Преобразователь произведения двух постоянных напряжений в постоянное напряжение Советский патент 1991 года по МПК G01R19/00 

i С/)

Изобретение относится к элек- . троичмерениям и может быть использовано для масштабирующего перемножения сигналов. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия, упрощение устройства и расширение области применения - достигается путем масштабирования выходного сиг- нил.-). Входные сигналы подаются на входы компаратора 1 и ключа 2, компаратор 1 сравнивает выходное напряжение интегратора 3 с одним из входных напряжений и управляет ключом 2, подаклцим второй входной сигнал на вход интегратора 3. 3 ил.

Фиг I

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для получения информации об энергетических парамет- pax различных режимов электрических цепей, измерительных цепей датчиков и в процессе обработки сложных сигналов.

Цель изобретения - упрощение пре- образователя с одновременным повышением точности и быстродействия, расширение области его применения за счет масштабирования выходного сигнала.

На фиг,1 приведена схема преобразователя; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит компаратор 1, ключ 2, первый интегратор 3, ключ 4, интегратор 5 и блок 6 управления ., Один из входов компаратора является входсгм первого сомножителя перемножителя, входом второго сомножителя перемножителя является сиг- нальный вход второго ключа 4, выход которого соединен с сигнальным входом второго интегратора 5. Управляющий вход ключа 4 соединен с выходом компаратора 1. В свою очередь, выход компаратора 1 соединен с сигнальным входом интегратора 3, выход которого соединен с вторым входом компаратора 1. Синхронизирует работу всех узлов перемножителя блок 6 управ- ления,

Преобразователь работает следующим образом.

По команде Пуск, формируемой вручную или автоматически, на выхо- де компаратора 1 появляется стабилизированное постоянное напряжение U. При этом на входах имеются входные сигналы Ux , U«j. (фиг.За), на выходе интегратора 3i- линейно изменяю щееся напряжение Kt, где t - время; KU|, К - коэффициенты пропорциональности.

Одновременно по переднему фронту выходного импульса компаратора открывается ключ 4 и напряжение 11ц поступает на вход интегратора 5. В момент времени t Јц равенства напряжений на входах компаратора 1 его выходное напряжение U скачком уменьшается до нуля, при этом ключ 4 закрывается и выходное напряжение второго интегратора U равно

К .V II Ј т -ЈУЈ.-Б1Л TI II

Ки КмиУсч и ки, U

A UX где о . ;

Ku IJK

К ц. - коэффициент пропорциональности,

при Ky,KUi, , U6 (Ккд- коэффициент передачи второго ключа по амплитуде).

Кроме того, блок 6 управления формирует команду Сброс первого интегратора. После считывания результата преобразования в момент времени t tc блок управления формирует импульс, открывающий первый ключ, в результате этого происходит скачкообразное уменьшение до нуля (Сброс выходного напряжения интегратора 5; после этого преобразователь снова готов к работе.

В режиме масштабирования (фиг.Зб, в масштабе 2:1) блок управления и ключ 2 не формируют команды сброса интегратора 5 до тех пор, пока в нем не накопится результат в требуемом (заданном)млсштабе за счет многократного повторения описанных операций. Очевидно, что при отсутствии одного из входных сигналов результат равен нулю, так как при Ux 0 на выходе компаратора при каждой команде Пуск формируется импульс с бесконечно малой длительностью (практически нулевой площадью), при U « 0 выходное напряжение U« также равно нулю.

Блок 6 управления в преобразователе проще всего реализовать на базе обычного счетчика с предустановкой с запуском по заднему фронту выходного импульса компаратора 1, при этом через . вход Масштаб осуществляете предустановка в счетчик числа, дополняющего число масштаб до полной емкости счетчика. При этом команда на сброс первого интегратора формируется при занесении каждой единицы в счетчик, команда на сброс второго интегратора формируется при заполнении счетчика до полной емкости или при переполнении его на единицу .

При необходимости квадрирования входного напряжения в устройстве достаточно накоротко замкнуть оба входа. Практически при идентичности первого и второго интеграторов, например при изготовлении их на основе

51

двухканапьного операционного усилителя и одинаковых элементах, Ки Ј К,, погрешность перемножителя, определяемая стабильностью выходного напряжения компаратора, мохет быть получена достаточно малой.

Отключением сигнального входа первого интегратора от выхода компаратора н подачей на него напряжения U, предлагаемый преобразователь трансфомируется в высокоточное множительно- делнтельное устройство (функция преобразования Ue lVUy/U2), метрологические характеристики которого опре- деляются практически характеристиками компаратора и неидентичностью двух интеграторов.

Формула изобретения

Преобразователь произведения двух постоянных напряжений в постоянное напряжение, содержащий компаратор, выход которого соединен с управляющим

0

7998

c

0

5

6

входом ключа, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства при одновременном повышении точности и быстродействия, расширения области применения,за счет масштабирования выходного сигнала, в него введены два интегратора, второй ключ, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, выход которого соединен с входом сброса первого интегратора, вход которого через первый ключ соединен с первым входом устройства, второй вход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, вход которого соединен с выходом компаратора и управляющим входом первого ключа, а также с входом блока управления, второй выход которого соединен с входом сброса второго интегратора, а выход первого интегратора соединен с выходом устройства.

Фиг. 2