Определитель экстремумов Советский патент 1981 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Известны определители экстремальных значений напряжения, содержащие элемент памяти (например, конденсатор) , подключенный через ключ к источнику входного сигнала в момент времени, определяемый датчиком момента экстремума ГП. Погрешность известных устройств значительна и зависит от способности длительного хранения, запомненного напряжения элементом памяти, точност определения момента экстремума ивре мени, в течение которого элемент памяти через ключ подключается к источ нику сигнала. Наиболее близким техническим реше ем к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее ключевую схему, подключенную к запоминающему конденсатору и источнику преобразуемого напряжения, в котором есть экстрематор, дифференцирующий элемен и одновибратор, причем вход экстрематора подключен к источнику преобразуемого напряжения, а выход соединен со входом дифференцирующего элемента вход которого подключен к одновибратору, соединенному с ключевой схемой 2. Однако устройству присущи значительные погрешности. Цель изобретения - повышение точности (определения экстремального значения напряжения). Указанная цель достигается тем, что в определитель экстремумов, содержащий дифференциатор, к выходу которого подключен компаратор, ключ, к выходу которого подключен элемент памяти, и блок управления, подключенный к управляющему входу ключа, введены дополнительный дифференциатор, второй компаратор, сумматор, блок преобразования и модулятор, причем первый вход, сумматора соединен со входом дифференциатора и входом ключа, второй вход 383 соединен с выходом модулятора, соединённого своим первым входом с выходом дифференциатора, выход сумматора чере последовательно включенные дополнител ный дифференциатор и второй компаратор подключен к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом компаратора и входом блока преобразования, выход которого подключен ко.второму входу модулятора Блок преобразования выполнен из последовательно включенных источника постоянного напряжения, двух интеграторов и фильтра, причем с выходом бло ка преобразования соединен выход фильтра, а со входом блока преобравования соединены входы управления интеграторов. Блок управления выполнен из инверторов и трех элементов И-НЕ, при чем с выходом блока управления соединен выход первого элемента И-НЕ, вход которого, соединены с выходами двух других элементов И-НЕ, входы одного из которых соединены со входами блока управления непосредственно, а входы другого элемента И-НЕ соединены со входами блока управления через инверторы. На фиг. 1 изображена структурная схема определителя; на фиг. 2 - струк турная схема блока преобразования; на фиг. 3 - структурная схема блока управления. Определитель экстремума состоит из дифференциатора 1, сумматора 2, ключа 3, элемента 4 памяти, дополнительного дифференциатора 5, второго компаратора 6, блока 7 управления, блока 8 преобразования, компаратора 9 и модулятора 10. Выходом определителя Является выход элемента 4 памяти. Блок 8 преобразования состоит из последовательно соединенных источника 11 постоянного напряжения, интегра торов 12 и 13 и фильтра 14. Входы управления интеграторов 12 и 13 соединены параллельно и являются входом блока 8 преобразования, а его выходом является выход фильтра 14. .Блок 7 управления состоит из элементов 15-17 И-НЕ и инверторов 18 и 19, выходом блока 7 управления являет ся выход элемента 15 И-НЕ,входы которого соединены с выходами элементов и 17 И-НЕ.Входы элемента 17 И-НЕ явля ются входами блока 7 управления,а выходы элемента 16 И-НЕ соединены с эти ми входами через.инверторы 18 и 19. Компараторы 6 и 9 работают в режиме сравнения сигнала с нулевым уровнем.В их роли могут быть использованы усилители, работаницие в режиме ограничения и имеющие большой коэффициент усиления. Модулятор 10 выполняет операцию умножения входных сигналов. Устройство работает следующим образом. Из входного сигнала устройства, продифференцированного дифференциатором 1, компаратор 9 формирует импульсы напряжения, когда сигнал на его входе имеет определенную полярность. Передними фронтами этих импульсов устанавливаются в начальное состояние интеграторы 12 и 13. На вход интегратора 12 подается постоянное напряжение U,j. Фильтр 14 выделяет постоянную составляющую напряжения на выходе интегратора 13, прямо пропорциональную усредненному значению величины периодов повторения сигналов на выходе основйого дифференциатора 1. Модулятор 10 формирует на выходе напряжение UJQ, прямо пропорциональное произведению от входного сигнала на усредненное значение,периода повторения сигналов на выходе основного дифференциатора 1. В результате на выходе сумматора 2 формируется сигнал, опережающий по фазе сигнал на входе устройства. Выходной сигнал сумматора 2 дифференцируется дополнительным дифференциатором 5. На выходе компаратора 6 формируются импульсы напряжения, когда сигнал на его входе имеетопределенную полярность. Блок 7 управления формирует на своем выходе импульсы напряжения Uy, когда сигналы на- выходах компараторов 6 и 9 различны по своей величине. Импульчи U открывают ключ 3, при этом на элвмент 4 памяти подается входной сигнал устройства. Импульс U начинается до экстремального значения сигнала и оканчивается в момент достижения входным сигналом экстремального значения . Таким образом, в элементе 4 памяти запоминается экстремальное значение. Положительный эффект заключается в повышении точности, достигаемой за счет того, что элемент памяти (Включается незадолго до момента экст.ремума и отключается от входного сигнала в момент экстремума. При этом конечное значение напряжения, запомненное элементом памяти, равно экстремуму. В известных устройствах включение элемента памяти производится в момен экстремума, а отключение их от входного сигнала - через некоторый проме жуток времени после него. При этом конечное значение напряжения, запомненное элементом памяти, отличается от экстремального. Изобретение одновременно позволяет расширить частотный диапазон измерения, так как дпительность импуль са, в течение которого элемент памят подключен к входному сигналу, адаптир вана к исследуемому сигналу. Формула изобретения 1. Определитель- экстремумов, содержащий дифг1)еренциатор, к выходу которого подключен компаратор, ключ, к йыходу которого подключен элемент памяти, и блок управления, подключенный к управляющему входу ключа, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительный дифференциатор, второй компаратор, сумматор, блокпреобразования и модулятор, причем первый вход сумматора соединен со вхо дом дифференциатора и входом ключа, второй вход соединен с выходом модулятора, соединенного своим первым вхо дом с выходом дифференциатора, выход 7 . 4 сумматора через последовательно включенные дополнительный дифференциатор и второй компаратор подключен к первому входу блока управления, второй вкод которого соединен с выходом компаратора и входом блока преобразования, выход которого подключен ко второму входу модулятора, 2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок преобразования выполнен из последовательно включенных источника постоянного напряжения, двух интеграторов и фильтра, причем с выходом блока преобразования соединен выход фильтра, а со входом блока преобразования соединены входы управления интеграторов. 3, Устройство по п. I, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления выполнен из двух инверторов и трех элементов И-НЕ, причем с выходом блока управления соединен выход первого элемента И-НЕ, входы которого соединены с выходами двух других элементов И-НЕ, входы одного из которых соединены со входами блока управления, непосредственно, а входы другого элеента И-НЕ соединены со входами блока правления через инверторы. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Нётретбенко К.А. Компенсационые схемы амплитудных вольтметров указателей экстремума. М., Энер1967, с. 14-51. 2.Авторское свидетельство СССР 368550, кл. G 01 R 19/22, 1970.

фщЗ