Аналого-цифровой преобразователь мощности и действующего значения переменного напряжения Советский патент 1976 года по МПК H03K13/20 

тель. Узлы 1-5 образуют преобразователь «напряжение-частота с импульсной обратной связью.

Устройство работает следующим образом.

На вход интегратора 1 и на один из входов нуль-органа 4 подается однополярное нап яжение (рассматривается случай нахождения переключателя 10 в положении а):

C/,( + f/.v.(0,где Uo - постоянное напряжение от источника напряжения 6,

t/.v, (() - мгновенное значение измеряемого напряжения.

Частота выходных импульсов преобразователя «напряжение-частота определяется выражением:

f(f -А- () Г(0-, - --,

где Ki - постоянный коэффициент;

ос, ос - амплитуда и длительность импульсов обратной связи. В момент срабатывания порогового элемента 2, что соответствует достижению выходным напряжением интегратора 1 напряжения f/on, триггер 3 переключается в такое состояние, при котором на второй вход интегратора подается напряжение f/oc обратной связи и запускается функциональный генератор 5 напряжения гиперболической формы. При этом сигнал обратной связи вызывает уменьшение напряжения на выходе интегратора со скоростью, пропорциональной разности U(t)-f/ocВыходное напряжение функционального генератора гиперболической формы изменяется по закону

г фСО-,

где Kz - коэффициент напряжения гиперболической формы.

Продолжительность нахождения триггера в новом состоянии, т. е. длительность импульса обратной связи toe, определяется интервалом времени между моментами запуска функционального генератора 5 и срабатывания нульоргана 4

2

to.

f/, (О

Выходной сигнал нуль-органа 4 переключает триггер 3 в исходное состояние, и процесс периодически повторяется.

Частота повторения импульсов на входе преобразователя «частота-код 7

f(() K{U, + U,,(t)

причем

Ki

к

K,-UO

Следовательно, в преобразователе «частота- код при измерительном интервале, равном

периоду измеряемого напряжения, получаемый код будет пропорционален квадрату действующего значения.

Преобразователь можно использовать и в режиме измерения мощности. Для этого переключатель 10 устанавливается в положение б, соответствующее поступлению на вход интегратора 1 сигнала U(i) /„ -j- t/xi() , пропорционального падению напряжения на нагрузке, а на вход нуль-органа 4 - напряжения f/aCO f/o -Ь Ux,(f) , пропорционального току через нагрузку. В этом случае код, получаемый в преобразователе «частота-код, будет пропорционален активной мощности.

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь мощности и действующего значения переменного напряжения, содержащий операционный усилитель с емкостной обратной связью, вход которого через первый сумматор на резисторах подключен к выходу источника одного преобразуемого напряжения и выходу источника напряжения смещения, а выход соединен со входом порогового элемента, второй сумматор

на резисторах, один вход которого соединен с выходом источника напряжения смещения, переключатель, источник второго преобразуемого напряжения, преобразователь «частота- код, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности, в пего введены триггер, нуль-орган и функциональный генератор напряжения гиперболической формы, выход которого соединен с одним входом нуль-органа, другой вход которого подключен к общей клемме переключателя, а выход соединен с одним входом триггера, другой вход последнего подключен к выходу порогового элемента и входу преобразователя «частота-код, выход триггера соединен со входом функционального генератора напряжения гиперболической формы, входом операционного усилителя и первой клеммой переключателя, вторая клемма которого соединена с выходом второго сумматора на резисторах,

второй вход которого подключен к выходу источника второго преобразуемого напряжения.