Преобразователь переменного напряжения в цифровой код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано при эксперименталь ном определении частотных характеристик четырехполюсника, при акустических измерениях, исследованиях в области систем автоматического управ ления и регулирования, в геофизике, биофизике и т.д. Известен преобразователь переменного напряжения в цифровой код,содержащий реверсивный счетчик, формирователь и измерительный блок l . Недостаток этого устройства - нестабильность центральной частоты пре образователя, что снижает его надежность. Известен преобразователь переменного напряжения в цифровой код, содержащий реверсивный счетчик импуль сов, запоминающее устройство,преобразователь код-аналог, измерительный частотный преобразователь смесители, автогенератор, блок управления, и счетчик J2. Недостатком устройства является наличие сбоев в работе, что снижает его надежность. Цель изобретения - повышение надежности в работе. С этой целью в преобразователь переменного напряжения в цифровой код, содержащий соединенные последовательно реверсивный счетчик импульсов,запоминакщее устройство, преобразователь код-аналог, измерительный частотный преобразователь, смеситель частоты и счетчик импульсов, а также автогенератор, соединенный с другим входом смесителя частоты, и блок управления, подключенный к другому входу запоминающего устройства, введены последовательно соединенные первый фильтр нижних частот, выпрямитель,,второй фильтр нижних частот, дифференцирующий блок и триггер,причем выходы триггера подключены к управляющим входам реверсивного счетчика импульсов, счетный вход которого и вход первого фильтра нижних частот соединены с выходом смесителя частоты. На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя переменного напряжеНИН в цифровой код; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие его работу. Устройство содержит преобразователь код-аналог 1,измерительный частотный преобразователь (ИЧП) 2, смеситель частоты 3, счетчик импульсов 4, эапоминакацее устройство 5, ре версивный счетчик импульсов б, фильт нижних частот 7, автогенератор 8, блок управления 9, триггер 10, дифференцирующий блок 11, фильтр нижних частот 12, выпрямитель 13. Устройство работает следующим образом. На вход устройства поступает обр батываемое напряжение и в). Измерительный частотный преобразова тель 2 превращает этот сигнал в час тотно-модулированную последовательность импульсов с частотой u;(SiLt -yDo- -kUo- VU siri5l.t , где k крутизна модуляционной характеристи ки преобразователя 2, Шо - его центральная частота. Смеситель.частоты 3 выделяет сигнал разностной частоты tDCSltVU)г (кривая об на эпюре 14 фиг.2), где - частота автогенератора 8. При uj -klj -uu -UD Счетчик импульсов 4 накапливает результат преобразования ai Vii|2 ifs iku:: tsw зависящий как от величины Uy, характеризующей искомое средневыпрямленное значение сигнала, так и от нестабильности центральной частоты ИЧП 2 и неизвестной постоянной составлягадей и . Выходное напряжение смесителя частоты 3 поступает на вход фильтра нижних частот 7, на выходе которого появляются пачки импульсов (эпюра 15 фиг.2), которые после выпрямител 13 и сглаживания фильтром нижних частот 12 преобразуются в колоколообразные импульсы (эпюра 16 фиг.2). После дифференцирующего блока 11 эти импульсы превращаются в биполярные сигналы (эпюра 17), моменты переход через нуль которых соответствуют об ращению в нуль частоты ии (ffL-t)-JUr (например фазовые углы Ч и о по эпюре 14 фиг.2). Триггер 10 срабаты вает по отрицательным перепадам выходного сигнала с дифференцирующего блока 11, его выходные потенциалы (эпюра 18 фиг.2) определяют режим работы счетчика импульса б, так что например при. О $ ffl-t HI и & 2к он находится в режиме суммирования при Ч Slt i М 2. реализуется режим вычитания. В процессе суммирования число, накопленное счетчиком импульсов б возрастает на величину -arc SIM -irsi I 2 -ku. ш l1li при вычитании уменьшается на 1C (JOoU) O- o TluT arcsw -Щпоэтому приращение записанного в счетчике импульсов б результата viDo/51 за период преобразуемого сигнала не зависит от амплитуды сигнала. В этих условиях он выполняет функции демодулятора выходного сигнала смесителя частоты 3. Содержимое счетчика импульсов б по командам блока управления 9, поступающим на запоминающее устройство 5 с интервалом времени 271/5 преоб разуется в постоянное напряжение преобразователем код-аналог 1 и в течение нескольких периодов сигнала сдвигает центральную частоту измерительного частотного преобразователя 2 таким образом, чтобы выполнялось соотношение .После обращения ( в нуль выходная частота смесителя частоты 3 отвечает пунктирной кривой р (эпюры 14 фиг.2) и счетчик импульсов 4 накапливает точный результат преобразования, пропорциональный величине (:ft. Введение фильтров нижних частот, выпрямителя, дифференцирующего блока и триггера позволяет повысить надежность устройства путем устранения cfeoeB реверсированного счетчика импульсов, вызванных совпадением во времени входных импульсов. Формула изобретения Преобразователь переменного напряжения в цифровой код, содержащий соединенные последовательно реверсивный счетчик импульсов, запоминающее устройство, преобразователь код-аналог, измерительный частотный преобразователь,смеситель частоты и счетчик импульсов, а также автогенератор, соединенные с другим BXQдом смесителя частоты, и блок управления, подключенный к другому входу запоминающего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены последовательно соединенные первый фильтр нижних частот, выпрямитель, второй фильтр нижних частот, дифференцируквдий блок и триггер, причем выходы триггера подключены к управляющим входам реверсивного счетчика импульсов, счетный вход которого и вход первого фильтра нижних частот соединены с выходом смесителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Шляндин В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы, М,, Высшая школа, 1973. с, 155-167.

2. Авторское свидетельство по заявке 2506331, кл. Н 03 10.06.78.