ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ КОМПЕНСАТОР Советский патент 1967 года по МПК G01R17/20 G01R13/02 

Известные цифровые следящие компенсаторы содержат цифровой указатель, двоичнодесятичные декады управляющего счетчика, дещифраторы, делители компенсирующего напряжения, усилитель, логические схемы управления и ключи.

Предлагаемый компенсатор имеет большее быстродействие, обеспечиваемое тем, что он снабжен дополнительным аналого-цифровым преобразователем, выполненным на генераторе пилообразного ступенчатого напряжения и связанным со входом нуль-органа. Его второй вход через диодную цепочку и инвертор подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования. Выход нуль-органа соединен со входом прямого счета триггера реверса вспомогательного реверсивного счетчика, и генератор тактовых импульсов через первую схему совпадения подключен ко входу генератора пилообразного ступенчатого напряжения и входу прямого счета вспомогательного реверсивного счетчика и через вторую схему совпадения связан с управляющим счетчиком делителя компенсирующего напряжения и входом обратного счета вспомогательного реверсивного счетчика. Вспомогательный счетчик соединен через логические элементы «ИЛИ и «НЕ со входом установки в нулевое положение триггера задержки обратного счета, подключенного ко второй схеме совпадения и ждущему

мультивибратору, соединенному через третью схему совпадения с единичным входом триггера задержки прямого счета, а выход последнего соединен с первой схемой совпадения и через ждущий мультивибратор и четвертую схему совпадения - с единичным входом триггера задержки обратного счета. Нулевые выходы дешифраторов через логические схемы совпадения и отрицания соединены со входом триггера знака измеряемого напряжения, выход которого подсоедршен к ключу, управляющему переключателем полярности, и со входом мультивибратора, подключенного к схеме задержки импульсов управления.

Блок-схема компенсатора представлена на чертеже.

Процесс уравновешивания его осуществляется в виде отдельных периодически повторяющихся регулировок. Благодаря применению быстродействующих преобразователей: «сигнал рассогласования--число импульсов и «число импульсов-приращение компенсирующего напрял :епия,- время одной регулировки оказывается незначительным и соответственно малым получается и общее время уравновешивания.

подается на схему сравнения нуль-органа 2. Благодаря использованию инвертора 3 и диодов 4 т 5 на.,схему сравнения нуль-оргаиа 2 попадсГет сигнал одного знака, что обеспечивает сравнение сигнала рассогласования с напряжением пидыло модулю. сигнала рассогласования расшифровывается различителен сигнала ошибки 6 и устанавливает триггер реверса 7 управляюш,его счетчика в одно из положений, подготавливая счетчик к работе (либо в режим сложения, либо в режим вычитания), в зависимости от знака сигнала рассогласования.

Цикл уравновешивания начинается с момента установки триггера 8 задержки прямого счета в единичное состояние. При этом на схему совпадения 9 подается высокий потенциал и импульсы от генератора 10 поступают на вспомогательный счетчик 11 и генератор 12 пилообразного напряжения. Последний формирует ступенчатое пилообразное напряжение, амплитуда которого пропорциональна числу импульсов, фиксируемых вспомогательным счетчиком, и подает его на блок сравнения нуль-органа 2. При достижении равенства пилообразного напряжения п сигнала рассогласования нуль-орган вырабатывает , воздействуюший на входы установки в нулевое положение триггеров 8 и 13. Схема совпадения 9 запирается и импульсы на вспомогательный счетчик больше не проходят, а генератор пилообразного напряжения/2 по сигналу нуль-органа 2 возврашается в исходное состояние.

При переходе триггера 8 в нулевое состояние запускается ждуший мультивибратор 14, обеспечнваюший выдержку времени, необходимую для установки триггера 13 реверса в нулевое положение. Задним фронтом импульса ждушего мультивибратора 14 через логическую схему «ИЛИ 15 и схему совпадения 16 устанавливается в единичное состояние триггер 17.

На схему совпадения 18 подается высокий потенциал и поэтому она пропускает импульсы от генератора 10 на двоично-десятичные декады 19-21 управляюш,его счетчика и вспомогательный счетчик 11, работаюш,ий теперь в режиме вычитания, так как триггер 13 реверса находится в нулевом положении. Схема совпадения 18 пропускает импульсы до тех пор, пока вспомогательный счетчик 11 не установится в нулевое положение.

Таким образом, на управляюп;ий счетчик пройдет число импульсов, равное ранее накопленному вспомогательным счетчиком 11 и соответственно пропорциональное имевшемуся )з начале регулировки сигналу рассогласования Afy. Декады управляюш,его счетчика через ключи 22 связаны с декадами 23, 24 и 25 делителя компенсируюш,его напряжения и поэтому компеисируюш;ее напряжение принимает новое значение, отличное от ранее имевшегося на величину At/K Декады управляюш,его счетчика связаны через дешифраторы 26 и 28

с цифровым указателем 29 и поэтому последний устанавливается в положение, соответствующее компенсирующему напряжению.

При переходе вспомогательного счетчика в пулевое положение образуется импульс, через логические схемы ИЛИ 30 и «НЕ 31 устанавливающий триггер 17 в нулевое положение. На выходе триггера 17 возникает импульс, запускающий ждущий мультивибратор 32 и устанавливающий триггер 13 в единичное состояние. Ждущий мультивибратор обеспечивает выдержку времени, необходимую для установления напряжения на выходе усилителя и определяемую инерционноетью последнего и

временем переключения управляющих ключей 22, после чего задним фронтом импульса ждуш,его мультивибратора 32 через схему совпадения 33 триггер 8 устанавливается в единичное состояние, обеспечивая проведение следующей регулировки.

Таким образом, в течение одной регулировки за счет использования быстродействующих счетчиков осуществляется высокоскоростное двойное преобразование ДО-п- А(/к , где

п - число импульсов, пропорциональное сигналу рассогласования.

Компенсатор обеспечивает автоматический выбор полярности, для чего измеряемое напряжение подается на переключатель полярности 34, коммутируемый ключом 35 и триггером 36 знака измеряемого напряжения.

Предположим, что в результате изменения величины и знака измеряемого напряжения

f/.

сигнал рассогласования принял значение

iAf/il At/x . Сигнал рассогласования преобразуется в число импульсов, как было показано выше, и запоминается вспомогательным счетчиком 11. Через интервал времени выдержки открывается схема совпадения 18 я

импульсы с генератора 10 поступают на дека-; ды 19-21 управляющего счетчика, направление работы которого определяется триггером 7 реверса. В данном случае он устанавливает счетчик в режим вычитания. При поступлении

на вход управляющего счетчика числа импульсов, пропорционального сигналу рассогласования, он устанавливается в нулевое положение. Нулевые выходы дешифраторов 26-28 принимают единичные состояния, потенциал

на выходе схемы совпадения 37 становится высоким, инвертируется элементом «НЕ 38 и запускает своим передним фронтом ждущий мультивибратор 39, а также воздействует на счетные входы триггеров 7 и 36 реверса. Управляющий счетчик подготавливается к прямому счету, а триггер 36 изменяет знак поданного на вход компенсатора напряжения и инвертирует указатель знака цифрового указателя 29.

При запуске ждущего мультивибратора 39 потенциал на его выходе становится низким, схема совпадения 40 запирается и не пропускает импульсы на счетчик. Таким образом, общее число импульсов.

Пропорционально сигналу рассогласования. Далее компенсатор работает аналогично рассмотренному случаю.

Предмет изобретения

1. Цифровой следящий компенсатор, содержащий цифровой указатель, двоично-десятичные декады управляющего счетчика, дешифраторы, делители компенсирующего напряжения, усилитель, логические схемы управления и ключи, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен дополнительным аналого-цифровым преобразователем, выполненным на генераторе пилообразного ступенчатого напряжения и связанным со входом нуль-органа, второй вход которого через диодную цепочку и инвертор подключен к выходу усилителя сигнала рассогласования, выход нуль-органа соединен со входом прямого счета триггера реверса вспомогательного реверсивного счетчика, а генератор тактовых импульсов через первую схему совпадения подключен ко входу генератора пилообразного ступенчатого напряжения и входу прямого счета вспомогательного реверсивного счетчика и через вторую схему совпадения связан с управляющим счетчиком делителя компенсируюHiero напряжения и входом обратного счета вспомогательного реверсивного счетчика.

2. Компенсатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения выдержек времени,

необходимых для переключения управляющих ключей, триггеров реверса счетчиков и установления напряжения на выходе усилителя, в нем вспомогательный счетчик соединен через логические элементы «ИЛИ и «НЕ со входом установки в нулевое положение триггера задерл ки обратного счета, подключенного ко второй схеме совпадения и ждущему мультивибратору, соединенному через третью схему совпадения с единичным входов триггера задержки прямого счета, а выход последнего соединен с первой схемой совпадения и через ждущий мультивибратор и четверту о схему совпадения с единичным входом триггера задержки обратного счета.

3. Компенсатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в нем нулевые выходы дешифраторов через логические схемы совпадения и отрицания соединены со входом триггера знака измеряемого напряжения, выход которого подсоединен к ключу, управляющему переключателем полярности, и со входом мультивибратора, подключенного к схеме задержки импульсов управления.