СО АН СССР Советский патент 1971 года по МПК H03M1/46 G01R19/25 

Изобретение может найти применение в измерит.едьной технике. Оно предназначено для остр-.0.ения цифровых вольтметров постоянного .тока и аналого-цифровых преобразователей автоматическим измерением полярности 5 компенсационного напряжения в зависимости т полярности входного напряжения.

Известны автоматические цифровые вольтметры (АЦВ) и аналого-цифровые преобразователи (АЦП) для измерения разнополярных ю напряжений, содержащие устройство сравнения, один из входов которого подключен к источнику измеряемого напряжения, источник образцового напряжения, выход которого соединен с одним из входов цифро-аналогового 15 преобразователя, блок управления, выход которого связан с другим входом цифро-аналогового преобразователя и через дешифратор- с индикатором отсчета. Выход устройства сравнения подключен ко входу блока управ- 20 ления.

В описанных устройствах трудно обеспечить высокую точность измерения напряжения различной полярности. Кроме того, схемы таких вольтметров отличаются значительной слож- 25 ностью.

Целью настоящего изобретения является увеличение точности при измерении положительных и отрицательных сигналов и упрощение схемы.30

В предлагаемом цифровом вольтметре указанные недостатки устраняются тем, что между выходом цифро-аналогового преобразователя и вторым входом устройства сравнения включен аналоговый элемент памяти, например конденсатор, этот же выход устройства сравнения соединен через ключ, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления, с нулевой точкой схемы. В результате этого удалось значительно упростить схему и более точно уравнять компенсационные напряжения нолол ительной и отрицательной полярности, так как их получают от одного и того же источника образцового напряжения.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого автоматического цифрового вольтметра.

Автоматический цифровой вольтметр содержит устройство сравнения 1, один из входов которого подключен к источнику измеряемого напряжения Ux, источник 2 образцового напряжения, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя 3, блок управления 4, выход которого связан с управляющим входом цифро-аналогового преобразователя 3 и через дещифратор 5 с индикатором отсчета 6. Выход устройства сравнения 1 соединен со входом блока управления 4. Между выходом цифро-аналогового преобразователя 3 и вторым входом устройства сравнения / включен аналоговый элемент памяти 7, этот

же вход устройства сравнения соединен с нулевой точкой схемы через ключ 8, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления.

Принцип работы АЦВ рассмотрим отдельно при измерении положительных и отрицательных напряжений. Эпюры напряжений, поясняющие работу схемы, в различных точках блок-схемы вольтметра приведены па фиг. 2.

Источник 2 образцового напряжения выдает напряжение Lo отрицательпой полярности (эпюра а). Работа прибора синхронизируется тактовыми импульсами ТИ (эпюра б), вырабатываемыми блоком управления 4. Предположим, что устройство сравнения позволяет сравнивать два напряжения одинаковой полярности (например, дифференциальный усилитель) .

Работа ключа 8 синхронизирована тактовыми импульсами так, что в течение интервала времени меладу импульсами ключ замкнут и в течение длительности тактового импульса - разомкнут. При этом сравнение измеряемого и компенсационного напряжений осуществляется лищь при разомкнутом ключе 8.

При измерении напряжений отрицательной полярности на выходе цифро-аналогового преобразователя (точка а на фиг. 1) получаются импульсы, показанные на эпюре в. Амплитуда этих импульсов определяется числом N, поступающим на управляющий вход цифроаналогового преобразователя, а длительность их равна длительности тактовых импульсов. В интервалы времени между тактовыми импульсами на выходе ЦАП сигнал отсутствует (выходной сигнал равен нулю).

Так как в течение времени мелсду тактовыми импульсами напряжение на аналоговом элементе памяти (конденсаторе) равно пулю, то во время тактового имнульса (при разомкнутом ключе 8) компенсационное напрял ение- UK отрицательной полярности полностью передается на вход устройства сравнения (при условии, что постоянная времени цепи «конденсатор-- сопротивление разомкнутого ключа 5 много больще длительности импульса компенсационного напряжения).

При измерении напряжений полол ительной полярности на выходе цифро-аналогового преобразователя (точка а фиг. 1) получаются отрицательные импзльсы, показанные на фиг. 2, эпюра г. В течение времени между тактовыми импульсами конденсатор заряжается через выходное сопротивление ЦАП и замкнутый ключ

5 до напряжения, соответствующего числу N, подапному на управляющий вход цифро-аналогового преобразователя. В течение длительности тактового импульса напряжение на выходе ЦАП отсутствует (что соответствует

Л 0). Легко заметить, что если конденсатор сохраняет заряд в течение длительности тактового импульса, то на входе устройства сравнения (точка в фиг. 1) получаются импульсы компепсационного напряжения положительной

полярности (эпюра д фиг. 2).

Предмет изобретения

Цифровой вольтметр для измерения разнополярных напряжений, содержащий устройство сравнения, источник образцового напряжения, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя, блок управления, выход которого подключен к управляющему входу цифро-аналогового преобразователя и через дещифратор к индикатору отсчета, а выход устройства сравнения соединен со входом блока управления, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и упрощения устройства, в нем между выходом цифро-аналогового преобразователя и вторым входом устройства сравнения включен аналоговый элемент памяти, например конденсатор, а между этим же входо.м устройства сравнения и нулевой щиной введен ключ, причем дополнительный выход блока управления соединен с управляющим входом ключа и входом синхронизации цифро-аналогового преобразователя.

и.

ти

пи

LJ

-и,