Способ измерения отношения двух напряжений Советский патент 1978 года по МПК G01R19/10 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен способ определения отношения напряжений,- основанный на определении интервала времени от начала экспоненциального спада напряжения от уровня, пропорционального первому входному напряжению до момента его равенства Опорному, определении интервала времени от начаЛа экспоненциального спада напряжения от уровня, пропорционального второму входному напряжению, до момента его равенства ТОМУже опорному напряжению, а по разности этих интервалов времени опред еляют логарифм отношения входных напряжений l .

Недостатком способа является нелинейная (логарифмическая) зависимость полученного результата- от отношения двух входных напряжений и низкая точность из-за того, что опорное напряжение выбирается по необходимости меньше наименьшего из входных напряжений.

Известен другой способ определения отношен ия двух напряжений, зАклк1 чающийся в том, что фиксируют моменты равенства напряжений экспоненциально

падающему с постоянной времени Т опорному напряжению, а затем выделя- ют интервал времени Tj между первым и вторым моментами равенства и определяют его длительность 2.

Этот способ имеет более высокую точность, чем предьщущий. Однако зависимость между длительностью выходного интервала времени и величиной отношения двух напряжений по-прежнему остается логарифмической, т.е. нелинейной.

Целью предлагаемого способа является получение линейного отсчета

напряжений, а также получение выходного сигнала, пропорционального любой положительной степени и двух напряжений.

Достигается заданная цель тем, что

в способе измерения отношений двух напряжений формируют постоянный интервал времени TQ , начало которого совмещают с началом интервала Т , по окончании интервала Т формируют

второе экспоненциально падающее напряжение от постоянного опорного начального уровня с постоянной времени X и фиксируют значение этого напряжения в момент окончания интервала

TO ; постоянную времени второго экспоненциального падающего напряжения устанавливают равной . На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, регшизующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие способ. На входы устройства 1, работающег по известному способу, подают входны напряжения, отношение между которыми необходимо определить. На выходе устройства 1 получают интервал времени TI , пропорциональный логарифму отношения. Интервал 1 , поступая на вход устройства 2 формирования образцового -интервала времени, запускает его своим передним фронтом. Задний фронт интервала Tj запускает экспоненциально падающее от уровня UQ н шряже ние, которое формируется устройством 3 формирования экспоненциального напряжения. Задний фронт образцового интервала времени 1д , поступающего с выхода устройства 2 на другой вход .устройства 3, прекращает работу устройства 3, с выхода последнего на выход устройства 2 поступает результат определения отношения двух входных напряжений в виде постоянного напряжения. На фиг . 2, а показано экспонеяциа но спадающее с постоянной времени Т напряжение U , которое пересекает уровень большего входного напряжения Ubn, в момент времени tj , а уровен buj- в момент времени -Ь , при этом между напряжениями Ufcx и интервалом tj- tj существует зависимост На фиг. 2, б показан интервал .с постоянной длительностью Тд , начало которого совпадает с моментом t. Длительность Т должна быть не меньше максимальной.длительности Т . В момент Окончания 1. , т .е. при равенстве экспоненциально падающего напряжения U и напряжения Ifbx. на чинают движение напряжения Uj от начального значения UD по экспоненте с постоянной времени t и продолжают спад в течение времени (фиг.. 2,в) . В момент -Ьд окончания TQ фиксируют значение напряжения Ч { ЬJ) (на фиг. 2,в оно обозначено Ug) По определению иг и„вУчитывая, что е постоянно, так как TO и Г постоянный, можно записатьUj кили с учетом выражения (1) y,, Т.е. пропорционально отношению входных напряжений. Для возведения отношения двух напряжений в степень п , где п - любое положительное; число, выбирают постоянную времени второго эталонного напряжения в п раз меньше первого . - Vn, Если в вдаажение (2) вместо t подСтавить Т в . , то получим гпТо UiUoe е f . (3) -пТо Учитывая, 4ToUoe con&t , получим ХГг Таким образом, если постоянная времени ty напряжения Ц в п раз меньше постоянной времени -р , то результат измерения отношения двух входных напряжений возводится в тг степень, если же постоянная времени f в п раз больше Т , то результат измерения отношений возводится в степень , Плавно изменяя соотношение между tj и , можно плавно изменять показатель степени « , в которую возводится результат измерения отношения. Таким образом, данный способ в отличие от известных позволяет получить не только логарифм отношения двух напряжений, но и величину этого отношения и , кроме того, возвести это отношение в желаемую степень. По данному способу могут быть реализованы из-. мерители отношений, устройства для возведения в целую и дробную степень, устройства для деления единицы на X (например, низкочастотные частотомеры, определяющие частоту за время одного периода измеряемого сигнала путем деления единицы на величину.этого периода) и другие устройства. Формула изобретения 1. Способ измерения отношения двух напряжений, основанный на фиксации моментов равенства напряжений экспоненциально падающему с постоянной времени Т опорному напряжению и выделении интервала времени Т между первым и вторым моментом равенства, отличающийся тем, что, с целью получения линейного отсчета, формируют постоянный интервал времени Ig , начало которого совмещают с началом интервала Т , по окончании интервала Tj формируют второе экспоненциально падающее напряжение от постоянного

опорного начального уровня с постоцн ной времени Т и фиксируют значение этого напряжения в момент окончания интервала TQ. .

2. Способ поп. 1, отличающийся тем, что, с целью получения выходного сигнала, пропорционального любой положительной степени п отношения двух напряжений, постоянную

времени второго экспоненциально падающего напряжения устанавливают равной ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР 494702, кл. G 01 R 19/10, 25.12,72. 2. Жилинскас Р.П.-П. Измеритель т,ношений и их применение в радиотехнике, м.,Сов.радио , 1975, с, 81-85.

fuS.I

«хГ

t

tl f t,

«г I УО

J