УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СИНУСОИДАЛЬНЫХНАПРЯЖЕНИЙ Советский патент 1969 года по МПК H03M1/50 G04F10/04 

Изобретение относится к области преобразования и кодирования измерительной информации.

Известны устройства для измерения амплитуды и постоянной составляющей синусоидальных папрял ;ений, содержащие преобразователь напряжения во временной интервал, выход которого подсоединен к арифметическому устройству, один из входов подключен к генератору, а второй объединен со входами нуль-органов; выходы последних подключены ко входам триггеров управления, подключенных к схеме управления, а выходы триггеров- к управляющим входам вентилей.

Такие устройства сложны и не обладают достаточной точностью.

Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит суммирующий и вычитающий счетчики и делитель частоты, причем суммирующий и вычитающий счетчики объединены поразрядно через вентили и подключены: первый - непосредственно, а второй через делитель частоты к генератору через вентили; выход суммирующего счетчика подключен к триггерам управления, арифметическому устройству и преобразователю напряжения во временной интервал.

На чертеже приведена схема описываемого устройства.

Оно содержит преобразователь 1 аналог - код, арифметическое устройство 2, дискретнбе устройство 3 для выделения моментов переходов измеряемого напряжения через максимумы и блок управления 4. В состав преобразователя аналог - код входят преобразователь 5 напряжения во временной интервал и кварцеБый генератор 6.

Арифметическое устройство 2 состоит з, суммирующего счетчика 7 и реверсивного счетчика 8, схемы «И 9, триггеров реверса 10 и знака 11.

Дискретное устройство 3 для выделения моментов перехода сигнала через максимумы содержит умножитель частоты на два, состоящий из су.ммирующего счетчика 12 и вычитающего счетчика 13, соединенных поразрядно,

нуль-органы 14 и 15 перехода измеряемого напряжения через нулевые значения, триггеры управления 16-21, вентили управления 22- 26, вентили переноса 27, делитель частоты 28 с коэффициентом деления 2, в качестве которого может быть использован триггер, схемы «ИЛИ 29 и 30 к лампочки индикации 31 и 32 знака постоянной составляющей. В исходном состоянии счетчики 7 а 8,12н13 находятся в нулевых состояниях, все вентилн закрыты; потенциалом триггера 10 счетчик 8 включен для работы в режиме вычитания, зажигающий потенциал с триггера 11 подается на лампочку 31 для индикации знака « + постоянной составляющей. Измеряемое напряжение поступает на преобразователь 5 и входы нуль-органов 14 и 15, которые обеспечивают формирование коротких управляющих импульсов в моменты переходов напряжения через нулевые значения из полох ительной области в отрицательную и из отрицательной в положительную. В первом случае управляющие импульсы на выходе нуль-органа 14 возникают в моменты времени FO, 7,. Во втором случае управляющие импульсы возникают на выходе нуль-органа 15 в мо, , ji тт f / лчменты времени /о, , 2- Через „ и /„ ооозначены моменты перехода измеряемого напряжения через положительный и отрицательный максимумы соответственно. Могут быть записаны следующие соотнощения: (1) r 7i-f-A 2,(2) где А/1 и - участки периода измеряемого напряжения, соответствующие его нахоладению в области положительных и отрицательных значений, причем: д J totpfiti ЛГ1 - 2- 2 A i - 1 a -9- 9 Импульсы, соответствующие моментам времени t, и импульсы, соответствующие моментам to и /i поступают на вентиль 26 и через схему «ИЛИ 30 на вентиль 25, а импульсы, соответствующие моментам о, /i и /а - ТОЛЬКО на вентиль 25 через схему «ИЛИ 30. Ири нажатии кнопки «пуск 34 через схему «ИЛИ 36 срабатывают триггеры 16 и 17. Потенциал триггера 16 открывает вентиль 26, а потенциал триггера 17 подготавливает вентиль 25 к работе. Через открытый вентиль 26 о/. первый же импульс с нуль-органа 14 возвращает триггер 16 в исходное состояние, закрыва,я вентиль 26 и открывая вентиль 25. Импульс с выхода нуль-органа 15 проходит через открытый в.ентиль 25 и опрокидывает триггеры 19 и 21 открывая вентили 22 и 24 соответственно, предварительно подготовлены к работе триггером Ж Кроме того, потенциалом триггера 21 по одному из входов открывается вентиль 23, а по другому входу он закрыт триггером 20. Через открытый вентиль 22 и делитель 28 импульсы с генератора 6 начинают поступать на вычитающий счетчик 13 Л/1(о-М-. Учитывая равенство (3), получим: Ni Mi.f,.(6) Так как счетчик 13 - вычитающий, то при поступлении на него числа импульсов , в нем будет записано число , где т - количество разрядов счетчика. В момент /о с нуль-органа 14 поступает импульс, который через вентиль 24 и схему «ИЛИ 29 осуществляет перенос показаний из счетчика 13 в счетчик 12 с помощью вентилей переноса 27, количество которых равно числу разрядов счетчиков, и сброс счетчика 13 на нуль; опрокидывает триггер 19, который закрьгвает вентиль 24. Импульсы генератора б через открытый вен ь 22 и делитель 28 продолжают поступать на счетчик /5 и к моменту поступления импульса, соответствующего моменту A/i, в нем будет зафиксировано число . Импульс, соответствующий моменту i, опрокидывает триггер 19, выходным сигналом которого перебрасывается триггер 20, открывая вентиль 23 и закрывая вентили 22 и 24. С этого момента импульсы генератора 6 начинают поступать через вентиль 23 на счетчик 12 с частотой fo которые поступают до переполнения счетчика. ---F - ..v.x...v.i А чсрсии.пспип ..-ici-inna, 1™ ответствует поступлению N, импульсов. Число импульсов Л/1 с частотой /о поступит на счетчик 12 за время: A. . Согласно выражению (1) это будет соответствовать моменту времени t . Импульс, поступающий в момент времени t с выхода счетчика 12, производит следующие операции: -запускает преобразователь 5 напряжения во временной интервал; -перебрасывает триггер 10 в состояние, соответствующее работе счетчика 8 на суммирование;-возвращает триггер 21 в исходное состояние, закрывая вентиль 23, и импульсы с генератора 6 на счетчик 12 не поступают; -череа схему «ИЛИ 29 и вентили 27 осуществляет перенос показаний счетчика 13 U4,C i DJinC IllCUCnUl 11 (, „ счетчик 12v - i; - опрокидывает триггер 18. В преобразователе 5 мгновенное значение напряжения, равное U{t) , в зависимо ™ знака постоянной составляющей, преобразуется во временной интервал, который заполняется импульсами высокой частоты генератора 6. Таким образом, с выхода преобра ° « 7 и 8 поступает число мпульсов: x ,), Управляющий импульс Vi возвращает триггер 19 в исходное состояние и опрокидывает триггер 21, который повторно открывает вентиль 23, и импульсы с генератора 6 снова начинают поступать на счетчик 12. Но теперь 5 уже импульс переполнения V появляется на выходе счетчика 12 через промежуток времени:что соответствует моменту времени t на основании (2). Импульс 1/„ выполняет следующие опера- 5 ции: -вторично запускает преобразователь 5, но теперь уже для измерения мгновенного значения напряжения в момент отрицательного максимума U{t) -опрокидывает триггер 18, а тот, в свою очередь, триггер 17, закрывая вентиль 25; -возвращает триггер 21 в исходное состояние, закрывая вентиль 23; - устанавливает счетчик 5 с помощью триг- 25 гера 10 в режим вычитания. С выхода преобразователя аналог - код (5 и 6} число импульсов: x; p.()(8) поступает в счетчик 7 на суммирование, а в счетчик 8 - на вычитание. При завершении цикла измерения счетчик 7 зафиксирует амплитудное значение, а счетлик 8 - величину посгоянной составляющей д измеряемого напряжения. Ио режим работы счетчика 8 зависит от знака о: при число импульсов х поступает на суммирование, а x на вычитание. Так как состояние триггера 114° не изменяется в процессе измерений, то лампочкой 31 будет иидицироваться знак «+. Если же , то , поступает на суммирование, а число х -на вы-45 читание. Но так как х :х, то, если не нимать специальных мер, в счетчике 8 число А-2 -2р.(Уо будет зафиксировано в обратном коде. Для получения числа в пря-50 мом коде с учетом знака служат схема «И 9 и триггер 11. Тогда при х, х счетчик 8 проходит через нулевое состояние, в результате чего сработает схема «И 9, которая своим выходным импульсом опрокидывает триггеры55 10 и 11. Первый из них устанавливает счетчик 8 в режим суммирования, а второй подает 20 30 потенциал на лампочку 32 для индикации знака «-. Таким образом, после завершения цикла измерений в счетчике 8 будет зафиксирована величина X2 2(3bo, но со знаком «-. Результаты, записанные в счетчиках 7 и 8 и пропорциональные амплитуде f,,, постоянной составляющей Ьо -, выдаются на регистрирующие устройства, в качестве которых могут использоваться световая индикация и цифропечатающее устройство. Прибор имеет три режима работы, устанавливаемых с помощью переключателя лг «режим работы : ручиой, автоматический и ждущий, от программного устройства. В первом случае после измерения амплитуды и постоянной составляющей измерения прекращаются до прихода следующего импульса пуска от кнопки 34 «пуск в блоке управления 4. Предварительно кнопкой 55 «сброс необходимо установить схему прибора в исходное состояние. Во втором случае иосле нажатия кнопки 34 «пуск происходит автоматический сброс и запуск схемы устройства выходным сигналом триггера 18, который поступает через схему «ИЛИ 37 на сброс, а через схему «ИЛИ 36- на запуск прибора. И, наконец, третьим режимом является работа прибора от внешнего программного устроиства. Предмет изобретения Устройство для измерения амплитуды и постоянной составляющей синусоидальных напряжений, содержащее преобразователь напряжения во временной интервал, выход когоР го подсоединен к арифметическому устройству, один из входов подключен к генератору, - второй объединен со входами нуль-органов. ° которых подключены ко входам триггеров управления, подключенных к схеме управления, а выходы триггеров -к управляющим входам вентилей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения схемы, оно содержит суммирующий и вычитающий счетчики и делитель частоты причем суммирующий и вычитающий счетчики объеди„e bi поразрядно через вентили и подключены: первый - непосредственно, а второй через делитель частоты к генератору через вентили, а выход суммирующего счетчика подключен к триггерам управления, арифметическому устройству и преобразователю напряжения во времеииой интервал.

I . V

-. -v i.. ,-, 242507

П.

Г,йот орограимного Т It/c/f jPotJcmSa