Цифровой интегрирующий вольтметр Советский патент 1980 года по МПК G01R19/26 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и предназначено для измерения постоянных напряжений с большим уровнем напряжения помехи. Известен цифровой интегрирующий вольтметр содержащий устройство выде.1ения периода помехи, устройство измерения периода помехи, генератор опорной частоты, преобразователь код-напряжение, выход которого через ключ соединен со входом интегратора, блок сравнения, триггер, ключи, счетчик 1J. Этот вольтметр эффективно подавляет напряжение помехи с переменной частотой, но обладает низким быстродействием. Наиболее близким техническим решением к изобретению является аналого-цифровой преобразователь, содержандий первый интегратор, вход которого через первый и второй ключи соединен с П1инами входного и опорного напряжений, а выход - со входом нуль-органа, выход которого соединен с блоком управления, выходы блока управления соединены с управляющими входами первого второго и третьего ключей, устройство выделения напряжения помехи, выход которого соединен со входом второго интегратора. конденсатор (.)братн()й снязи которого с помощью ключей подключается ко входу операционного уси.-.лтеля первого интегратора |21. Недостатком этого устройства является недостаточно высокое быстродействие, так как результат измерения формируется в течеьп.е трех тактов работы прибора. Цель изобрстния - повьщ1ение быстродействия цифрового ин.тегрирующего вольтметра. ГТоставленная цель достигается тем, что в цифровом интегрирующем вольтметре, содержащем первый интегратор, входы которого через первый и второй ключи соединены с П1ИНОЙ входного сигнала и с щиной источник;; опорного напряжения соответственно, а выход -- с первым входом дифференuiia.ibHoro нуль-органа, выход последнего подключен к первом) входу блока управления, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с направяюи1ими входами первого, второго и третьего ключей, сигнальные вход и выход подключепы параллельно конденсатору обратной связи первого интегратора, блок выделения noNiexii, вход которого соединен с тиной входного сигнала, второй интегоатор конденсатор обратной связи которого за1иунтирован четвертым ключом, управляющий вход которого соединен с третьейм выходом блока управления, генератор импульсов, выход моследне о соединен с первым входом элеме} та И, второй вход которого подключен к четвертому выходу блок; управления, а выход ко счет1.:ика. аер-BbHi выход которого соединен со вторьк : входом блока управ;1ения, а второй со входом отечетного устронстиа, вьн()д второго интегратора соединен со аторьш нходом дифференниального ну.1ь-о)гана, а мьгход блока вн1деле11ия помехи через нятыл клю; соединен со входом вторсмч) пн-:е,-ра1Ч)ра. управляк ний вход пятого к;1юча юдк.лоче:: к первому выходу блока управления.

На че)тежс нривел.ена ст)уктурнан схема устройства.

Устройство содержит nepBi,ni inrrcrpaтор i, В1)1ход которого сс еднпен с из входов дифс)еренп.на.чьпог() nv.:ij-o|;i-aiia 2. а вход через ключи 3 и 4 и езпсторь: Г), i; соединены с источниками .тиемсио I s и онорно1Ч) 1,оп напряжений. Выход д|:(Ь{Ьереппиалыюго нуль-органа 2 сое;.п.чек с блоком уирав..1сния 7. который vnpaa.iner заботой э;1емепта И 8, сосдипякмннн .4Micратора 9 со входом счетчика HMHv.-ii:rnii lil. Выходы счетчика импу.тнсои И) сос.т1мкмн, с блоком управления 7 и с нифро ь г,- отсчетным устройством 11. Блок ун;) в.;1е|1 -;я управляет работой к..лючей 3, 4 и 12.

На входе нрпбора установлен б.:ок }ыделения помехи 13. выход которого чеиГЗ к.поч 14 соединен cci входом второго пгптгр.чтора 15. Выход иптегратора 15 соед. Ci; BTophiiM входом диф())ерс(пи ального i..ii,органа 2. Управляюпап 15ход )ча ;4 соединен с уч1рав.тяю111.им :, K.iiOHj; .i. а управляющий вход к.ч:-(П;а i( с viipai:.:iHioщим входом к.тюча 12.

Схема работает следхтошим oTjiVKiov

В исходном сос1Т)япии к.1к)чи Л. 4. 14 разомк1-1ут-в1, а ключи 12 и Hi :и;1К 1ы.

В нача;1е нервслч) такта laooT;,; р к мыхаются КЛЮЧ 12 и 1Н. ,а.мь:ка101х-я клочн . и 14. Э;1емент И 8 ра.зре1пает ..ение импу;1ьсов i-енератора 9 на вход счетчика 10. Интегратор i начинает интегрироватн измеряемое напряжение IJx с наложенной на него номехой Ln, длите.тьноств интегрирования определяется частотой генератора 9 .и емкостью счетчика 10. Выходное напряжение интегратора 1 в конне I такта равнс

КОНН

ивых1 - -gclC- K ± )dt - -(;;Uxdt4 4 jUndt ).

Одновременно е ключом 3 включается ключ 14, который подает на вход Е торого интегратора 15 напряжение помехи Un. В конце нервого такта нанряжение на его выравно:

CV

и

JUndt.

аыхг.

R(Ci

Во BiO)OM тккте к;по;|И 3 и 14 закрываются, Z ключ 4 Счкро1вается. Ингсгэатор 1 разряжается от источника опорного нагфяжения до момента срабатвишння дяффеоенциального нуль-ор1ана 2. liopoi срабатывания KOTOpOio ,:.с;:яется 1- йпряж{ нпем на выходе интс1ратора 15 -{апряжепие ча выхсхде ин егратор;- коню ivroporo такта равно

&WX Vп ;. - J .

1м 1.- Q

Ji I 1 -t- I on ; - и H.lii R - :.

г1нгерва..1 L за;о,1НЯ(ЛЧя .ьсауи reiie laTojia 9. :-()Т( подсч :тываются сч1-чиком Л). ;)е 1 п/1П а 1 3у1ерепия ч ИДПННРХ iM-ся

НИ1()))ВЫМ (. СТ|)()); I.

I и1.- чечяый lipeMCiniOH . i-e wiB,i iioAKXii. :;(нг-о,р, в|) MMTeipiip ;iia}ii:H Т

б()1)а- )i ;cTP:: ( ч): д.1:л.:с1Ы1 л;; с ройства В1,н:е. ч(л; б,|ст;)( Biic ччзест (;. гаг: iv;ii оч p;:6(:i.;i,M ч , ч/: . П i;3U4 ; Ч , :|I: ;;- ак I а.

1 Liijipoiii iH ::1Г1Ч: |).i р и ;-;;:. и,; . i м, i. иД|.). niTfii .к рвьп ч:;--ч ч;;ч; :;р. ;Г.;.чВ Ki.; -pni;; -лрс П1Ч-;;й у. niopiM ; :1Ч;; .. м; ди ч;-)

. (1И ИХСДЬ:.:; С) (.. И1 |;;.-.;: г .inii/Й i. -Ji)1Ч1ха ::ПО:1П(): 1} пячрялчеч-i/i с;;о; lie ч;:-;:: IK;. а в;,Х1;,;. г :;(р:(ым вх),;;г.; д.Гчи гргнциаль ;-о:и -. :i)-;ip; а ча. зь-ход ;ос.1чд.К1 п чпчк.чоЧеЧ л ||Г|)ВОл1 ЗХО.Т б. ЮгЧ рГ:В. и.. lUpli 1ч;п ц--( i.,i Ki}i

ра;.,. :ьио ,i.-icaT:;f; обраг;1(;,: -ннзи iiCprS(i;(j и с; pa s)a. c.i(ii 1-;ыдс.ечии юмсхи, вход к;;т;;Г)|;)| : .ч)(ли:::..Н : ;|1и;к;и нходчигс) cnrna.U:. iSTOiV)ii .гр;г:;::). К(;1:.те;1с;;-| op 1)С)ратп()й котсчкчч .1;ип чтир.иии чет %ертым к.. уп::;; в. вхо, кс;Т(.роГ) соединен: с т|нтьим выхо:.1Ол б.юка прав.ения, генератор импхмьсов. выход последнего соеди1{еп с первым УХОДОМ ч.гемента И. второй вход KOTopoio (юдключен четвертому .у б.чока правления, а пыход ко входу счетчика, иерв,|й зь:ход кот(;р()го соединен с( вторым вхо.юм б.юка xcpaiuieния, а второй ВЫХО.Т C(i Х()дом оКче tioro )йства. отличающийся тем. что. с целью новьипення бь стр1:дей:тнпя. выход второго ннте ратора соединен со нт())ым входом днфференциалвно -о iv;ib-opr ана. а вв:х()д б./юка выде;|( помехи через кнгый соединен со .ом вто)ог(- интегратора, управ