Устройство для определения средних значений сигналов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности определения средних значений сигналов. Устр-во содержит ключи 1-4, резисторы 5 и 6, конденсатор-8, операционный усилитель 10, зарядно-разрядные цепи (ЗРЦ) 11 и 12, блок 13 управления и масштабный усилитель 14. Повьпление точности измерения средних значений исследуемого сигнала в данном устр-ве обусловлено отсутствием в нем интегратора времени и делителя, а следовательно , и отсутствием погрешности преобразования временного интервала в аналоговую величину и погрешности, деления аналоговых величин. Устр-во по П.1.ф-лы отличается введением ЗРЦ 11 и. 12 и масштабного усилителя 14. Устр-во по п.2 ф-лы отличается выполнением ЗРЦ П и 12, каядая из которых состоит из резистора 7 и конденсатора 9. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 03 Н 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

it) )

Сина

Выла

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3492230/24-09 (22) 22.09.82 (46) 07.02.89. Вюл. Р 5 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) В.А.Медников и А.Н.,Порынов (53) 621.372.543(088.8) (56) Справочник по нелинейным схемам, /Под ред. Д,111ейнголда. М.: Мир, 1977, с. 116-117, рис. 2.3.12. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение точности определения средних значений сигналов, Устр-во содержит ключи 1 — 4, резисторы 5 и 6, „„SU 1457145 А1 конденсатор- 8, операционный чсилитель 10, зарядно-разрядные цепи (ЗРЦ)

11 и 1?, блок 13 управления и масштабный усилитель 14. Повышение точности измерения средних значений исследуемого сигнала в данном устр-ве обусловлено отсутствием в нем интегратора времени и делителя, а следовательно, и отсутствием погрешности преобразования временного интервала в аналоговую величину и погрешности. деления аналоговых величин. Устр-во по п.1 ф-лы отличается введением

ЗРЦ 11 и 12 и масштабного усилителя

14. Устр-во по п.2 ф-лы отличается выполнением ЗРЦ 11 и 12, каждая из

CJ которых состоит из резистора 7 и конденсатора 9. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1457145

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах технической диагностики. 5

Цель изобретения — увеличение точности определения средних значений сигналов.

На фиг. I представлена принципиальная электрическая схема устройства 10 для определения средних значений сигналов; на фиг.2 — временные диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Устройство для определения средних значений сигналов содержит первый, второй, третий и четвертый ключи I

4, первый, второй и третий резисторы

5 — 7, первый и второй конденсаторы

8 и 9, операционный усилитель 10,первую и вторую зарядно-разрядные цепи

I1 и 12, блок 13 управления и масштабный усилитель 14.

Устройство работает следующим образомм.

В исходном состоянии на входе !!Синхронизация" устройства присутствует нулевой уровень напряжения, а ин входе "Сброс" — напряжение уровня логической единицы. При этом на выходах блока 13 управления установлены напряжения нулевого уровня и второй ключ 2 находится в нейтральном положении, при котором его выход не скоммутирован ни с одним из его входов. Первый ключ 1 замкнут, первый 35 конденсатор 8 разряжен и напряжение на выходе устройства равно нулю, В момент времени t „ напряжение на входе "Сброс" изменяется с логической единицы на логический ноль. 40

При этом ключ 1 размыкается, В момент времени,, на вход "Синхронизации" подается управляющий импульс (фиг.2в), который поступает на первый вход блока 13 управления, 45 на первый управляющий вход ключа 2 и управляющие входы ключей 3 и 4. В течение времени действия управляющего импульса длительностью Т = t > = ключ 2 в момент времени „50 переключается иэ нейтрального положения в первое рабочее положение, при котором выход ключа 2 замыкается с его первым входом, а ключи 3 и 4 замыкаются, подключая входы зарядно-разрядных цепей 11 и 12 и их конденсаторы 9 к выходу операцИонного усилителя 10. Напряжение на конденсаторе 9 второй эарядно-разрядной цепи 12 определяется величиной выходного напряжения операционного усилителя 10 и коэффициентом передачи M масштабного усилителя ) 4, При этом с момента времени t, входной сигнал V (фиг.2а) поступает через резистор 5 и ключ 2 на инвертирующий вход операционного усилителя 10, выходное напряжение которого изменяется согласно выражению

$ !Ф

1:

V 1

V at

R C ! Ф!

1 — — — V at, (1) It s,));

) ехр

r !

" \

V!

Т н

) ехр

R зС

1 ехр

Р С

3 1 (t — <. ) т

Н9 (t. — !. ) где R, — величина сопротивления первого резистора;

С, — величина емкости первого конденсатора 8;

Т вЂ” время, отсчитанное от момента времени,.

По окончании чправляющего импульса на входе "Синхронизация" в момент

t z ключ 2 переключается в нейтральное положение, а .ключи 3 и 4 размыкаются. При этом напряжение на выходе операционного усилителя )0 описывается выражением (1) и остается неизменным (фиг.2д), как и напряжение на конденсаторах 9 зарядно-разрядных цепей 11 и 1?, равное V „= V,; V

hPT

Через время " д блок 13 управления формирует на выходе импульс напряжения логической единицы длительностью К.Т =, —, g (где К масштабный коэффициент, который выбирается из условия быстродействия устройства), который поступает на второй управляющий вход ключа 2 и переключает его с момента времени t > из нейтрального во второе рабочее положение (фиг.?г).

Конденсаторы 8 и 9, подключенные чЕрез соответствующие резисторы 6 и

7 к входу операционного усилителя

10, разряжаются по экспоненциальным законам, причем токи в их цепях (фиг.2е) описываются выражениями

14 7145 где " Б„ — величины сопротивлений резисторов 6 и 7;

С 1 С вЂ” величины емкостей конденсаторов 8 и Ч.

Токи т, т 1 T 3 поступая на вход операционного усилителя 10, суммируются и напряжение на выходе операционного усилителя 10, равное напряжению на конденсаторе 8, изменяется 0 с момента времени t 3 от, при t = — Bo 3 акону

1 и =v ----1(1.,+1,+т)ас=

С1

t — - t3) (: + - В,С1 — — ехр

11

+ — -- ехр

В (t3 ) + 20

25 аппроксимирующему гиперболическую

V, функцию I J = Ы вЂ” — - где a — мас1 t штабный множитель.

При этом параметры элементов выбирают таким образом, чтобы выражение

30 (2) описывало гиперболическую зависимость с минимальной погрешностью.Тогда величина напряжения П 1 на выходе устройства для определения средних значений сигналов в момент времени окончания импульса пропорциональ 5 на среднему значению входного сигнала за время усреднения Т и отличается от среднего значения Аункции

1 т ср — ) sdt с погрешностью, опреде- 40 ляемой погрешностью аппроксимации.

При необходимости выделить среднее значение сигнала за другое время усреднения или провести новый цикл усреднения входного сигнала в другом

45 интервале времени производится. сброс напряжения на конденсаторе 8, что реализуется путем подачи на шину сброса (вход "Сброс" ) импульса напряжения уровня логической единицы в момент времени t „ (Фиг.2б),который замыкает ключ 1 на время своего действия, При этом напряжение на конден саторе 8 и на выходе устройства для определения средних значений сигналов падает до нуля, т.е. вводятся начальные нулевые условия для определения среднего значения другого сигнала, Повышение точности измерения сред них значений исследуемого сигнала в предлагаемом устройстве обусловлено отсутствием в нем интегратора времени и делителя, а следовательно, и отсутствием погрешности преобразования временного интервала в аналоговую величину и отсутствием погрешности деления аналоговых величин.

Формула изобретения

Устройство для определения средних значений сигналов, содержащее операционный усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, парраллельно которому подключен первый ключ, между входом устройства для определения средних значений сигналов и инвертирующим входом оп е р ацио нного усилителя включены п о следовательно соединенные первьп1 резистор и второй ключ, а также последовательно соединенные второй резистор и третий ключ, четвертый ключ, блок управления, входы и выходы которого соединены с соответствующими входами управления первого, третьего и четвертого ключей, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения точности, введены масштабньп усилитель и две зарядно-разрядных цепи, входы которых подключены к вто-. рым выводам третьего и четвертого ключей, первый вывод четвертого ключа через масштабный усилитель подключен к первому выводу третьего ключа, выходу операционного усилителя и является выходом устройства для определения средних значений сигналов, причем к третьему нормально разомкнутому выводу второго ключа подключены первый вывод второго резистора и выходы первой и второй зарядно-разрядных цепей.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что зарядноразрядные цепи выполнены в виде последовательно соединенных третьего резистора и второго конденсатора, первые выводы которых являются входом зарядно-разрядной цепи, выходом которой является второй вывод третье— го резистора, а второй вывод второго конденсатора соединен с общей шиной, 1457145

Редактор А.Ворович

Корректор Н.Король

Заказ 7493/57 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ у;ы

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

Производственно-полиграфическое предприятие,.г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ц

44

ЩИ 2

Составитель О.Медведев

Техред М. Дидык

Устройство для определения средних значений сигналов Устройство для определения средних значений сигналов Устройство для определения средних значений сигналов Устройство для определения средних значений сигналов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике и м.б

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в селективных радиоэлектронных устройствах, в том числе микроэлектронных

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в микроэлектронных селективных узлах радиоэлектронных устройств

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аналоговых селективных узлах, выполненных в микроэлектронном исполнении

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в конкретных системах радиолокации и радионавигации

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в качестве преселектора профессионального радиоприемного устройства. Технический результат заключается в повышении избирательности и обеспечении возможности перестройки фильтра по частоте. Полосовой перестраиваемый ARC-фильтр содержит первый конденсатор, подключенный к входной потенциальной клемме устройства, второй конденсатор, подключенный к выходной потенциальной клемме устройства, и два идентичных по структуре обобщенных конвертора сопротивлений, каждый из которых содержит первый и второй операционные усилители, первый, второй и третий резисторы и третий конденсатор, вторые выводы первого и второго конденсаторов соединены с общей шиной, также в устройство дополнительно введены четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый конденсаторы и два электронных потенциометра. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при создании перестраиваемых полосовых фильтров и селективных четырехполюсников с высокой добротностью. Технический результат заключается в расширении полосы перестройки при сохранении высокой добротности фильтра во всем диапазоне перестройки. В способе используют электрическую цепь, в которой входной радиосигнал, подлежащий фильтрации, преобразуют с помощью гетеродина в первом смесителе в сигнал промежуточной частоты, который затем пропускают через активный селективный четырехполюсник, а затем преобразуют в радиосигнал первоначальной частоты с помощью гетеродина во втором смесителе. 1 ил.
Наверх