Преобразователь переменного напряжения в цифровой код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/02 

Описываемый преобразователь содержит преобразователь 1 код-аналог, измерительный частотный преобразователь 2, смеситель 3 частоты счетчик 4 импульсов, запоминающее устройство 5, реверсивный счетчик б импульсов, автогенератор 7, блок 8 управления. На вход преобразователя поступает обрабатываемое напряжение Us(ft-l;) Uo tJ sinSlt (эпюра 9 на фиг, 2). Измерительный частотный преобразователь 2 превращает этот сигнал в частотно-модулированную последовательность импульсов с частотой CO(Slt) -OUo-vUUo+i UniSAri , где k - крутизна модуляционной характеристики. Смеситель 3 вьвделяет сигнал разностной частоты Ш tSltl-iwу,. Если CO -t-kUo to и, например, Ш.,ч--иОо се)у,, то выходная частота смесителя изменяется во времени в соответствии с эпюрой 10 на фиг, (пунктирная кривая б). В этих условиях счетчик 4 накапливает числоMCSl зависящее как от величины Um , характеризующей искомое среднее значение переменного напряжения, та и от нестабильности центральной час тоты измерительного частотного Преобразователя и неизвестной постоянной составляющей Up (эпюра И на фиг, 2, кривая б). Используемый в, рассматриваемом устройстве путь уве личения точности преобразования сведение к нулю разности частот (Do + - -1 и0-Шр следящей системой, состоящ из реверсивного счетчика 6 импульсо запоминающего устройства 5 и преобразователя 1, На суммирующий и вычитающий вход реверсивного счетчика импульсов под водятся последовательности импульсо с частотами ю(й)и а соответствен Приращение результата М , накапливаемого реверсивным счетчиком импульсов, за первый период обрабатыв мого напряжения (при ft-fc SltsSIt) ,по эпюре 12 на фиг, 3. 21C/SI2Я:/а - ггс I ( V u eineit)dt-|j5 Jtw dtооKUJo-v1 Uo-UJp /Sl не зависит от переменной составляющ модулирующего сигнала, а определяет ся разностью tUp tu UQ-UJJ, (при; известной рабочей частЪте 55. и нЛальном выходном напряжении пре образователя 1, равном нулю). Проце наполнения реверсивного счетчика им пульсов иллюстрируется эпюрой 12 на фиг, 3. По окончании первого такта интегрирования (в момент Slt-Stt)Ha запоминающее устройство 5 с блока 8 при ходит управляю1тщй импульс (эпюра 13 на фиг, 3), под воздействием которо го в запоминающее устройство записывается число М, равное содержимому реверсивного счетчика б импульсоэ при 5lt-Slt-i . Код М преобразуется в постоянное напряжение E ciM/i, где сС-коэффициент передачи преобразователя 1 (эпюра 14 на фиг, 3), Сигнале подводится к второму входу измерительного частотного .преобразователя 2 и сдвигает его центральную частоту. Если крутизна модуляционной характеристики измерительного частотного преобразователя одинакова по обоим входам, то в течение второго такта интегрирования (при 51-fc fti Sl-t2 Slt - -21(: ) на измерительный частотный преобразователь воздействует эквивалентное входное напряжение U Sit. В этих условиях за интервал времени (ft-fc jSi-t ) содержимое реверсивного счетчика импульсов изменяется на величину М2-(и)о- иио-ио,1/а(1-1. л /SI) (эпюра 12 на фиг, 3) , Затем в запоминающее устройство 5 поступает второй импульс управления, записывается число М + М2 и т, д. В течение И-го такта приращение содержимого реверсивного счетчика импульсов n-Ho- Uo-u; Va cb-koC) О.-)При koL -о и Е N -M- const tlл л П- ооI-- (эпюра 12 на фиг, 3) числу М соответствует эквивалентное входное напряжениеJBv. - - ((jjo-Wj, /-k+u sin аА: Таким образом, на несколько периодов сигнала система автоматически изменяет постоянную составляющую напряжения до величины д -(UJo Ji-Vl (эпюра 14 на фиг. 3), необходимой для точной компенсации разности центральной частоты измерительного частотного преобразователя 2 и частоты .нератора 7, В этих условиях временная зависимость выходной частоты смесителя 3 соответствует кривой а эпюры 10 на фиг, 2, а счетчик импульсов накапливает точный результат измерений N (эпюре 11 на фиг, 2, кривая а )у который не искажён постоянной составляющей вх одног.О напряжения и несовпадением Шо и (л , Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в цифровой код, содержащий преобразователь код-аналог, выход которого соединен с входом измерительного частотного преобразователя, выходы которогосоединены с первыми входами смесителя частоты ,и реверсивного счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом автогенератора и вторым входом смесителя частоты, блок управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены запоминающее устройство и счетчик импульсов, причем выход смесителя частоты соединен с входом счетчика импульсов, а вход преобразователя код-аналог - с выходом запоминающего устройства, входы которого соединены соответственно с выходами реверсивного счетчика импульсов и блока управления.

Вход

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шляндин. В.М. Цифровые измерительные преобразрватели и приборы.

Высшая школа

м.,

1973, с. 155167.

2. Федоров И.М, Аппаратура для фазочувствительных измерений в методе вызванной поляризации. Сб. Методы изучения псзляризуемости горных пород переменным, током:. Свердловск, РНОО УНЦ АН СССР, 1974, С. 7581 (прототип).

//г./

(&}( (Лt)

/f U

фиг