ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ В ИНТЕРВАЛВРЕМЕНИ Советский патент 1970 года по МПК H03K5/22 H03L5/00 

Преобразователь действующего значения иатряжения произвольной формы Б интервал времени предназначен для .пОСтрое-ния цифровых вольтметров, работающих в диа пазоне низких и инфрализких частот.

Известные цифровые измерители действующего значения напряжения, удовлетворительно работающие на инфранизкой частоте, производят измерения мгновенных значений напряжений аналого-цифровым преобразователем с последующей обработкой результатов измерений на -специализированном цифровом вычи1слитель1ном устройстве.

Недостатком известных устройств является использование многочисленного электронного оборудования, а также необходимость в устройстве нормализации амплитуды, «оторое ухудщает динамические характеристики и снижает быстродействие.

Предлагаемый преобразователь содержит значительно меньщее количество электронного обо .рудования и имеет более высокое быстродействие - одно преобразование за два пепиода измеряемого напряжения.

Преобразователь построен на принципе сравнения неизвестного напряжения, предварительно возведенного в квадрат и проинтегрированного.

5 - квадратор; 4 - интегрирующий усилитель; 5 - устройство сравнения; 6-блок цифровых управляемых сопротивлений; 7 - триггер; 8 - генератор линейно-изменяющегося напряжения; 9 - одновибратор; 10 - ключ; // - генератор им-пульсов образцовой частоты. Блок управления / выполняет функцию синхроннзации путем управления работой ключей 2, генератора // и триггера 7. Блок 6 цифровых управляемых сопротивлений использ ется в качестве делителя напряжения с коэффициентом деления р, пропорциональным ЧИСЛУ пришедщИх на него импульсов генератора //.

Начальное состояние преобразователя характеризуется тем, что ключи 2 подключают к входу квадратора 5 генератора 8 линейно изменяющегося напрял ения, а -к его ВЫХОДУ- интегрирующий усилитель 4. Генератор // заперт напряжением от блока правления /.

Ключ 0, Включенный параллельно интегрирующей емкости Cs, разомкнут. Одновибратор 9 находится в устойчивом состоянии. Блок 6 цифровых управляемых сопротивлений имеет коэффициент передачп, равный НУЛЮ. Триггер 7 запирает генератор 8 линейно изменяющегося напряжения.

Процесс преобразования протекает следующим образом. равления / вырабатывает управляющий импульс, запускающий генератор импулксов 11 и устаиавливаюш,ий ключи 2 в положение, при котором и через квадратор 3 поступает на интегрирующий усилитель 4. Напряжение и на выходе интегрирующего усилителя 4 к моменту оконча-ния периода 7 преобразуемого напряжения будет равно: .. где /Ci-постоянная квадратора 3; / и С - элементы интегрирующего усилителя 4. В течение всего Т. на делитель поступают импульсы от генератора 11. К концу Периода Т коэффициент деления Р делителя 6 будет равен ,N KJ,T,, где /Са-постоянная делителя; Л - число импульсов, Поступивших в блок 6; Ui- входное напряжение делителя; И -выходное щапряжение делителя. В момент окончания Tj блок управления 1 вырабатывает управляющий импульс, жото рый занирает генератор 11 и устанавливает ключи 2 в Положение, при котором генератор 8 соединяется с квадратором 3, а выход квадратора 3 - с входом делителя. Этот импульс Перебрасывает триггер 7 IB положение, при котором он отпирает генератор 8. Генератор 8 начинает вырабатывать линейно возрастающее нащряй ение. t/i Kzt, где Кз-постоянная генератора линейно изменяющ.егося напрял ения. Напряжение Ui, пройдя через квадратор 3, преобразуется в напрялсение U,K,Ul K,Uli которое поступает далее на делитель. Напрял ение Uz «а выходе делителя .равно: t/,:.. .и, K.Kli KJ,T,Klt В момент равенства U и Uz устройство сравнения 5 вырабатывает импульс, переводящий триггер и делитель в исходные состояния. Триггер 7 при этом запирает генератор 8. Импульс iC устройства 5 используется таклсе для запуска одновибратора 9, который управляет ключом 10. Ключ 10 слулсит для быстрого разряда интегрирующей емкости. Время неустойчивого 1состояния одновибратора меньще Т Таким образом, преобразователь принял исходное состояние и готов к следующему преобразованию. На одно преобразование затрачено два периода преобразуемого напряжения. Время, отсчитаННое от начала работы генератора 8 до момента срабатывания устройства сравнения 5, определится из условия равенства Напрялсений t/5 и U, откуда имеем: / НRCKofoKlго Таким образом. t KU, / U di-действующее значение преобразуемого напряжения; 1 А - постоянная, равная т/ у RCKzfoK По,стоянная квадратора Ki яе входит в конечный результат н, следовательно, не вносит погрещность. (Здесь предполагается, что в течение процесса одного преобразования Ki не меняется). Это позволяет снизить требования в отнощении стабильности, предъявляемые к квадратору. Предмет изобретения Преобразователь действующего значения напряжения произвольной формы в «нтервал времени, содерлсащий квадратор, интегрирующий усилитель с устройством сравнения, выход -которого через одновибратор Соединен с ключом разрядки интегрирующего конденсатора, генератор линейно изменяющегося напряжения, блок цифровых управляемых сопротивлений, генератор импульсов образцовой частоты и переключатели, отличающийся тем, что, с целью сокращения оборудования и увеличения быстродействия, в нем вход квадратора через переключатель соединен с входом устройства и генератором линейно изменяющегося напряжения, выход квадратора через переключатель соединен с входом интегрирующего усилителя и блоком цифровых управляемых сопротивлений, причем к входу последнего (Подключен генератор импульсов образцовой частоты; другой вход устройства сравнения соединен с блоком цифровых управляемых сопротивлений, а выход - с блоком цифровых управляемых сопротивлений и, хроме того, через триггер - с генератором линейно измеашющегося напрял ения.