Стохастический сумморазностный ваттметр Советский патент 1982 года по МПК G01R21/00 

(5) СТОХАСТИЧЕСКИЙ СУММОРАЗНОСТНЫЙ ВАТТМЕТР

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в одноканальных цифровых ваттметрах активной мощности для измерения в цепях с сигналом произвольной формы. Известно устройство для измерения мощности, содержащее преобразователи напряжение-код и код-напряжение, ключи, дешифратор, блок изменения ,чувствительности1| делитель напряжения и индикатор С1. Однако устройство характеризуется низкой точностью. Известно также устройство для измерения мощности, содержащее преобра зователи тока и напряжения, сумматор счетчик, блок цифрового отсчета, генератор тактовых импульсов и блок формиров.ания кодов Г2. Недостатком устройства является узкий частотный диапазон. Цель изобретения - расширение час тотного диапазона. Поставленная цель достигается тем, что в стохастический сумморазностный ваттметр, -содержащий преобразователи тока и напряжения, сумматор, счетчик, блок цифрового отсчета, генератор тактовых импульсов, генератор м-последовательности, введены две цепочки с последовательно включенными аналоговым сумматором и спаренным компаратором, а также реверсивный счетчик, преобразователь код-аналог, инвертор кодов, суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика подключены к выходам спаренных компараторов, стробирующие входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов и с входами генератора м-последовательности и счетчика, выходы которых через последовательно включенные сумматор и инвертор кодов подключены к входу преобразователя код-аналог, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, а инверсный выход с первыми входами третьего и четвертого компараторов, вторые входы первого и третьего компараторов подключены к выходу первого аналогового сумматора, вторые входы второго и четвертого компараторов соединены с выходом второго аналогового сумматора, первый вход которого соединен с первым входом первого аналогового сумматора и с выходом преобразователя напряжения, вторые входы аналоговых сумматоров соединен1|1 с выходами преобразователя тока., вход управления реверсивного счетчика соединен с выходом переноса счетчика, а выход - с блоком цифрового отсчета, другой выход сумматора соединен с другим входом инвертора кодов. На чертеже представлена схема сто рХастического сумморазностного ваттметра. Стохастический сумморазностный ваттметр содержит две цепочки, каж-, дая из которых включает в себя анало говый сумматор 1 и спаренный компаратор 2, а также реверсивный счетчик 3 генерагоц Ц тактовых импульсов, генератор 5 м-последовательности, счетчик 6, сумматор 7 инвертор кодов, преобразователь 9 код-аналог, блок 10 цифрового отсчета, преобразователь 11 напряжения и преобразователь 12 тока. Устройство работает следующим обра зом. Входные преобразователи напряжени и тока 11 и 12 преобразуют входные сигналы напряжения U и тока i в нормированные напряжения, которые в ана логовом сумматоре 1 первого канала суммируются, а в аналоговом сумматоре 1 второго канала вычитаются. На выходе, аналогового сумматора I перво го канала имеется сумма входных сигналов X Uf, +Uf, а на выходе аналог вого сумматора 1 второго канала их разность Y Un- U. Спаренными ком параторами 2 сигналы X Ufi Y Uf,- U сравниваются с Линейно ра пределенным псевдослучайным сигналом tf. Если 1X1 If I , то на выходе спаренного компаратора 2 под воздействием стробирующего импульса генератора тактовых импульсов появляется импульс, который увеличивает на единицу содержимое реверсивного счет чика 3. Аналогично, если I У I If I , т содержимое реверсивного счетчика 3 уменьшается на единицу. Генератор 5 97 4 м-последовательности, счетчик 6, сумматор 7 и инвертор 8 кодов предна-значены для получения линейно распределенных псевдослучайных чисел, которые преобразователем 9 код-аналог преобразуются в аналоговую форму. Подвоздействием очередного тактового импульса генератора k тактовых импульсов, на выходе инвертора 8 кодов появляется очередное линейно распределенное псевдослучайное число, которое в аналоговой форме сравнивается спаренными компараторами 2 с сигналами X, У по абсолютному значению. Результаты сравнения интегрируются в реверсивном счетчике 3 содержимое которого по сигналу переполнения счётчика 6 переписывается в блок 10 цифрового отсчета. Одновременно в реверсивном счетчике 3 устанавливаются начальные условия, например все нули. В результате сравнения сигналов X Un и,- и У и „ - и,- с линейно распределенной псевдослучайной величиной ±f по абсолютному значению на выходе спаренных компараторов 2 имеем оценки квадрата, преобразуемого сигнала, т.е. оценки (,-)и (UP - и,-). В реверсивном счетчике 3 происходит вычитание оценок. Поэтому содержимое этого счетчика равно Уц - Ui, т.е. равно оценке мощности преобразуемых сигналов. За счет минимизации операций обработки аналоговых сигналов и осуществления двухуровневого стохастического квантования удается значительно расширить полосу преобразуемых сигналов, что особенно важно при измерении в цепях с сильно искаженными сигналами. Формула изобретения Стохастический сумморазностный ваттметр, содержащий преобразователи тока и напряжения, сумматор, счетчик, блок цифрового отсчета, генератор тактовых импульсов, генератор м-последовательности, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введены две цепочки с посл едовательно включенными аналоговым сумматором и спаренным компаратором, а также реверсивный счетчик, преобразователь код-аналог, инвертор кодов, суммирующии и вычитающий входы реверсивного счетчика подключены к выходам спаренных компараторов, стробирующие входы, которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов и с входами генератора м-последовательности и счетчика, выходы которых через последовательно включенные сумматор и инвертор кодов подклочены к входу преобразователя код-аналог, выход которого соединен с первыми входами первого и второго компараторов, а инверсный выход - с первыми входами третьего и четвертого компараторов, вторые входы первого и третьего компараторов подключены к выходу первого аналогового сумматора, вторые входы второго и четвертого компараторов соединены с выходом второго аналогового сумматора, первый вход которого соединен с первым входом первого аналогового сумматора и с выходом преобразователя напряжения, вторые входы аналоговых сумматоров соединены с выходами преобразователя тока, вход управления реверсивного счетчика соединен с выходом переноса счетчика, а выход - с блоком цифрового отсчета, другой выход сумматора соединен с другим входом инвертора ходов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 6S3B7k, кл. G 01 R 21/06, 2Q.Qk.77.

2.Авторское свидетельство СССР N661379, кл. G 01 R 21/00, 03.06.77.