Квадратор Советский патент 1982 года по МПК G06F7/52 G01R19/02 

(5) КВАДРАТОР

Изобретение относится к электро.измерительной технике и может быть использовано для построения цифровых вольтметров, ваттметров переменного тока, а- также в системах контроля и регулирования напряжения и мощности переменного тока. Известны квадраторы на основе диодных функциональных преобразователе содержащие диоды, резисторы, источни ки опорного напряжения и операционный усилитель р . Недостатком этих квадраторов является низкая точность, обусловленна коненным числом участков аппроксима.ции и нестабильностью пороговых напряжений. Известны также квадраторы, содержащие узел синхронизации, регистр сдвига, три счетчика, ключ, триггер, демодулятор, генератор тактовых импульсов и группу элементов совпадени СП. Выходы тактового генератора подключены к узлу синхронизации, регист ру сдвига, входам элементов СП, ключу и второму счетчику. Выходы регистра сдвига и третьего счетчика через элементы СП соединены со входами первого счетчика. Выход узла синхронизации соединен со входами регистра сдвига и первого счетчика. Выходы первого и второго счетчиков соединены с триггером, а выходы триггера - с демодулятором ,2 . Недостаток этих квадраторов - ограниченный сверху частотный диапазон преобразования. Цель изобретения - повышение точности. Указанная цель достигается тем, что в квадратор, содержащий два счетчика, триггер, ключ и тактовый генератор, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход второго счетчика соединен со . счетным входом. Триггера, прямой выход которого соединен с одним из входов ключа, введены второй ключ, блок сум3;9мирования, два блока вычитания и элемент ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, а входы - с выходами ключей, при этом вторые входы первого и второго ключей соединены соответственно с выходами блоков суммирования и вычитания входы которых соединены попарно и подключены к выходу тактового генератора и к входу квадратора, а первый вход второго ключа соединен с инверсным выходом триггера, причем выход первого счетчика соединен с одним из входов второго блока вычитания, второй вход которого связан с прямым выходом триггера, а выход блока вычитания соединен с выходом квадратот ра. На чертеже показана блок-схема квадратора. Квадратор содержит генератор 1 та товых импульсов, блок 2 суммирования блоки 3 и i вычитания, ключи 5 и 6, элемент ИЛИ 7 счетчики 8 и 9i tpиггер 10. . Квадратор работает,следующим образом. Выходная частота fjt пропорциональ ная мгновенному значению преобразуемого сигнала, поступает на входы бло ка 2 суммирования и блока 3 вычитания, на вторые входы которых поступа ет частота fg с выхода генератора 1 тактоЪых импульсов. BjgoK 2 суммирования и блок 3 вычитания .формируют на своих выходах последовательности импульсов, частоты которых равны (fo+fx) и (ffl-fx) поступающие, соответственно, на входы ключей 5 и 6. В зависимости от состояния три1- гера 10 будет открытключ 5 или 6. Пусть состояние триггера 10 такое при котором OTKpiiiT ключ 5- В этом случае частота () через ключ 5 элемент ИЛИ 7 поступает на вход счетчика 9 емкость которого выбирается равной NO. При переполнении счетчика егоВЫХОДНЫМ импульсом, поступающим на счетный вход триггера 10, последний опрокидывается в другое устой чивое состояние, что приводит к закрыванию ключа 5 и открыванию ключа 6. Частота () через ключ 6 и элемент ИЛИ 7 поступает на вход счетчика 9 который при повторном переполнении возвращает триггер 10 висходное состояние. 6 Длительности импульсов, формируемых на выходе триггера 10, равны соответственно: ,- N6 fe+fx No fo-f; : при этом выражение для частоты выходных импульсов триггера г-кь принимает вид: 2-NJf.- -fl « v+f Последовательность импульсов с частотой f(f3 поступает на один из входов блока Л вычитания, на другой вход которого поступает частота f которая формируется из fp путем деления ее на с помощью счетчика .8, емкость которого выбирается равной 2N(j. При этих условиях выражение для выходной частоты квадратора принимает вид: 2Na fo Таким образом, при соответствующем выборе емкости счетчика No и частоты fo расширяется частотный диапазон квадратора, а точность квадрирования повышается за счет примейения элементов цифровой техники и высокостабильных г-енераторов частоты fо Формула изобретения Квадратор, содержащий два счетчика, триггер, ключ и тактовый генератор, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, причем выход второго счетчика соединен со счетным входом триггера, прямой выход которого соединен с одним из входов ключа, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй ключ, .блок суммирования, два блока вычитаия и элемент ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, а входы - с выходами ключей, при этом вторые входы первого и второго ключей соединены соответствённо с выходами блоков суммирования и вычитания, входы которых соединены попарно и подключены к выходу тактового генератора и к входу квад ратора, а первый вход второго ключа соединен с инверсным выходом тригге ра, причем выход первого счетчика соединен с одним из входов блока в,ы читания, второй вход которого связан с прямым выходом триггера, а вы ход блока вычитания соединен с выхо дом квадратора.

.6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

«О рис.28.