Аналого-цифровой преобразователь отношения двух переменных напряжений Советский патент 1980 года по МПК H03K13/17 

(54) АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники и Может быть использовано в цифровых системах автоматического контроля коэффициентов передачи различных четырёхполюсников (усилителей, аттенюаторов, трансформаторов, фильтров, интегральных микросхем и т.п.). Известен преобразователь отношения двух пе ременных напряжений, в котором для устранени влияния на точность преобразования нестабильно ти и неидентичности коэффициентов передач пре в(клк ченных усилительно -выпрямительных каналов используется один канал с поочередным преобразованием входных напряжений 1. Недостатком устройства по сравнению с двухканальными является увеличение Времейй щ еобразовакия. Известен аналого-цифровой преобразователь отношения переменных напряжений, содержащий три усилительно-выпрямительных канала,цифровой измеритель отношения постоянных напря)мений, коммутационный генератор, последовател1.но соедине1гаые перемножитель, фильтр нижних частот, усилитель частотьх коммутаций И фазочувствительный выпрямитель, выход которого соединен с управляющим входом второго усилительно-выпрямитёльного канала, и два переключателя, у1травляю) входы ксторьк подключены к управляющему входу фазочувствительного выпpя lшeля и к выходу коммутационного генератора, причем вхоДы первого переключателя и первого и второго усилительновыпрямительных каналов соединены с входными зажимами устройства, а выход переключателя - с входом третьего усилительйо-выпрямительного канала, входы второго переключателя и цифрового измерителя отношения постоянных напряжений соединены с выходами первого и второго усилительно-выпрямительных каналов, а выход переключателя - с первым входом перемножителя, второй вход которого соединен с выходом третьего усилительно-выпрямительного канала 2 . Устройство имеет следующий недостаток. В соответствии с принципом работы преобразователя частота коммутации переменных напряжений на входе третьего усилительно-выпрямиTejfbHoro канала и, следовательно, частота надря-.,iiirija 5 SSi - - -37жения на выходе перемножителя должна быть значительно меньше частоты салшх напряжений. Поэтому сглаживающий фильтр, используемый в фазочувствительном выпрямителе для подавле ния переменной низкочастотной составляющей вырямленного напряжения имеет большую Постоянную времени. Это сущестаенно увеличивает время установления необходимого йначёадя коэффициента передачи второго усилительно-выгрямительного канала, и .следовательно, время преобраз рвания в целом, поэтому это устройство невозможно применять для преобразования отношения низко- и инфранизкочастотных напряже ний. ., ..,„,.,.,,., - -.;/ --Целью изобр етёния является повыщение быстродействия и расширение частот1(рго диапазона преобразователя. Это достигается тем, что в аналого-цифровой феобразователь отношения двух перёмедаых напряжений, содержащий три усшгатейьно-вЫ1фямительных канала, цифровой измеритель ойш-шения постоянных напряжений, пвремнЬ,житё1 ь, два переключателя и блок управления, причем входы первого переключателя и первого и Sfdporo усилительно-выпрямительного канала соединены с входными зажимами устройства, а В111ход переключателя - с входом третьего усшителбновыпрямительного канала, входы BToiporo переключателя и цифрового измерителя отнодаенйя постоянных напряжений соединены с вйКЬдамипервого и второго усилитеяьно-выпрямительнбвс каналов, а выход переключателя - с первым входом перемнржитеяя, второй вход которого . соединен с выходом третьего усйлйтШнЬ-ВЫ11|р я штельнргокашла, между выходом перемножнтеля и управляюш1 м входом второго усили: „, тельно-выпрямительного канала включены последдШтЕёйьяо соединенные преобразователь напря ёнМя вЧИСЛО имг льсов, реверсивнь1Й счетчик,. импульсов и регистр пшяти, с ; входь которых соединены с выходами блока угфавдения.-,, На чертеже представлена блок-йхёма предпагаемого устройстваПреобразователь содержит усилительно-выпря митетньге каналы 1,2, цифровой измеритель 3 отаоп1ения постоянных напряжений, канал 4, пережилючатели 5 и 6, перемножитель 7, преобразрватель 8 напряжения в число импульсов, реверсивный счетчик 9 импульсов, регистр 10 памяти и блок 11 управления. . Входы переключателя 5 и входы каналов 1 и 2 соединены с входными зажимами устрой ства, а выход переключателя 5 - с твхбдом канала 4. Входы переключателя 6 и цифрового измерителя 3 соединены с выходами каналов 1 и 2, а выхРд переключателя 6 - с первым входом перемножителя 7, второй вход которого соединен с выходом канала 4. Выход перемножителя 7 через последовательно соединенные преобразователь 8,-реверсивный счетчик 9 и регистр 10 памяти, управляющие входы которых подключены к выходам блока 11 управления, соединен с управляющим входом кайала 2. Устройство работает следующим образом. Первое входное переменное напряжение Uj постзпает на вход усилйтельно-выпрял чтедьногр канала I. Выпрямленное напряжение с выхода канала 1 подается на один из входов цифрового измерителя 3. Одновременно другое входное перемейное напряжение Uj поступает на вход усилительно-выпрямительного канала 2. Вьнфямлейное иат яжение с выхода канала 2 подается на вторрй вход дафрового измерителя 3. Цифровой измеритель 3 О15)еделяет в цифровом коде отнощеиие амплитуд переменных напряжений Uj и Ua. В процессе работы устройства переменные Шпряжетя Uj и Uj через переключатель 5, управляемый блрком 11 управления, пРочередно подаются на вход усилительно- выпрямительного канала 4, а после преобразования в канале - на один из входов перемножителя 7. На др5п-ой вход перемножителя 7 через переключатель 6, работающий синхронйР с пере1сл1очйелем 5, периоди ёйки поступает напряжение с выходов каналов 1 и 2.. ...,.-.-.(v Коммутащи входных сигналов перемножнгеля 7 осуществляется так, что в перврм такте работы переключателей 5 и 6 постоянное напряжение на его выходе равно u|,SKiK4Um U , где S - крутизна преобразования перемножителя 7; KI и К4 - коэффициенты передач соответЬтенно каналов 1 и 4; U, и 0, - амплй2туды входных переменных напряжений Uj и Uj Напряжение U с помощью цреобразователя 8 преобразуется в число импульсов, равное Ni CSKiK4U,,T J и,, где С - коэффициент 15 еобразования преобразрвателя 8. Число импульсов NI поступает на вход реверсивного счетвдка 9, работающего в этом такте в режиме сложение. ПреД8а рительно в регистр счетчика 9,а также в регистр 10 тмяти зашс.ан код N, устанавливающий коэффшдаент передачи канала 2 при градуировке устройства. В результате счетчик 9 зафиксирует В вййё кода число импульсов, равное N,- N + CSK,K4Urtij Um,,. Во втором такте работы переключателей 5 и 6 Напряжение на Выходе перемножителя 7 равно SK2K4U j ij где Кз - коэффициент передачи канала 2. Это напряжение преобразуется преобразовател§м 8 в число импульсов N3 CSK2K4Um 1) , которое поступает на вход счетчика 9, пере