Устройство для измерения амплитуды синусоидального напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее подключенные к входной шине компаратор и квантователь. счетчики, счетный вход первого из которых непосредственно, а второго через удвоитель частоты подключены к выходу генератора импульсов, и узел сравнения кодов, входы которого соединены с выходами счетчиков, а выход - с управлякжцим входом квантователя , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, в него введены источник опорного напряжения : выходом подключенный к опорному входу компрратора , и распределитель импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора , а выходы подключены к управляющим входам счетчиков. 9 (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) Я till

SrSOC 01 К 19 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l 0Mkp

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ (21) 3391663/18-21 (22) 24.05.82 (46) 30.09.83. Бюл. 9 36 (72) (0.A.Ìàõìóäîâ и A.М.Елисеенко (71) Институт кибернетики АН Азербайджанской ССР (53) 621.374(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 181731, кл. 4 01 К 19/04, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 181520, кл. Cj 01 К 19/04, опублик, 15.02.80 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

АМПЛИТУДЬ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержашее подключенные к входной шине компаратор и квантователь, счетчики, счетный нход первого из которых непосредственно, а второго через удвоитель частоты подключены к выходу генератора импульсов, и узел сравнения кодов, нходы которого соедицены с выходами счетчиков, а ныход — с управлякщим входом квантователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью понышения надежности и расширения функциональных нозможностей, в него введены источник опорного напряжения выходом подключенный к опорному входу компфратора, и распределитель импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора, а выходы подключены к управляющим входам счетчиков. 3

1045142

Изобретение относится к цифровой измерительной технике.

Известно устройство для измерения амплитуды синусаидального напряжения низких и инфракрасных частот, содержащее нуль-орган, электронный ключ, вольтметр, генератор импульсов образцовой частоты и реверсивный счетчик (1) .

Недостатками данного устройства являются низкая надежность, связанная с большим количеством разрядов реверсивного счетчика (при измерении амплитуды синусоидального нап. ряжения низкой и инфранизкой частотдля определения момента максимума I5 требуется измерение длительности полупериода), и отсутствие возможности измерения амплитуды синусоидадьного напряжения,, у которого имеется постоянная составляющая. 20

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения пикового значения синусоидального напряжения, содержащее компаратор и квантователь, на вход которых 25 одновременно подается измеряемое синусоидальное напряжение. Компаратор управ ля ет двумя счетчиками, на счетные входы которых подается выходной сигнал с генератора . импульсов, З0 причем счетные входы одного иэ счетчиков соединены с. выходом генератора чере з удвоитель частоты . Выходы обоих счетчиков подключены к входам узла сравнения кодов, управ.ляющего квантователем. Последний осуществляет квантование по уров-. ню измеряемого сигнала в момент, когда количества импульсов, отсчитанных абоими. счетчиками, будут равны, т.е. в момент, соответствующий появлению максимума синусаидального напряжения (2J .

Недостатками данного устройства являются низкая надежность, связанная с большим количеством разрядов счетчиков при измерении амплитуды синусоидального напряжения низкой и инфраниэкой частот, и отсутствие возможности измерения амплитуды синусоидального напряжения, 50 у которого имеется постоянная составляющаяя.

11ель изобретения — повышение надежности устройства и расширение функциональных возможностей путем 55 измерения амплитуды синусоидального напряжения, имеющего постоянную составляющую.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения gp . амплитуды синусоидальногo напряжения, содержащее подключенные к входной шине компаратор и квантователь, счетчики, счетный вход первого из которых непосредственно, а второго через удвоитель частоты подключены к выходу генератора импульсов, и узел сравнения кодов, входы которого соединены с выходами счетчиков, а выход — с управляющим входом квантователя, введены источник опорного . напряжения, выходом подключенный к опорному входу кампаратора, и распределитель импульсов, вход которого соединЕн с выходом компаратора, а выходы подключены к управляющим входам счетчиков.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма его работы.

Устройство содержит соединенные последовательно компаратор 1 и распределитель 2 импульсов, к выходам которого подключены управляющие входы счетчиков 3 и 4, генератбр 5 импульсов, удвоитель б частоты, узел 7 сравнения кодов, квантователь 8 и регулируемый источник 9 опорного напряжения. Выход генератора 5 соединен са счетным входом счетчика 3 непосредственна,à со счетным входом счетчика 4 через удвоитель частоты, выходы счетчиков соединены с входами узла сравнения кодов, выход которого подключен к управляющему входу квантователя, информационный вход которого соединен с одним из входов компаратора, другим входом соединенного с выходом источника 9„ и подключен к входной шине, выход квантователя подключен к выходной шине.

Устройство работает следующим образом;

Измеряемое напряжение 0» подается на входы компаратора 1 и квантова.теля 8. При превышении входным напряжением некоторого напряжения

Ц1 устанавливаемого при помощи регулируемого источника 9 опорного напряжения, на выходе компаратора

1 устанавливается напряжение U> высокого уровня. Высокий уровень Ug сохраняется до тех пор, пока входное напряжение остается больше U, а затем вновь переключается на низкий уровень. Таким образом, на выходе компаратора в каждом периоде измеряемого напряжения появляется один импульс высокого уровня напряжения такой длительности, в течение которой измеряемое напряжение превышает пороговое напряжение Ц . Эти импульсы поступают на вход распределителя

2 импульсов, который распределяет их следующим образом: каждый нечетный импульс напряжения Ц3 поступает на управляющий вход суммирующего счетчика 3, а каждый четный импульс напряжения U4 — на управляющий вход счетчика 4. Поэтому в нечетных пери

1045142 одах входного напряжения 0» во время действия напряжения 0 импульсы образцовой частоты с генератора

5 подсчитываются счетчиком 3, а в четных периодах во время действия напряжения 04 счетчиком 4 подсчитываются импульсы, поступающие с генератора 5 через удвоитель б частоты.

Квантователь 8 осуществляет квантование по уровню входного напряжения в его четные периоды в момент, когда количества импульсов, отсчитанных обоими счетчиками, будут равны.

Поскольку на счетчик 4 поступают импульсы удвоенной частоты, то этот момент соответствует середине отрезка времени, в течение которого измеряемое напряжение V» больше порогового 0 . Исходя из симметричности синусоидального напряжения относительно середины упомянутого отрезка времени следует, что в этот момент времени, определяемый при помощи узла 7 сравнения, напряжение V» достигает своего максимального значения.

Если измеряемое напряжение 0» не содержит IIocTQHHHUA составляющей, то на выходе квантователя 8 появляется значение амплитуды синусоидального напряжения, если,же постоянная составляющая присутствует, то на выходе квантователя получим суммарное значение постоянной составляющей и амплитуды синусоидального напряжения.

При изменении частоты входного .сигнала следует соответствующим образом изменить пороговый уровень напряжения U1 с выхода регулируемого источника опорного напряжения

9, например, при уменьшении частоты входного сигнала напряжение V должно быть увеличено так, чтобы длительность импульсов на управляющих входах счетчиков 3 и 4 не изменилась.

Необходимый уровень напряжения Uq может быть установлен в зависимости от старшего разряда счетчика 4 (поскольку он подсчитывает удвоенную частоту) следующим образом.

Если. напряжение на выходе этого разряда постоянно остается низким, 15 то время измерения мало и точность будет недостаточной, поэтому уровень опорного напряжения UI необходимо снизить. Если же на выходе старшего разряда напряжение перекшочается

2р сначала в высокий, а затем в низкий уровень, то время измерения велико, происходит переполнение счетчика, что недопустимо. В этом случае уровень напряжения V нужно повысить.

Предлагаемое устройство имеет вовможность измерять напряжение, у которого присутствует постоянная составляющая.

Кроме того, использование опорного напряжения, отличного от нулевого, позволяет сократить разрядность счетчиков, т.е. сократить элементный состав устройства:и, следовательно, повысить его надежность.

1045142

Составитель Л. Дарьина

Редактор Ю.Ковач Техред A. Ач Корректор А.Повх

Заказ 7 54 5/4 6 Тираж 71 0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4