ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР Советский патент 1970 года по МПК G01R13/02 

,1

Изобретение относится к области электроиз-мерительной техники.

Известны цифровые (Вольтметры, содержащие луль-орган, который включает в себя схему сравнения, модулятор, управляемый генератором, усилители, второй модулятор, на управляющий вход которого подается импульс-строб, формируемый двумя ждущими мультивИбраторами от импульсов с генератора, три Пороговых элемента, счетчик импульсов и преобразователь код-напряжение в цепи обратной связи. Однако iS этих цифровых вольтметрах увеличение быстродействия огра«ичивается инерционностью входящих в и.их отдельных узлов и элементов.

Так, например, вследствие инерционности триггеров счетчика импульсов, ключей и прецизионных делителей преобразователя код- напряжение увеличение частоты тактов сравнения приводит к тому, что ступени компенсирующего напряжения не успевают установиться С заданной точпостью, а также к появлению IB компенсирующем папряжении всплесков, достигающих наибольшей по амплитуде величины при переходе всех триггеров в декаде счетчика импульсов из единичного состояния в пулевое. Длительность всплесков в зависимости от того, пасколько увеличили частоту модуляции, Может быть до половины и более времени такта сравнения. Эти всплески

вызывают резкую перегрузку усилителя нульоргана вследствие его инерционности, приводя к перекомпенсации, лищнему срабатыванию пороговых элементов, а следовательно, « погрещности измерения.

Целью изобретения является повыщение быстродействия за счет увеличения частоты модуляции (уменьшен.ия длительности тактов сравнения) при одновременном исключении влняпия инерционности счетчика импульсов, преобразователя код-напряжение н усилителя нуль-органа. Для исключения влияния запаздывания установления ступени и всплесков в .компенсирующем напряжении, появляющихся при переключении триггеров декад счетчика импульсов и ключей преобразователя код-напряжепне из единичного состояния в пулевое с последующнм включением соответствующей старщей декады счетчика, выходы первой и второй декад (за исключением самой старщей) счетчика импульсов через схему собирания подключены к одному из входов схемы совпадения, второй вход которой соединен через инвертор с выходом второго порогового элемента. Выход схемы совпадения подключен ко входу ждущего мультнвибратора, выход которого подсоединен ко входу схемы совпадения, включенной между ждущим мультивибратором, формирующим импульс-строб, и вторым модулятором, осуществляющим стробирование сигнала в тракте усилителя Нуль-оргаиа.

На чертеже приведена функциональная схема цифрового (вольтметра.

Измеряемое налряжение Uj. подается на вход нуль-оргаиа /, где схемой сравнения 2 ОНО сравнивается .с компенсирующим напряжениел1 UK, поступающим с преобразователя код-напряжение 3. Сигнал со схемы сравнения 2, представляющий собой ;раЗ|Ность U.- UK , подается «а модулятор 4, управляемый импульсами с генератора 5, и далее промодулированпый сигнал усиливается усилителями 6 и 7 1И поступает на модулятор 8, где осуществляется стробироваяие его с целью исключения всплесков, возН.икаюЩИх в первом модуляторе 4 ори его коммутации.

Второй модулятор 8 упрасляется от генератора 5 через ждущий мультивибратор 9, осуществляющий задержку на время, равное длительности всплеска, и ждущий мультивибратор 10, формирующий импульс-строб, с выхода второго модулятора 8 ст-робироваННый сигнал через усилитель 11 подается на младший пороговый элемент 12. На второй и третий пороговые элементы 13 и 14 сигнал подается с выхода усилителя 6 соответственно через усилитель 15 и непосредственно. В зависимости от величины разности Срабатывают либо все пороговые элементы 12, 13, 14, либо только два 12 и 13, либо только младщий пороговый элемент 12 и происходит параллельно-последовательное заполнение декад 16, 17, 18 счетчика импульсов, которые в свою очередь, управляют фор.М1Ированием компенсирующего напряжения U преобразователем код-напряжение 3. При этом, как только прекратит срабатывать второй пороговый элемент 13, инвертор 19 выдает на схему совпадения 20 сигнал, разрешающий прохождение импульсов, собираемых схемой собирания 21 с выходов декад 16 и 17 счетчика импульсов и соответствующих мо.менту перехода всех триггеров этих декад из единичного состояния в нулевое, появлению сигналов переноса в старшую декаду (соответственно 17 и 18) счетчика импульсов, а также появлению всплесков в компенсирующем напряжении UK- Импульсы, прошедщие через схему совпадения 20, запускают ждущий мультиеибратор 22, формирующий импульс запрета.

по длительности равный двум-трем тактам и больший длительности всплеска и времени восстановления компенсирующего напряжения UK . Этот импульс подается на запирание схемы совпадения 23, запрещающей поступление импульсов строба со ждущего мультивибратора W на второй модулятор 8. Все это время второй модулятор 8 закрыт, -и тем самым прерывается поступление сигналов с усилителя 7

на младший пороговый элемент 12. К моменту окончания импульса запрета со ждущего дМультивибратора 22 переходные процессы в счетчике импульсов и преобразователе код- напряжение 3 закончатся, установится ступень компенсирующего напряжения « может осуществляться обычное очередное сравнение измеряемого и компенсирующего напряжений. Таким образом, увеличив частоту модуляции нуль-органа и введя прикрытие младшего

порогового элемента на время переходных процессов, происходящих в схеме формирования компенсирующего напряжения, нри подходе к моменту уравновещивания, можно на тех же элементах добиться более высокого

быстродействия прибора при сохранении той же точности измерения.

Предмет изобретения

Цифровой вольтметр, содержащий нуль-орган, который включает в себя схему сравнения, модулятор, управляемый генератором, усилители, второй модулятор, на управляющий вход которого подается импульс-строб,

формируемый двумя ждущими мультивибраторами от импульсов с генератора, три пороговых элемента, счетчик импульсов и преобразователь код - напряжение в цепи обратной связи, отличающийся тем, что, с целью

повышения быстродействия и исключения ошибок измерения из-за нерекомпенсации, выходы первой и второй декад счетчика импульсов через 1схему собирания и схему совпадения, второй вхОД которой через инвертор

соединен с выходом второго порогового элемента, подключены ко входу ждущего мультивибратора, выход которого подсоединен к схеме совпадения, включенной между ждущим мультив ибратором, формирующим импульсстроб, И управляющим входом второго модулятора.