Способ аналого-цифрового преобразования с двойным интегрированием

 

Предлагаемое изобретения относится к измерительной технике и может быть использовано для создания цифровых функциональных преобразований частотных датчиков электрических и неэлектрических величин, Цель изобретения - расширение области применения способа на преобразование периода синусоидальных колебаний. Цель достигается тем, что в первом такте интегрируется постоянное входное напряжение UBX с тактовой частотой fx измеряемого периода колебаний Тх, а опорное напряжение интегрируется во втором также с тактовой частотой. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (51)5 Н 03 М 1 /50 (21 (2 (4 (7 те ен (7 ко (5

Л. н и с з о р ч с с и н е

1 т

Г СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ДОМСТВО СССР (Г СПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .Ф

4875507/24

29.08,90

) 30.08.93. Бюл, ¹ 32

) Днепропетровский научно-исследоваьский институт технологии машиностроя

) В.И.Негода, Я.Н.Фроликов и ¹B.Волоская

) Ермолов P.Ñ, Цифровые частотомеры.

Энергия, 1973, с. 23-26.

Гутликов В,С. Интегральная электронив измерител ьн ы х устройствах. Л.: Э нертомиэдат, 1988, с. 251 — 253, Изобретение относится к измерительтехнике и может быть использовано для дания цифровых функциональных преазователей частотных датчиков электриких и неэлектрических величин.

Цель изобретения — расширение облаприменения способа на преобразовапериода синусоидальных колебаний.

Цель достигается тем, что в первом такинтегрируется постоянное входное наяжение U » с тактовой частотой fx, меряемого периода колебаний Т», а опоре напряжение интегрируется во втором кте с тактовой частотой fp.

Исходя из условия баланса напряжения выходе интегратора получим характериику преобразования:

Т1 Т2

U — — Uon — = 0 ох

7 одставляя Т1 = N1 Т,, T2 = й/fp и решая носительно N получим (54) СПОСОБ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ С ДВОЙНЫМ ИНТЕГРИРОВАНИЕМ (57) Предлагаемое изобретения относится к измерительной технике и может быть использовано для создания цифровых функциональных преобразований частотных датчиков электрических и неэлектрических величин, Цель изобретения — расширение области применения способа на преобразование периода синусоидальных колебаний.

Цель достигается тем, что в первом такте интегрируется постоянное входное напряжение U>» с тактовой частотой 1» измеряемого периода колебаний Т», а опорное напряжение интегрируется во втором также с тактовой частотой. 2 ил.

N = U N1 fo T»

Usx (- on

Как видно характеристика преобразования периода синусоидальных колебаний Т» линейна. Ее стабильность определяется стабильностью постоянных величин 0 ». Ооп.

fo, то есть все метрологические достоинства аналого-цифрового преобразования с двухтактным интегрированием присущи и для предлагаемого способа преобразования периода Т,.

На фигуре 2 изображена блок-схема устройства, реализующая предлагаемый способ преобразования периода колебаний.

Устройство, реализующее предлагаемый способ содержит генератор 1 сигнала с опорной частотой fp, частотный датчик 2— генератор сигнала с частотой f», соединенные с коммутатовром 3, подключающем попеременно эти сигналы к первому входу

1837393 аналого-цифрового преобразователя (АЦП 5 (вход тактовой частоты), второй и третий входы АЦП 5 подключены к источникам 4 и

6 входного и опорного напряжений соответственно. Выход АЦП 5 соединен с индикатором 7.

Устройство работает следующим образом, В первом такте на первый вход АЦП 5 через коммутатор поступает сигнал с частотой fx от частотного датчика 2. После отсчета в АЦП определенного постоянного числа периодов им вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на коммутатор 3, Коммутатор отключает от первого входа АЦП сигнал частотного датчика 2 и подключает к этому входу сигнал опорного генератора, С этого момента в АЦП происходит процесс интегрирования опорного напряжения, что является содержанием второго такта. По окончании второго такта индицируется показание на индикаторе 7 (третий такт). После отсчета в АЦП определенного числа периодоа, определяющего длительность третьего такта, вырабатывается управляющий сигнал, поступающий на коммутатор 3.

Коммутатор снова подключает к первому входу АЦП 5 сигнал частотного датчика и начинается повторение первого такта следующего цикла измерения, Использование сигнала частотного датчика 1, в качестве тактовой частоты, задающей длительность первого такта интегрирования, длительность которого в данном случае становится переменной, отличает заявляемое техническое решение от прототипа и обуславливает его соответствие критерию "Новизна".

В области цифровой измерительной техники с частотными датчиками, основанной на способах уравновешивания интегрального значения измеряемой величины (31, технических решений в которых бы преобразуемый период Т> синусоидальных колебаний с частотой fx использовался для задания длительности первого такта интегрирования входного постоянного напряжения не обнарудено. Это свидетельствует, что предложенное техническое решение соответствует критерию

"Существенные отличия".

Наличие в формуле аналоговых непрерывных напряжений Uon u Uex дает возможность изменять функцию преобразования N

= p(Tx) без погрешности дискретности более простым и гибким способом, например, путем регулировки напряжений Usx u Uon.

Способ осуществлен на базе общеизвестных аналого-цифровых преобразователей

50 ния, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем формирования кода, пропорционального периоду синусоидальных колебаний после формирования кода, пропорционального входному постоянному напряжению, осуществляют интегрирование входного постоянного напряжения в течение и периодов синусоидальных колебаний с последующим интегрированием опорного напряжения лоотивоположной входному постоянному напряжению полярности до момента равенства интеграла опорного напряжения заданному напряжению, одновременно с интегрированием опорного напряжения осуществляют формирование выходного кода, пропорционального периоду синусоидальных колебаний, путем подсчета числа импульсов тактовой частоты за интервал времени, равный интервалу времени интегрирования опорного напряжения. с двухтактным интегрированием, например, интегрального АЦП серии КР572ПВ2 в режиме подачи на вывод 40 тактовых импульсов частоты fo от внешнего генератора.

Отключение внешнего генератора и подключение к выводу 40 тактовых импульсов с частотой fx во время первого такта интегрирования постоянного напряжения на входе

АЦП (вывод 30) производится с помощью внутреннего ключа АЦП (вывод 34).

Предлагаемое решение позволяет реализовать универсальный преобразователь напряжение-код. период-код на базе стандартного АЦП в интегральном. исполнении, а также создавать прецизионные, легко перестраиваемые многофункциональные цифровые преобразователи частотных сигналов, изменение функций преобразования которых осуществляется без погрешно20 сти дискретности простой регулировкой напряжений.

Формула изобретения

Способ аналого-цифрового преобразования с двойным интегрированием, заключающий в том, что осуществляют в течение заданного интервала времени интегрирование входного постоянного напряжения с последующим интегрированием опорного напряжения противоположной входному

30 постоянному напряжению полярности до момента равенства интеграла опорного напряжения заданному напряжению, одновременно с интегрированием опорного напряжения осуществляют формирование

35 выходного кода, пропорционального входному постоянному напряжению, путем подсчета числа импульсов тактовой частоты за интервал времени, равный интервалу времени интегрирования опорного напряже1837393

Составитель В.Негода

Техред M. Ìîðãåíòàë

Корректор M.Êóëü

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2871 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва Ж-35 Ра Шская наб. 4 5