Преобразователь переменного напряжения в цифровой код Советский патент 1992 года по МПК G01R19/25 

VI

О Ю ГО СА) ГО

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повышение точности. Аналого-цифровым преобразователем 5 из входного сигнала формируется последовательность кода с частотой f следования импульсов, поступающих с генераторов 2 тактовых импульсов. В моменты достижения входным сигналом нулевогоуровня индикатором 6 нулевого уровня формируется последовательность импульсов, которая накапливается счетчиком 7 синхроимпульсов. Ключ 3 открыт в период превышения сигналом на выходе аналого- цифрового преобразователя 5 сигнала на выходе счетчика 7 синхроимпульсов и пропускает импульсы генератора тактовых импульсов f на вход двоичного счетчика 4. В конце каждого цикла измерений общее количество импульсов, накопленное двоичным счетчиком, пропорционально среднему значению входного сигнала. В предложенном устройстве оценивание среднего значения сигнала производится посредством суммирования результатов измерений интервалов, соизмеримых по длительности с полупериодом входного сигнала, за счет чего достигается поставленная цель. 2 ил."^^

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в стабилизаторах переменного напряжения и других устройствах электропитания.

Известен преобразователь переменного напряжения, содержащий измерительный орган, к выходу которого подключены два пороговых элемента.

Недрстатком такого преобразователя является низкое быстродействие, обусловленное инерционностью измерительного органа.

Известен также преобразователь переменного напряжения, содержащий компаратор, а также соединенные каскадно генератор тактовых импульсов, ключ и двоичный счетчик.

Недостатком данного преобразователя является низкая точность, обусловленная малой длительностью измеряемых интервалов.

Целью изобретения являегся повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения, содержащий компаратор, а также соединенные каскадно генератор тактовых импульсов, ключ, двоичный счетчик, введены соединенные последовательно аналогоцифровой преобразователь, вход которого формирует вывод для подключения входного сигнала, индикатор нуля, счетчик синхро импульсов и иид1лкатор заполнения разрядов счетчика, выход которого подключен к нулевому установочному входу двоичного счетчика, причем первый и второй входы компаратора соединены cooVeeTCTseцко с выходом аналого-цифрового преобразователя и с выходом счетчика синхроимпульсов , выход компаратора соединен с входом управления ключа , выход двоичного счетчика формирует выходной вывод, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации аналого-цифроэого преобразователя.

На фиг.1 приведена электрическая схема предлагаемого преобразователя nepsменного напряжения в цифровой код; на фиг.2 - временные диаграммы, пояснйющиие принцип его работы.

Преобразователь переменного напряженич в цифровой код (фиг.1) содержит компаратор 1, а также соединенные каскадно генератор 2 тактовых импульсов, ключ 3 и двоичный счетчик 4, соединенные каскадно аналого-цифровой преобразователь 5, индикатор 6 нуля, счетчик 7 синхроимпулосоа и индикатор заполнения разрядоз счетчика 8, выход которого подключен к нулевому

установочному входу двоичного счетчика, причем первый и второй входы компаратора подсоединены соответственно к выходам аналого-цифрового преобразователя и счетчика синхроимпульсов.

Компаратор 1 выполнен на микросхеме 564 ИП2, генератор 2 тактовых импульсов и ключ 3 - на микросхемах К155ЛАЗ, индикатор нуля и индикатор заполнения разрядов

сметчика 8 - на микросхемах К 155ИДЗ, счетчик 7 синхроимпульсов и двоичный счетчик 4 - на микросхемах К155ИЕ5, аналого-цифровой преобразователь 5 - на микросхеме 1107ПВ2.

Преобразователь переменного напряжения а цифровой код работает следующим образом.

Аналого-цифровым преобразователем 5 из входного сигнала X формируется последовательность кодов X {Xi, Ха.-.Хп), изменяющаяся с частотой f следования импульсов, поступающих с генератора 2 тактовых импульсов. Для иллюстрации на фиг.2 эта последовательность заменена скалярной последовальностью Хор. каждое из значений которой определяется соотношением XD Хп + Хп-1 + ... + Xi -2°. В моменты достижения входным сигналом X нулевого уровня, индикатором 6

нуля реализующим логическую функцию Z Xi Х2...Хп, формируется последовательность импульсов, которая накапливается счетчиком 7 синхроимпульсов. В результате этого получают последовательность кодов

L - ifn Jn-i,...ti} .

На диаграммах фиг.2 этой последовательности соответствует периодически изменяющаяся скалярная величина to ln fn-r2 -2-н... j.jo

Число разрядов К счетчика синхроимпульсов выбирают из условия

К ent (xmax) ,

где Xmax максимальное значение входного сигнала.

Последовательности X и L сравнивают ко паратором 1, реализующим функцию

Г1 при X S t:

10

О при X L

При этом формируется временная последователь кость импульсов С, которая ключа 3 заполняется импульсами генератора 2. Полученная а результате модулированная последовательность у накапливается

двоичным счетчиком 4.

Количество импульсов qt. приходящееся на i-й полупериод входного напряжения, лроггорционально длительности (ширине) сигнала кз 1-ом дискретном уровне. Поскольку за цикл измерения код L принимает 2 значений, то общее количество импульсов, накопленное счетчиком за зто время.

Чо

Я),

1 1

оказывается пропорциональным среднему значению входного сигнала.

В конце каждого цикла измерения двоичный счетчик 4 обнуляется. Для этого служит индикатор заполнения разрядов счетчика 8, формирующий импульс Р, соответствующий переполнению счетчика 7 синхроимпульсов.

В предлагаемом устройстве оценивание среднего значения сигнала производится посредством суммирования результатов измерения интервалов, соизмеряемых по длительности с полупериодом. В известном же устройстве такая оценка делается на основании суммирования интервалов значительно меньшей длитзльности, что при ограниченном быстродействии -счетчиков не позволяет достичь высокой точности при выполнении каждого шага измерения.

Таким образом, предлагаемое устройство-обладает более высокой точностью преобразования среднего знамения входного сигнала в цифровой код.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в цифровой код, содержащий компаратор, а также соединенные каскадно генератор тактовых импульсов, ключ, двоичный счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, введены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого формирует вывод для подключения входного сигнала, индикатор нуля, счетчик синхроимпульсов и индикатор заполнения разрядов счетчика, выход которого подключен к нулевому установочному входу двойного счетчика, причем первый и второй

входы компаратора соединены соответственно с выходом аналого-цифрового преобразователя и с выходом счетчика синхроимпульсов, выход компаратора соединен с входом управления ключа, выход

двоичного счетчика формирует выходной вывод, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя.

it I I t I I 1 I LLL-L LL

J. 11J L1J1 I I..LL-L1.

±JLJ i M I 11

±JL