Преобразователь действующего значения напряжения в интервал времени Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ

Предлагаемое устройство относится к электроизмерительной и вычислительной технике и может быть исполь- зовано для создания измерительных приборов действующего значения напряжения произвольной формы в широком частотном диапазоне.

Известен преобразователь действующего значения напряжения в интервал времени, состоящий из выпрямителя, устройства сравнения, двух ключей, генератора опорного напряжения, двух логических схем И и управляющего триггера flj.

Однако этот преобразователь имеет низкую точность и ограниченный частотный диапазон.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь действующего значения напряжения в период следования импульсов, структурная схема которого содержит выпрямитель, вход которого связан с источником входного сигнала, а выход - с одним из входов ограничителя и первым входом интегратора, второй вход которого соединен с выходом ограничителя, а третий - с выходом генератора компенсируквдего напряжения, сравнивающее.

устройство, вход которого соединен ,с выходом интегратора, а выход - с входом генератора опорного напряжения, выход последнего подключен к другому входу ограничителя и входу генератора компенсирующего напряженияf2J

В данном преобразователе осуществляется одновременное сравнение непрерывно поступающей информации

10 о входном сигнале с компенсирующим напряжением. Для точного выполнения преобразователя необходимо при изменении амплитуды или формы входного сигнала .(t) изменять соотношение между коэффициентами опорного и компенсирующего напряжений. Поскольку такая операция не предусмотрена в данном преобразователе, то, естественно, возникает сущест20

веннс1Я погрешность преобразования.

Кроме того, наличие на входе вы- прямителя, а также необходимость осуществлять все последующие опе25рации именно над входным напряжением ограничивает частотный диапазон рассматриваемого преобразователя.

Цель изобретения - повышение точности и расширение частотного диапазона преобразователя действукицего

30 значения напряжения в интервал времени . . Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий последовательно соединенные интегратор и первое сравниваквдее устройство, генератор опорного напр ения, введены второе и третье срав нивающие устройства, логический элемент ИЛИ, преобразователь напряжения в ток ключ и устройство управления, причем входная шина подключена к первым входам второго и треть его сравнивающих устройств, вторые входы которых соединены с выходами генератора опорного напряжения, а выходы через логический элемент ИЛИ - с управляющим входом ключа и первым входом устройства управления второй вход которого подключен к вы ходу первого сравнивающего устройст ва, а выход - к управляющему входу генератора опорного напряжения, выход которого через преобразователь напряжения в ток и ключа соединен со входом интегратора. На фиг. 1 показана структурная схема преобразователя, на фиг. 2 временные диаграммы напряжений, поя няющие принцип работы преобразователя , Схема содержит сравнивающие устройства 1 и 2, генератор 3 опорного напряжения, логический элемент 4 ИЛИ преобразователь 5. напряжения в ток, ключ б, устройство 7 управления, интегратор 8, сравнивающее устройство 9, причем выход интегратора 8 со динен со входом сравнивающего устрой ства 9, входная щина подключена к первым входам сравнивающих устройство 1 и 2, вторые входы которых сое динены с выходами генератора 3 опорного напряжения, ,а выходы - через логический элемент 4 ИЛИ с управляющим входом ключа 6 и первым входом устройства 7 управления, второй вход последнего подключен к выходу сравнивающего устройства 9, а выход к управляющему входу генератора 3 опорного напряжения, при этом вход преобразователя 5 напряжения в ток соединен с выходом генератора 3 опор ного напряжения, а выход - через ключ 6 со входом интегратора 8 .. Преобразователь работает следующи образом. Входное напряжение Uj ft nocTynaeT на первые входы сравнивающих устройство 1 и 2. На вторые входы этих сравнивающих устройств подключены положительное линейно изменяющееся напряжение U( t) и отрицательное fUy;,(t). В течение интервалов времени с,-{фиг.2а), выделяемых сравниваю щими устройствами, на интеграторе 8 интегрируется ток ); где К - коэффициент преобразования преобразователя 5 напряжения в ток. Напряжение U «н (фиг.2буна выходе интегратора 8 за интервал времени Т, длительность которого опредёляет;СЯ из условия U ц ( t ) | М Т, |, ГДВ амплитудное значение Ux(t) ci тангенс угла наклона напряжения U.(t), будет равно и ин )- « I и,, (t)V J5igv,ux lt)-u, ,(t)I at, где H 1-K/ big-HtU tt)-UnJ.-t)3H,. .g-nCUicW-UKlt)--. По истечении интервала времени Т. на вход интегратора 4 подается ток i --kUk,;. Напряжение на интеграторе 8 убывает в соответствии с выражением J,)--Uииlт,)-jкU|,(;)dъ Момент времени, соответствующий равенству нулю напряжения наинтеграторе 8, фиксируется сравнивающим устройством 9. Далее весь цикл преобразования повторяется. Отсюда уравнение, характеризующее работу преобразователя .(bu,(t))at--ii uK,wat. Решая это уравнение относительно Т , получаем V-Kv,Vy, где Kj - коэффициент преобразования/ W. - действующее значение входного напряжения. Лз формулы видно, что интервал времени T,j пропорционален действующему значению входного напряжения. Введение новых узлов и связей, а также изменение алгоритма работы позволяет существенно повысить точность преобразования и расширить частотный диапазон преобразователя. Точность преобразования повышается благодаря, во-первых, исключению выпрямителя на входе преобразователя, во-вторых, использованию для получения информации о преобразуемом параметре входного напряжения и для режима компенсации одних и тех же узлов, в третьих, введению разноврелтенного сравнения., что исключает не- . обходимость подстройки опорного напряжения под изменяющееся входное. Расширение частотного диапазона достигается тем, что во всех преобра зованиях, связанных с коммутацией и интегрированием, используется ток величина, позволяющая существенно по высить быстродействие всех узлов пре бразователя. Значение тока в данной схеме можно выбирать исходя только из оптимального режима работы элемен тов конкретной реализации и не привязываясь к диапазону входного напряжения. Кроме того, входное напряжение подвергается только одной операции - сравнению, являющейся минимально возможной по временным затратам. Формула изобретения Преобразователь действующего зна чения напряжения в интервал времени, содержащий последовательно соед ненные интегратор и первое сравнивающее устройство, генератор опорно го напряжения, отличающийс я тем, что, с целью повьлиения точности преобразования,и расширения частотного диапазона, в него введены второе и третье сравнивающие устройства, логический элемент ИЛИ, преобразователь напряжения в ток, ключ и устройство управления, причем входная шина подключена к первым входам второго и третьего сравнивающих устройств, вторые входы которых соединены с выходами генератора опорного напряжения, а выходы через логический элемент ИЛИ - с управляющим входом ключа и первым входом устройства управления, второй вход которого подключен к выходу первого сравнивающего устройства, а выход - к управляющему входу генератора опорного напряжения, выход которого через преобразователь напряжения в тоК и ключ соединен со входом интегратора. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 213971, кл. Н 03 К 13/20, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 534865, кл. Н 03 К 13/20, 1976 ,(прототип).