СЛЕДЯЩИЙ ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР Советский патент 1968 года по МПК G01R19/25 H03M1/48 

Известные цифровые вольтметры со следящим уравновешиванием содержат генератор счетных импульсов, реверсивный счетчик, преобразователь код - аналог и нуль-орган, вырабатывающий сигнал управления. Однако в таких системах применяются чувствительные нуль-0рганы и прецизионные транзисторные ключи, погрешность которых входит в общую погрещность прибора.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что для упрощения схемы, повышения точности и быстродействия оно содержит линейный фазовый модулятор и два умножителя частоты, выходы которых соединены со входами -реверсивного счетчика; вход первого умножителя соединен с генератором импульсов и линейным фазовым модулятором, на вход которого подается измеряемое на-пряжение, а выход модулятора подключен ко. входу второго умножителя частоть.

Па фиг. 1 показана блок-схема вольтметра; на фиг. 2 - временная диаграмма напряжений.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое постоянное напряжение LJ., поступая на вход линейного фазового модулятора /, вызывает смещение его выходных импульсов -Ui относительно входных импульсов Ui на некоторый угол ф (см. фиг. 2),

причем ввиду линейности характеристики фазового модулятора имеем

SU, где 5 - крутизна характеристики модулятора.

Таким образом, между импульсами t/j генератора 2 и импульсами L/i с выхода фазового модулятора появляется некоторый фазовый сдвиг, пропорциональный измеряемому напряжению. Папряжения L/J и Ui поступают соответственно на входы однотипных звеньев 3 и 4, выполняющих операцию умножения частоты в п раз. Учитывая свойство

умножения фазовых сдвигов при умножении частоты, фазовый сдвиг между напряжениями U-i и L2 на выходах умножителей частоты составит

CS г /г Ф nSUjf. .л гX

Предположим, что угол ф линейно изменяется от О до -2я при изменении входного напряжения от нуля до номинального значения и„ , а умножители имеют . Тогда при изменении напряжения от О до 6„ фаза напряжения Lz тысячу раз примет значения, кратные 2я. Это значит, что за время, пока входное напрялсение f/., изменяясь от нуля, .,-еля 3 приходит на 1000 импульсов больше, чем с выхода умножителя 4. Импульсы с выходов умножителей 5 и # поступают на входы трехдекадного реверсивного счетчика 5 и просчитываются, причем показание счетчика Л равно пришедших где П1 - число импульсов, умножителя 3; 11-2 - число импульсов, пришедших умножителя 4. Тогда показания счетчика будут в цифровой форме представлять величину входного измеряемого напряжения U и непрерывно изменяться в соответствии с любыми изменениями этой величины. При подаче на вольтметр некоторого напряжения U. происходит смеш;ение импульсов V и Ui па угол сс-2п Ф-2Л . Соответственно угол между выходными напряжениями Ls, и Vz умножителей будет равен „ 1000.2::.. Иными словами, угол ф„ совершит 1000 f/j, переходов через значение 2я, которые просчитываются реверсивным декадным счетчиком 5. В результате на счетчике получают в цифровой форме значение величины напряжения и д.. В случае дальнейшего увеличения напряжения счетчик суммирует все новые моменты перехода фазы через 2я. В случае уменьшения напряжения U эти моменты тотчас же вычитаются. Таким образом, предлагаемый вольтметр является следящей системой, непрерывно преобразуюш;ей значение измеряемой величины в показания счетчика. Предмет изобретения Следяш,ий цифровой вольтметр, содержаший генератор импульсов и реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы, повышения точности и быстродействия, вольтметр содержит линейный фазовый модулятор и два умножителя частоты, выходы которых соединены со входами реверсивного счетчика, вход первого умножителя соединен с генератором импульсов и линейным фазовым модулятором, на вход которого подается измеряемое напряжение, а выход модулятора подключен ко входу второго умножителя частоты.