23 - с выходом блока 22 начального сброса и входами сброса промежуточного счетчика 27 и реверсивного счетчика 30.

Выход первого триггера 23 соединен с первыми входами второго элемента 2И 24 и третьего элемента 2И

40

тель 32 частоты на два и отсчетныи блок 33.

дом интегрирующего преобразователя 18, а второй вход третьего элемента 2И 29 - с выходом первого элемента 2И 21 и счетным входом промежуточного счетчика 27, вход сброса которого соединен с выходом второго элемента 26 задержки, вход которого соединен с входом управления блока 28 переза- 45 писи и выходом первого элемента 25 задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента 2И 24. Выходная шина блока 28 перезаписи, входная шина которого соединена с выВькод генератора 1 синусоидального 50 ходными разрядами промежуточного

напряжения через усилитель 2 мощности соединен с входом фазовращателя 8 и первыми неподвижными контактами первого 9, второго 3 и третьего 7 переключателей. Второй неподвижный кон- 55 такт первого переключателя 9 соединен с выходом фазовращателя 8, второй неподвижный контакт второго переключателя 3-е вторым неподвижным контакт

счетчика 27, соединена с разрядами параллельного входа реверсивного счетчика 30, вычитающий вход которого соединен,с выходом третьего элемента 2И 29, а выход, перехода через нуль - с S-входом второго триггера 31, выход которого соединен с входом управления реверсивного счетчика 30, а R-вход с выходом второго элемента

том третьего переключателя 7 и выходом операционного.усилителя 6, неинвертирующий вход которого подключен к общей шине, а инвертирующий вход соединен с первым выводом образ цово- го резистора 4 и первым зажимом 5. Второй вывод образцового резистора 4 соединен с подвижным контактом второго переключателя 3, а второй зажим 5 - с подвижным контактом третьего переключателя 7.

Выход генератора 13 импульсов соединен с вторым входом первого злемен30

««я. Второй выход интегрирующего - преобразователя 18 соединен с S-вхо- дом первого триггера 23 и входом уп- 35 29, причем второй вход второго эле- мента 2И 24 соединен с третьим

равления отсчетнбго блока 33, а R- вход первого триггера 23 - с выходом блока 22 начального сброса и входами сброса промежуточного счетчика 27 и реверсивного счетчика 30.

Выход первого триггера 23 соединен с первыми входами второго элемента 2И 24 и третьего элемента 2И

««я. Второй выход интегрирующего - преобразователя 18 соединен с S-вхо- дом первого триггера 23 и входом уп- 35 29, причем второй вход второго эле- мента 2И 24 соединен с третьим

40

дом интегрирующего преобразователя 18, а второй вход третьего элемента 2И 29 - с выходом первого элемента 2И 21 и счетным входом промежуточног счетчика 27, вход сброса которого соединен с выходом второго элемента 26 задержки, вход которого соединен с входом управления блока 28 переза- 45 писи и выходом первого элемента 25 задержки, вход которого соединен с выходом второго элемента 2И 24. Выходная шина блока 28 перезаписи, входная шина которого соединена с выходными разрядами промежуточного

счетчика 27, соединена с разрядами параллельного входа реверсивного счетчика 30, вычитающий вход которого соединен,с выходом третьего элемента 2И 29, а выход, перехода через нуль - с S-входом второго триггера 31, выход которого соединен с входом управления реверсивного счетчика 30, а R-вход с выходом второго элемента

26 задержки, причем выходная шина реверсивного счетчика 30 соединена с входной шиной отсчетного блока 33.

Подвижный контакт первого переключателя 9 через первый усилитель 10 и формирователь 11 модуля соединен с входом знаменателя аналогового делителя 16, вход числителя которого через второй усилитель 15 соединен с выходом операционного усилителя 6, при этом выход аналогового делителя 16 соединен с первым неподвижным контактом автоматического переключатего преобразователя 18, входом инвертора 42 и первым входом элемента 2НЕ-И 36, второй вход которого соеди- g нен с четвертой входной клеммой и третьей выходной клеммой интегрирующего преобразователя 18.. Выход эле-. мента 2НЕ-И 36 соединен с входом управления переключателя 37 и первой 10 выходной клеммой интегрирующего преобразователя 18, третья входная клемма которого соединена с первым входом элемента 2И 35, выход которого соединен с входом управления переключателя 17, второй неподвижный контакт ко- 15 ля 34, а второй вход - с выходом ин- торого соединен с корпусом, а подвиж- вертора 42.

ный контакт - с входом источника 20 Формирователь 14 ступенчатой весо- напряжения смещения. Вход управления вой функции содержит постоянный запо- автоматического переключателя 17 сое- минающий блок 43, реверсивный счет- динен с выходом формирователя 12 пря- 20 чик 44, элемент 45 задержки, счетчик

моугольной весовой функции, первый вход которого соединен с выходом усилителя 2 мощности, второй вход - с выходом делителя 32 частоты на два, а третий вход - с выходом генератора 13 импульсов, с которым соединен также первый вход формирователя 14 ступенчатой весовой функции, второй вход которого соединен с выходом блока 22 начального сброса, а два выхода - Соответственно с третьим и четвертым входами интегрирующего преобразователя 18.

Интегрирующий преобразователь 18 содержит .переключатель 34, элемент 2И 35, элемент 2НЕ-И 36, переключатель 37, зарядный резистор 38, конденсатор 39, операционный усилитель 40, нуль-орган 41 и инвертор 42. Первый неподвижный контакт переключателя 34 соединен с второй входной клеммой .интегрирующего преобразователя 18, второй - с корпусом, а подвижный контакт - с первым неподвижным контактом переключателя 37, второй неподвижный контакт которого соединен с первой входной клеммой интегрирующего преобразователя 18, а подвижный контакт - через зарядный резистор 38 с инвертирующим входом операционного усилителя 40 и первым зажимом конденсатора 39, второй зажим которого соединен с выходом операци-; онного усилителя 40 и инвертируницим входом нуль-органа 41. Неинвертирующие входы операционного усилителя 40 и нуль-органа 41 соединены с общей шиной, н выход нуль-органа 41 - с второй выходной клеммой интегрирующе30

46 адреса, элемент ИЛИ 47, дешифратор 48 и триггер 49. Шина адреса постоянного запоминающего блока 43 сое- . динена с выходной шиной.счетчика 46 25 адреса и входной шиной дешифратора 48, а шина данных постоянного запоминающего блока 43 - с разрядами параллельного входа реверсивного счетчика 44, вычитающий вход которого соединен с первой входной клеммой формирователя 14 ступенчатой весовой функции, а вход управления через элемент 45 задержки - с выходом перехода через нулБ реверсивного -. 35 счетчика 44 и счетным входом счетчика 46 адреса, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ 47 и вторым входом элемента 45 задержки. Первьш вход элемента ИЛИ 47 соединен с второй входной клеммой формирователя 14 ступенчатой весовой функции и R-входом триггера 49, а второй вход - с выходом дешифратора 48 и С-входом триггера 49, D-вход которо- 45 го соединен с инвертирующим выходом триггера 49 и второй выходной клеммой формирователя 14 ступенчатой весовой функции, первая выходная клемма которого соединена с младшим раз- 50 рядом счетчика 46 адреса.

Формирователь 12 прямоугольной весовой функции содержит компаратор 50, инвертор 51, переключатель 52, счетчик 53, дешифратор 54, дешифра- 55 тор 55 и триггер 56. Первая входная клемма формирователя 12 прямоугольной весовой функции через компаратор 50 соединена с первым неподвижным контактом переключателя 52 и входом

40

6907 4

го преобразователя 18, входом инвертора 42 и первым входом элемента 2НЕ-И 36, второй вход которого соеди- g нен с четвертой входной клеммой и третьей выходной клеммой интегрирующего преобразователя 18.. Выход эле-. мента 2НЕ-И 36 соединен с входом управления переключателя 37 и первой 10 выходной клеммой интегрирующего преобразователя 18, третья входная клемма которого соединена с первым входом элемента 2И 35, выход которого соединен с входом управления переключате15 ля 34, а второй вход - с выходом ин- вертора 42.

Формирователь 14 ступенчатой весо- вой функции содержит постоянный запо- минающий блок 43, реверсивный счет- 0 чик 44, элемент 45 задержки, счетчик

0

46 адреса, элемент ИЛИ 47, дешифратор 48 и триггер 49. Шина адреса постоянного запоминающего блока 43 сое- . динена с выходной шиной.счетчика 46 25 адреса и входной шиной дешифратора 48, а шина данных постоянного запоминающего блока 43 - с разрядами параллельного входа реверсивного счетчика 44, вычитающий вход которого соединен с первой входной клеммой формирователя 14 ступенчатой весовой функции, а вход управления через элемент 45 задержки - с выходом перехода через нулБ реверсивного -. 5 счетчика 44 и счетным входом счетчика 46 адреса, вход сброса которого соединен с выходом элемента ИЛИ 47 и вторым входом элемента 45 задержки. Первьш вход элемента ИЛИ 47 соединен с второй входной клеммой формирователя 14 ступенчатой весовой функции и R-входом триггера 49, а второй вход - с выходом дешифратора 48 и С-входом триггера 49, D-вход которо- 5 го соединен с инвертирующим выходом триггера 49 и второй выходной клеммой формирователя 14 ступенчатой весовой функции, первая выходная клемма которого соединена с младшим раз- 0 рядом счетчика 46 адреса.

Формирователь 12 прямоугольной весовой функции содержит компаратор 50, инвертор 51, переключатель 52, счетчик 53, дешифратор 54, дешифра- 5 тор 55 и триггер 56. Первая входная клемма формирователя 12 прямоугольной весовой функции через компаратор 50 соединена с первым неподвижным контактом переключателя 52 и входом

0

инвертора 51, выход которого соединен с ВТорьм неподвижным контактом переключателя 52, вход управления которого соединен с второй входной g клеммой формирователя 12 прямоуголь ной весовой функции, а неподвижный контакт - с R-входом счетчика 53, С третьей входной клеммой формировав теля 12 прямоугольной весовой функ- ю дни соединен счетный вход счетчика 53, выхрдная шина которого соединена с входными шинами дешифраторов 54 и

55,выходы которых, соответственно, соединены с S- и R-входами триггера 15

56,выход которого является выходом . формирователя 12 прямоугольной весовой функции.

Цифровой измеритель составляющих комплексных сопротивлений работает следующим, образом.

Переключателями 3 и 7 устанавливается режим работы. При установке переключателей 3 и 7 в положение II измеряются комплексные сопротивления 25 по последовательной RL-схеме замещения, а при установке в положение I - по параллельной RC-схеме замещения. При установке переключателя 9 в положение I измеряются синфазные сое- 30 тавляющие, а при установке в положение II - квадр1атурные составляющие, Рассмотрим работу устройства на примере измерения, квадратурной составляющей комплексной проводимости, 35 представляемой параллельной RC-cxe- мой замещения,

В этом случае напряжение генератора 1 синусоидального напряжения U(t) « U sincot подается на измери- 40 тельную и на выходе операцион- кого усилителя 6 устанавливается напряжение

14569076

q - фазовый сдвиг вьтходного напряжения операционного усилителя по отношению к gнапряжению генератора.

После усиления в К раз усилителем 15 напряжение U,(t)((ot-«-q),). подается на вход числителя аналогового делителя 16 (G, --), При этом

Kg

на вход знаменателя подается модуль усиленного и повернутого на 90 по фазе входного напряжения, т,е,

Uj,(t) /K-U cosot/.

На выходе аналогового делителя 16 устанавливается напряжение, вид которого соответствует фиг,2а, В первом 20 полупериоде постоянная составляющая . равна

ag-5-a,R,G -sincf, , а во втором

а - a G sinif + (,

где а аддитивный дрейф аналогового делителя 16{

а - коэффициент передачи аналогового делителя 16J V - эквивалентное смещение, вызванное квадратичным членом функции преобразования аналогового делителя 16, В формирователе 12 прямоугольной весовой функции по сигналу из цифровой части формируется либо весовая функция g(t), либо g(t), причем

,8,(t)

1, t, te О, , ; .

(t) b t, 0, Ut,; .

i

(-) + ({OCx) R -U sintot +q x)

вого делителя 16 (G, --), При этом

Kg

на вход знаменателя подается модуль усиленного и повернутого на 90 по фазе входного напряжения, т,е,

Uj,(t) /K-U cosot/.

На выходе аналогового делителя 16 устанавливается напряжение, вид которого соответствует фиг,2а, В первом полупериоде постоянная составляющая . равна

ag-5-a,R,G -sincf, , а во втором

а - a G sinif + (,

где а аддитивный дрейф аналогового делителя 16{

а - коэффициент передачи аналогового делителя 16J V - эквивалентное смещение, вызванное квадратичным членом функции преобразования аналогового делителя 16, В формирователе 12 прямоугольной весовой функции по сигналу из цифровой части формируется либо весовая функция g(t), либо g(t), причем

,8,(t)

1, t, te О, , ; .

40

45

(t) b t, 0, Ut,; .

Изобретение служит для повышения точности цифрового измерителя составляющих комплексных сопротивлений.. Устройство формирует напряжение, пропорциональное величине измеряемого комплексного сопротивления, с помощью операционного усилителя (ОУ) 6.,В цепь обратной связи последнего включен измеряемый объект. На вход ОУ 6 через образцовый резистор 4 подано переменное напряжение от генератора 1. Далее производится выделение синфазной и квадратурной составляющих выходного напряжения ОУ 6 с последующим преобразованием информационного аналогового сигнала в цифровую форму. Вьщеление составляющих выходного напряжения ОУ 6 производится путем деления информативного аналогового сигнала на соответствующие опорные сигналы. Это обеспечивается введением аналогового делителя 16, формирователя 11 модуля, формирователя 14 ступенчатой весовой функ ции, усилителей 10 и 15 и автоматического Переключателя 17. На чертеже также показаны усилитель 2 мощности, переключатели 3 и 7, фазовращатель 8, формирователь 12 прямоугольной весовой функ1ши, генератор 13 импульсов, интегрирующий преобразователь 18, источник 19 опорного напряжения. 6 ил. с 3 (Л с: 4ib Сл Од СО .f

(wt +Cf, ),

де U - амплитуда выходного напряжения генератора;

О - частота напряжения генератора,

R,C - активное сопротивление и емкость измеряемого объекта.

R - сопротивление образцового резистора,

G - модуль полной проводимости измеряемого объекта;

Формирование происходит следующим образом (фиг,2, 5), Из: входного напряжения формируется с помощью компаратора 50 импульсная последовательность, В зависимости от положения переключателя 52 уровень логической единицы,подаваемой на R-вход счетчика 53, соответствует либо первому,

либо второму полупериоду,,, т,е, либо положительному, либо отрицательному значению постоянной составляющей. Поэтому импульсы высокой частоты, поступая на счетчик 53, подсчитываются

7

только в течение выбранного полупериода. В следующем полупериоде счетчик 53 обнуляется через R-вход. Дешифраторами 54 и 55 выделяются моменты начала и конца единичного учатка весовых функций g,(t) или ) При этом на выходе триггера 56 в зависимости от положения переключателя 52 формируется либо g(t), либо g(t) (фиг.2в,г). Автоматический переключатель 17, вьтолняющий роль релейного синхронного детектора, фомирует на подвижном контакте ампли- тудно-модулированную последовательность (фиг.2д, е) в зависимости от положения переключателя 52.

После суммирования с напряжением источника 20 напряжения смещения Е необходимым для смещения измеряемых напряжений в положительную область, амплитудно-модулированные импульсны последовательности подвергаются усредняющему аналого-цифровому преобразованию. Для реализации алгоритма весового усреднения формирователем 14 ступенчатой весовой функции формируется пшротно-модулированная импульсная последовательность, управ- ляющая длительностью участков интегрирования и хранения в первом такте процедуры двухтактного интегрирования. Уровню логической единицы соответствуют участки интегрирования, а уровню логического нуля - участки хранения.

Формирование широтно-модулирован ной последовательности происходит следующим образом (фиг.4 и 6а,б). В постоянном запоминающем блоке 43 по последовательным адресам записана последовательность кодов, соответствующая длительности участков Он 1 выходной импульсной весовой функции По включении питания счетчик 46 адреса сбрасьшается по второму входу формирователя 14 ступенчатой весовой функции и на шине данных постоянного запоминающего блока 43 устанавливается код, соответствующий дли- тельности первого участка хранения

п,. Задержанным сигналом сброса этот код параллельно заносится в реверсивный счетчик 44, на вычитающий вход которого поступают импульсы высокой частоты с периодом

Т - 1- 0 fo

Через время, равное л,Т,, н а выходе реверсивного счетчика 44 появ

8

ляется импульс перехода через нуль, который сообщает приращение счетчику 46 адреса, а через время задержки заносит новый код п в реверсивный счетчик .44 и т.д. На младшем разряде адреса счетчика 46 адреса формируется широтно-модулйрованная импульсная последовательность, длительность iro участка которой равна

0

5

0

5

tj п,.,-Т„.

Как только все участки ступенчатой весовой функции сформированы, на вы15 ходе счетчика 46 адреса установится конечный адрес, дешифрируя который, дешифратор 48 вырабатывает узкий импульс, сбрасывающий через элемент ИЛИ 47 счетчик 46 адреса в нуль, после чего процедура повторится. Триггер 49 по узким импульсам дешифратора 48 формирует меандр, используемый для тактирования работы интегрирующего . преобразователя 18. Широтно-модулиро- ванная последовательность представлена на фиг.66, а выходной сигнал триггера 49 - на фиг.ба (для наглядности на фиг.6 имеется только пять участков интегрирования и шесть участков хра0 нения).

Процесс измерения содержит два цикла.

После включения питания блоком 22 начального сброса триггер 23 устанав5 ливается.в нуль, в нуль сбрасываются также промежуточный. 27 и реверсивный 30 счетчики, а также счетчик 46 адреса формирователя 14 ступенчатой весо вой функции. На втором выходе формирователя 14 ступенчатой весовой функции устанавливается уровень логической единицы (фиг.ба). При этом нуль- орган 41 находится в состоянии логического нуля, поэтому на выходе эле5 мента 2НЕ-И 36 устанавливается нуль, который переводит переключатель 37 в положение II, а переключателем 34 через открытый элемент 2И 35 начинает управлять широтно-модулйрованная последовательность (фиг.бб). Это приводит к тому, что на выходе операционного усилителя 40 формируется напряжение

Тц

ивыхи() U,,,(t).g,(t)dt, о

где gj(t) - ступенчатая весовая функция (СВФ);

0

145690710

ляющую широтно-нодулированную последовательность, которая, однако, влияния на работу интегратора не оказыUSKU ) - напряжение на выходе переключателя 37 (фиг.бв).

Примем для определенности, что при g включении триггер 23 устанавливается такта переключатель 34, хотя и управляется ек, отключен переключателем 37, а в течение паузы, переключатель

вает, поскольку в течение второго

в положение, при котором формирова- . тель 12 прямоугольной весовой функции формирует весовую функцию )

34 жестко переводится в положение II.

Тогда постоянный уровень Ug,(t) на 10 В то же время после окончания развер- время, когда ) 1, равен тки ступенчатой весовой функции вновь

срабатывание триггер 49, инициируя

0 см )t ( V начало второго цикла измерения. В начале второго такта первого цикла

Когда ступенчатая весовая функция срабатывает делитель 32 частоты на ) полностью разворачивается, то по срабатыванию дешифратора 48 тригдва, что приводит к переводу формирователя 12 прямоугольной весовйй функции в режим формирования весовой функции gj (t), т.е. к входу интегри- 20 рующего преобразователя 18 начинает прикладываться напряжение с .постоянным уровнем (на время когда g(t)1) равным

гер 49 устанавливается в нуль и начинается второй такт первого цикла, поскольку на выходе элемента 2НЕ-И 36 устанавливается логическая единица (фиг.6д), переводящая переключатель 37 в положение I, и к входу интегратора, образованного резистором 38, конденсатором 39 и one- 25 рационным усилителем 40, прикладыва- елгся разрядное напряжение источника 19 опорного напряжения Одновременно сигналом по первому выходу открываетдва, что приводит к переводу формирователя 12 прямоугольной весовйй функции в режим формирования весовой функции gj (t), т.е. к входу интегри- 20 рующего преобразователя 18 начинает прикладываться напряжение с .постоянным уровнем (на время когда g(t)1) равным

30

So + Ec« + .a,RoG,sin(,+V .

Аналогично первому циклу это напряжение преобразуется в числоимпульс-, ный код

N+K ao,+a,.,g-Gxsinq x+a.

При этом код N еще в начале первого такта второго цикла с помощью блока 28 перезаписи переносится по параллельному входу в реверсивный счетчик 30.

Управляющий импульс по третьему выходу интегрирующего преобразоватестоянные составляющие, обусловленные Q ля 18 через открытый элемент 2И 24 квадратичной нелинейностью..вначале осуществляет перезапись.

При срабатывании нуль-органа 41 после чего через элемент 26 задержки

сбрасывает промежуточный счетчик 27. Поэтому числримпульсный код N. во

ся элемент 2И 21 и черед него на счетный вход промежуточного счетчика 27 начинают поступать импульсы высокой частоты. По окончании второго такта, т.е. в момент срабатывания нуль-органа 41, их число, как известно, пропорционально усредненному входному напряжению, или N.K ™ ао,кв+ a,,KeBx-si 4 x+ (J , где а, ,g , а ,g Cf - эквивалентные по35

(фиг.бг) на выходе элемента 2НЕ-И 36 вновь устанавливается нуль, что

переводит переключатель 37 в положе- втором такте второго цикла подсчиты

ние II, а нуль на выходе элемента 2И 35 устанавливает переключатель 34 в положение II, поэтому интегратор остается в нулевом состоянии до начала

вается в промежуточном счетчике 27

и.

, поступая через открытый элемент 2И 29 на вычитающий вход реверсивного счетчика 30, вычи 1:ается из кода N-K . следующего такта. Срабатывание нуль- Таким образом, в конце второго такта органа 41 приводит к установке в еди- второго цикла в реверсивном счетчи- ничное состояние триггера 23 (фиг.бе). Это приводит к открыванию элементов 2И 24 и 29.

В течение второго такта интегрирования и в течение паузы после срабатывания нуль-органа .41 формике 30 содержится число импульсов -2а,

N.W -

Чэке

G sincpx.

55

рователь 14 ступенчатой весовой функции продолжает разворачивав упоавЗнак результата не учитывается, поскольку при переходе реверсивного счетчика 30 в режим счета дополнительного кода триггер 31 вновь переводит

такта переключатель 34, хотя и упр ляется ек, отключен переключателем 37, а в течение паузы, переключате

вает, поскольку в течение второго

34 жестко переводится в положение II.

срабатывает делитель 32 частоты на

два, что приводит к переводу формирователя 12 прямоугольной весовйй функции в режим формирования весовой функции gj (t), т.е. к входу интегри- рующего преобразователя 18 начинает прикладываться напряжение с .постоянным уровнем (на время когда g(t)1) равным

втором такте второго цикла подсчиты

вается в промежуточном счетчике 27

, поступая через открытый элемен 29 на вычитающий вход реверсивног счетчика 30, вычи 1:ается из кода N Таким образом, в конце второго та второго цикла в реверсивном счетч

ке 30 содержится число импульсов -2а,

N.W -

Чэке

G sincpx.

55

Знак результата не учитывается, поскольку при переходе реверсивного счетчика 30 в режим счета дополнительного кода триггер 31 вновь переводит

реверсивный счетчик 30 в режим прямого счета.

Поскольку 2а., выбирается крат,v у Ко

ным 10 , разность кодов равна квадратурной составляющей исследуемого комплексного сопротивления.. Результат по срабатыванию нуль-органа 41 заносится в отсчетный блок 33. Наличие в схеме промежуточного счетчика 27 позволяет далее получать результаты измерений лишь по истечении одного цикла, а не двух, т.е. без потери быстродействия.

Формула изобретения

Цифровой измеритель составляющих комплексных сопротивлений двухполюс-г Ников, содержащий генератор синусоидального напряжения, выход которого через усилитель мощности соединен с входом фазовращателя и первыми непод вижными контактами первого, второго и.третьего переключателей, второй неподвижный контакт первого пере- клюгштеля соединен с выходом фазовращателя, второй неподвижный контакт второго переключателя соединен с вторым неподвижным контактом третьего переключателя и выходом опера- дионного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к корпусу, инвертирующий вход соединен с первым выводом образцового резистора и первым зажимом для подключения измеряемого двухполюсника, второй вывод образцового резистора соединен с подвижным контактом вторвго переключателя, а-второй зажим для подключения измеряемого двухполюсника соединен с подвижным контактом третьего переключателя, генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента 2И, с первым входом которого соединен первый выход интегрирующего преобразователя и вход делителя частоты на два, первый вход интегрирующего преобразователя соеди

ного счетчика и реверсивного счетч ка, выход первого триггера соедине с первыми входами второго элемента с 2И и третьего элемента 2И, второй вход второго элемента 2И соединен третьим выходом интегрирующего пре образователя, второй выход третьег элемента 2И соединен с выходом пер вого элемента 2И и счетным входом промежуточного счетчика, вход сбро которого соединен с выходом второг элемента задержки, вход .которого соединен с входом управления блока перезаписи и выходом первого элеме та задержки, вход которого соедине с выходой второго элемента 2И, выходную шину блока перезаписи, вход ная шина которого соединена с выхо ными разрядами промежуточного счетчика, соединена с разрядами па раллельного входа реверсивного сче чика, с вычитающим входом которого соединен выход третьего -элемента 2 а выход перехода через нуль соедин с S-входом второго триггера, выход которого соединен с входом управле ния реверсивного счетчика, R-вход к торого соединен с выходом второго элемента задержки, а выходная шина реверсивного счетчика соединена с входной шиной отсчетного блока, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерени в него введены аналоговый делитель два усилителя, формирователь модуля формирователь прямоугольной весовой функции, формирователь ступенчатой весовой функции и автоматический пе реключатель, причем подвижный конта третьего переключателя через первый усилитель и формирователь модуля со динен с входом знаменателя аналогов го делителя, вход числителя которог 45 через второй усилитель соединен с в ходом операционного усилителя, выхо аналогового делителя соединен с пер вым неподвижным контактом автоматического переключателя, второй непод

йен с выходом источника опорного нап- 50 вижный контакт которого соединен с ряжения, второй вход интегрирующего общей шиной, подвшкный контакт сое- преобразователя соединен с выходом источника напряжения смещения, второй выход интегрирующего преобразователя соединен с S-входом первого

динен с входом источника напряжения смещения, вход управления автоматического переключателя соединен с вы- 55 ходом формирователя прямоугольной ве совой функции, первый вход которого соединен с выходом усилителя мощности, второй вход - с выходом делителя частоты на два, третий вход соетриггера и входом управления отсчетного блока, R-вход первого триггера соединен с выходом блока начального сброса.и входами сброса промежуточ10

15

0

5

0

0

ного счетчика и реверсивного счетчика, выход первого триггера соединен с первыми входами второго элемента с 2И и третьего элемента 2И, второй вход второго элемента 2И соединен с третьим выходом интегрирующего преобразователя, второй выход третьего элемента 2И соединен с выходом первого элемента 2И и счетным входом промежуточного счетчика, вход сброса которого соединен с выходом второго элемента задержки, вход .которого соединен с входом управления блока перезаписи и выходом первого элемента задержки, вход которого соединен с выходой второго элемента 2И, выходную шину блока перезаписи, вход- ная шина которого соединена с выходными разрядами промежуточного счетчика, соединена с разрядами параллельного входа реверсивного счетчика, с вычитающим входом которого соединен выход третьего -элемента 2И, а выход перехода через нуль соединен с S-входом второго триггера, выход которого соединен с входом управления реверсивного счетчика, R-вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, а выходная шина реверсивного счетчика соединена с входной шиной отсчетного блока, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерений, в него введены аналоговый делитель, два усилителя, формирователь модуля, формирователь прямоугольной весовой функции, формирователь ступенчатой весовой функции и автоматический переключатель, причем подвижный контакт третьего переключателя через первый усилитель и формирователь модуля соединен с входом знаменателя аналогового делителя, вход числителя которого 5 через второй усилитель соединен с выходом операционного усилителя, выход аналогового делителя соединен с первым неподвижным контактом автоматического переключателя, второй непод5

50 вижный контакт которого соединен с общей шиной, подвшкный контакт сое-

динен с входом источника напряжения смещения, вход управления автоматического переключателя соединен с вы- 55 ходом формирователя прямоугольной ве совой функции, первый вход которого соединен с выходом усилителя мощности, второй вход - с выходом делителя частоты на два, третий вход соеJ3145690714

динен с выходом генератора импульсов чального сброса, а два выхода соеди- и первым входом формирователя ступен- йены, соответственно, с третьим и чатой весовой функции, второй вход четвертым входами интегрирующего прекоторого соединен с выходом блока на-g образов ателя.

Фин.г

виз(о9

Фил.5

Ч