Цифровой модуляционный экстремальный мост переменного тока Советский патент 1980 года по МПК G01R17/10 

Изобретение относится к апектроизмерителькой технике, в частности к той ее области, которая занимается измерением параметров комплексных сопротивлений на переменном токе. ИзвестЕгы ци4)ровые модупяциоиные экстремальные мосты, содержащие мостовую .измерительную схему, генератор, коммуташшонный блок к реверсивный счетчик . Недостатком известного устройства является резкое снижение чувствительности мостовой язмерительиой цепи при наличии квадратурной составляющей в сигнале неравновесия моста Это прнводрт. к снижению помехоустойчивости и быстродействия прибора. Известны также цифровые модулядион ные экстремалышю мосты, содерзкащие мостовую измерительную схему, экстремум-детектор, генератор питания, блок уравновешивания, триггер реверса, кшпреле, сумматор, модулирующие элемейтд тактовый генератор И логические элементы 2. Недостаток этих мостов состоит в недостаточно высоком быстродействии. Цель пред шгаемого изобретения увеличение быстродействия цифровых модул яд ионных SKCTpoMajtbHbLX мостов переменного тока. Для этого в цифровой модуляционный экстремальный мост переменного тока, содержащий мостовую измерительную цепь, выход которой соединен с одним входом экстреMjM-детектора, второй вход экстремум-детектора соединен с первым выходом тактового генератора, второй выход тактового згенератора соединен с первыми входами логических эле-; ментов соединения, а третий вход тактового генератора соединен с одним модулятором, блок, уравновешивания, выход которого соединен с регулируемым элементом , триггер реверса, один выход которого соединен со входом блока ypaiv37

новешивания, второй и третий выходы i-риггера реверса соединены со вторыми входами логических элементов совпадени и вторым и третьим модуляторами, выходы логических элементов совпадения соединены с четвертым и пятым модуляторами, вход мостовой измерительной цепи соединен с выходом источника питания, а выход экстремум-детектора со входом триггера-реверса, введены делительное устройство и управляемый генератор импульсов, выход которбго соединен со входом блока уравновешивания, а управляющий вход управляемого генератора импульсов соединен с выхо дом делительного устройства, вход которого соединен с выходом экстремум-детектора, выходы модуляторов соединены со входами мостовой измерительной цепи.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого цифрового экстремального моста повышенного быстродействия, в котором модулятор выполнен на трансформатере с тесной индуктивной связью На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - триггер реверса 2 тактовый генератор; 3 и 4 логические элементы совпадения, модулятора на ключевых элемаятах 5 и 6, управляемые триггером реверса 1 и осуществляющие модуляционные воздействия на величины

. N

-,.Р ---- и Рйсоответственно, - где Л. Р, - шаги уравновешивания, ключи, модуляторы- на ключевых элементах 7, S и 9, управляемые генератором 2 и элемех1тами 3 и 4 совпадения и осуществляющие модуляционные воздействия на величины

-uvP -С О&Р., И (21( f ОлРо .

Ю- мостовая измерительная депь; 11 регулируемый элемент с парамет ром Р, 12 - экстрем -м-детектор; 13 делительное устройство; 14 - генератор серий импульсов; 15 - блок уравновешивания, 16 - трансформатор с тесной индуктивной связью, 17, 18. 19 2О - секции трансформатора 16. .

Мост работает следующим образом, Пусть триггер 1 реверса перейдет в состояние, при котором регулировка ре гулируемого элемента с параметром Р будет осуществляться в положительном направлении (увеличение). При этом он замкнет ключ 5, который включит в измерите;шную цепь 10 секцию 17

1.4

«траиа юрматора 16 с количоством витков, ироиорциопгишным 1 йРо а Tiuoi e откроет схему 4 совпадения. Так как 1слюч 8 замкнут, то осуществляется только отрицательное приращение параметра Р на величину - . Далее срабатывает тaJiтoвый генератор 2, выдает краткий импульс, который через схему 4 открыозает ключ 7. При этом

ключ 8 размыкается, в мостовую цепь Ю включится секция 20 трансформатора 16 с количеством , пропорциональным (2к+1) йРо , и осуществится положительное модуляционное воздейст-

вие величиной +(2к+1)ДР .

Если такое модуляционное воздействие вызовет уме)ащение амплитуды выходного напряжения мостовой цепи 10, то экстремум-детектор выдаст отрица-

импульс, аг- плитуда которого приблизительно пропорциональна количеству шагов 1 Р , которые необхо5.имо сделать, чтобы уравновесьгть мост по параметру Р . Как показано выще:

25

U.Up

где дОр - приргащенпе модуля воктора выходного напряжения мостовой цвпи

SQ чувствйтельносэъ цепи. На выходе .экстрем М-детекюра 12 включено делительное устройство 13. на которое поступают отрицательные кмпуш.сы с

экстремум-детектора и опорное напряжение, пропорциональное велячиве 5оДРо° Это устройство производит приближенное определение отношения AUp : 2SoPo например, путем заряда конденсатора импульсов, пропорЦ ЮЕ1аггьиым uiljp, и разряда его серией импульсов, пропорциональных 9 о делктель1того устройства 13, например, в виде стартстопных импульсов, поступает на генератор 14, который выдает иысокочастотную серию в irj импульсов на блок 15 уравновешивания, который в свою очередь измеряет регулируемЬ1Й параметр срапу на ip щагов дискретности Лрд. Следова-

теш.ио,за один такт мост приближается к состоянию равновесия на -1 р шагов. Это существенгю ускоряет процесс уравновешивания моста и, как показывает расчет, гшвьш1ает его быстродействие в

2-3 раза.

Формула изобретения

Цифровой модуляционный экстремальный мост переменного тока, содержаишй