Квадратор Советский патент 1982 года по МПК G06G7/20 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для создания измерителей ряда параметров электрических сигналов.

По основному авт.св. № 643907 известен квадратор, содержащий блок интегрирования, нуль-орган, переключатель, источники опорных напряжений, блок задержки, образованный генератором образцовой частоты и селектором периода 1 .

Недостатком известного устройства является невысокая точность.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство Дополнительно содержит триггер с раздельными входами, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа, второй вход - с выходом генератора образцовой частоты, а выход триггера подключен к входу обнуления блока интегрирования.

На фиг.1 изображена блок-схема квадратора,- на фиг.2 - временные работы устройства.

Квадратор содержит блок 1 интегрирования, нуль-орган 2, переключатель 3, источники 4 и 5 опорных на-.

пряжений, блок 6 задержки, состоящий из генератора 7 образцовой частоты и селектора 8 периода, и триггер 9.

На временных диаграммах (фиг.2) изображено: а - входное напряжение квадратора; б - последовательность импульсов на выходе генератора 7 образцовой частоты; в - выходной сигнсш селектора 8 периода; г - форма напря10жения на выходе блока 1 интегрирования ,- д - форма напряжения на выходе переключателя 3; е - сигнал на входе обнуления блока 1 интегрирования.

Квадратор работает следующим об15разом.

В момент времени t линейно убывающее со скоростью ( выходное напряжение блока 1 интегрирования достигает нуля, что приводит к сраба20тыванию нуль-органа 2, а следовательно, и триггера 9 с раздельными входами. Сигналом с последнего выходное напряжение блока 1 интегрирования фиксируется в нуле. В момент времени

25 tij приходит ближайший импульс с выхода генератора 7 образцовой частоты, что приводит к новому срабатыванию триггера 9 с раздельными входами и к началу выделения селектором 8 перио30да образцового интервала времени tg. В результате выходное напряжени.е бл ка 1 интегрирования, которое в твчв ние интервала времени (tj-t) равно нулю, продолжает линейно убывать с той же скоростью. В момент времени tj заканчиваете образцовый интервал времени t,,, равный- целому числу периодов импульсов с выходагенератора 7 образцовой час тоты. В момент времени tj селектор 8 периода через переключатель 3 лодклю чает к входу блока 1 интегрирования опорное напряжение другого знака. В результате выходное напряжение блока 1 интегрирования линейно возрастает V(,Vy I . О скоростью в момент мени t достигает нуля. Вновь срабатывает нуль-орган 2 и триггер 9с ра3делышмивходами, блок 1 интегрирования удерживается в нуле до момен та прихода ближайшего импульса с выхода генератора 7 образцовой частоты момент времени tg). В этот момент вновь срабатывает триггер 9 с раздельными входами, а выходное напряже ние блока 1 интегрирования продолжа:ет линейно возрастать с прежней скоростью до момента времени t - момен та окончания образцового интервала времени, сформированного селектором 8 периода из целого числа периодов импульсов с выхода генератора 7 образцовой частоты. В момент времени 1л селектор 8 периода через переключатель 3 вновь изменяет знак опорног напряжения на входе блока 1 интегри рования. В результате опорное выходное напряжение .последнего линейно убывает и в момент времени ty вновь достигает нуля. Вновь срабатывает ;нуль-орган 2 и триггер 9 с. радельны:ми входами, и цикл работы устройства повторяется в соответствии с описанным. . Процесс преобразования в квадрато ре можно описать соотношениями Vo-Vx)to/r-(V,+V;()(T -to-t32)/f (Ve+Vx)to/i -(V9-V)(T2-to-t5)/r. Решая эти уравнения относительно Т, и Тд, определим т 2Votfl- -(Vo+Vx)t3a. Ч, +Vx т Voto-H(Vo-Vx)taa 2- Ve-V Определяя частоту следования импульсов на выходе квадратора в виде fx -1/Т,+Т, после несложных математических преобразований можно получить следующее выражение функции преобразования данного квадратора , .,2 у -у; «Р Щ 0 1л + ( -V)(t52+t5j) Влияние временных задержек от момента срабатывания нуль-органа 2 до момента прихода ближаАцего импульса с выхода генератора 7 образцовой частоты в данном квадраторе полностью не устраняется. Возникающая при этом погрешность равна (V§-V)(tM-t-t«m) )( fxp-fx п FvfTT f,n TvFt;: rn/ i7 yrtM:+t33j ЦП о о Анализируя выражение (1} можно сделать вывод о том, что максимум погреш ности (2) в зависимости от значений времени задержки имеет NtecTO при t «tjj «tj «max-ti. Тбгда, с учетом сказанного и с учетом равенства (п -, целое число импульсов с выхода генератора 7 образцовой -частоты) выражение (2) кюжно представить в виде v|-vi ,2n+T)-V§ Оценивая максимум последнего выражения в зависимости от п, можно получить выражение (/, т и f3V 2п+| Для известного устройства при тех же условиях получим 1 Tinc«x n + | Сопоставляя выражения (3) и (4) можно сделать однозначный вывод о том, что при данное устройство ПО сравнению с известным имеет вдвое меньшую погрешность. Таким образом, положительный эффект обусловлен техническими особенностями устройства, приведенными выше. Формула изобретения Квадратор по авт.св. 643907, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен триггер с раздельными входами, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа, второй вход - с выходом генератора образцовой частоты, а выход триггера подключен к входу обнуления блока интегрирования. Источники, информсшии, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 643907, кл. G 06 G 7/20, 1977 (прототип) .

,мшшиииш1ш

II

-ЦЗ