Устройство для деления напряжений

 

Союз Советскик

Социалистическии

Республик (П 1, 7 7,":) 3 8 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 31 ° 10.75 (2!) 2187684/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.10.77. Бюллетень №3. (45) Дата опубликования описания! 14.11.77

2 (51) М. 1<л.

Cv OFi 67/101

Государственный квинтет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УЛК681.335 (088.8 ) (72) Лвтор изобретения

Л. Д, И)евченхо (71) Заявитель физико-механический институт АН Украинской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к области аналоговой и вычислительной техники и может быть использовано в электронных измерительных установках, Известны устройства для деления напрея- 5 жений (1), содержашие генератор прямо ° угольных импульсов, ключи, счетчик.

Однако эти устройства не обладают достаточной точностью.

Наиболее близким техническим решением 10 является устройство для деления напряжений 1 2), содержашее,генератор1прямоугольйых импульсов, интегратор, вход которого

I соединен с выходом первого -коммутируюшего ключа, .нуль-орган. 15

Это устройство деления, основанное на принципе получения импульсов напряжения, длительность которых пропорциональна част1 ному от деления меньшего входного напряжения ча большее. 20

В нуль--органе этого устройства происходит сравнение меньшегс входного сигнала с напряжением треугольной формы, амплитуда которого пропорциональна большему входному сигналу, При отклонении уровня срабатыва- 25 нудь-органа от необходимого, которое возникает из-за температурной нестабильности, схемы, получается ошибка измерения.

А также диапазон точных измерений такого ус геройства зависит от чувствительности нуль-органа.

11елью изобретении является повышение точности измерения отношения двух чапряжений и увеличение диапазона измерений.

Это достигается тем, что устройство формирует с некоторым интервалом последовательность импульсов, ) количество которых пропорционально частному от деления мень« шего входного напряжения на большее. Это обеспечивается тем, что устрМство содержит дополнительно счетчик импульсов, второй коммутируюший ключ, делитель|частоты, блок выделения максимума и минимума, входы которого соединены с первым и вторым входами устройства, первый выход соединен с потенциальным входом первого коммутируюшего ключа,. а второй выход Сое динен с выходом второго коммутируюшего rg1Io ча, информационный вход которого соединен с выходом интегратора, выход генератс ра импульсов соединен с управляющим входом второго ком му--прующего ключа непосредственно, а через целитель частоты — с управляющим входом первого коммутирующего ключа„вь ход второго кол»мутирующего ключа соединен с входом счетчика импульсов, а также тем, что блок выделения максимума и минимума содержит генератор пилообразного напряжения, соединенный с первыми входами схем сравнения, выходы схем сравнения подключены к соответствующим входам элементов несовпадения, выходы которых соединены с входами триггера, первый выход триггера соединен с управляющими входами первого и второго ключей, второй выход 5 триггера соедш»ен с управляющил»и входами третьего и четвертого клточей, причем входы первого и третьего ключей соединены с вторым входол» первой схемы сравнения, а входы второго и четвертого ключей соединены с вторыл» входом второй схемы сравнения, выходы первого и четвертого ключей объединены и являются первым выходом блока, выходы второго и третьего ключей объединены и являются вторым выходом блока. 25

На фиг. 1 дана блок-с;хема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — блок-схема блока выделения максимума и минимума.

Устройство состоит из блока выделения максимума и минимума 1, генератора прямо-4> угольных импульсов 2, делителя частоты 3, первого коммутирующего ключа 4, интегратора 5, второго коммутирующего ключа 6 и счетчика, импульсов 7.

Блок выделения максимума и минимума состоит из генератора 8 пилообразного напряжения, схем 9,10 сравнения, элементов несовпадения ll, 12, триггера 13, ключей 14, 15, 16, 17.

Устройство работает следующим обра- 40 зом.

Входные напряжения ».» и Q поступают на соответствующие входы блока выделения максимума и минимума 1, с первого выхода которого снимается большее из вход- 45 ных напряженич, а со второго выхода меньшее входное напряжение. Большее входное напряжение с первого выхода блока 1 подается на потенциальный вход коммутирую- . щего ключа 4. 50

Симметричные импульсы, полученные в результате деления частоты повторения импульсов выходного прямоугольного напряжения генератора 2 делителем частоты 3 с большим коэффициентом деления, управляют 55 коммутирующим ключем 4, в результате

»pro с выхода этого ключа снимается напряжение прямоугольной формы с амплитудой, равной величине большего из входных напряжений. Выходное прямоугольное нацря- жение ключа 4 преобразуется в напряжение треугольной формы интегратором 5, амплитудой, пропорциональной большему вхоцнол»у сигналу. Треутольное напряжение с выхода интегратора поступает на вход коммутирующего ключа 6, который управляется выходными импульсами генератора 2 и по существу является амплитудно- импульсным модулятором: на выходе его последовательность импульсов имеет огибающую треугольной формы, которая снимается с выхода интегратора 5.

Кроме того, ня выход ключа 6 подается со второго выхода блока 1 меньшее входное нвпряжение, являющееся запирающим дпя него.

Поэтому ключ 6 работает как ограничитепь сигнала снизу. В результате такого ограничения с выхода ключа 6 снимаются только те импупьсы, которые превьццают; ровень меньшего входного напряжения.

Связь между выходом ключа 6 и входом счетчика тмпупьсов 7 носит емкостной характер и поэтому на вход этого счетчика постоянное напряжение, запирающее кпюч 6, не поступает, а поступают лишь входные импульсы этого ключа. Количество импульсов, поступающих на вход счетчика 7, будет пропорционапьно частному от депения меньшего входного напряжения на большее.

Блок вьщеления максимума и минимума работает следующим образом.

Напряжение Ц» одновременно поступает на второй вход схемы сравнения 9 и на входы кпючей 14 и 16, а напряжение У подается на второи вход схемы сравнения 10 и на входы ключей 15 и 17, на первые же входы схем сравнения 9 и 10 подается выходное пилообразное напряжение генератора 8.

В результате сравнения пилообразного напряжения с входными сигналами схемы сравнения формируют ил»пульсы напряжения с длительностями, пропорциональными напряжению U на выходе схемы 9 и напряжению У на выходе схемы 10.

Выходные импульсы схемы сравнения 9 поступа.от на первый вход элемента несовпадения 11 и,на второй вход элемента несовпадения 12, а выходные импульсы схемы сравнения 10 - на второй вход элемента несовпадения 11 и на первый вход элемента несовпадения 12.

Элементы несовпадения ll и 12 форл»ируют импульсы с длительностями, равными разности длительностей поступающих на их входы импульсов напряжений лишь в тол» случае, если длительность импульсов на первых входах этих элементов несовпадения больше длительностей импульсов на вторых входах, когда же длительн<.сть импульсов на втором входе какого-либо из элел»ентов не-совпадения больше длительности импульсов

>7 > >ЗЙ чика импульсов; второго коммутирующего ключа; делителя частоты; блока выделения максимума и минимума, состоящего из генератора пилообразного напряжения, двух схем сравнения, двух элементов несовпадения,триггера, четырех ключей и позволяюще» 0 большему из входных напряжений поступать на его первый выход, а меньшему входному напряженшо на второй выход-выгодно отличает предлагаемое устройство для деления напряжений от указанного прототипа, так как уменьшается погрешность, обусловленная отклонением уровня, срабатывании нуль-органа от необходимого из за температурной нестабильности его схемы и повьппается диапазон точных измерений предлагаемого устройства, который ограничивается в указанном прототипе чувствительностью нуль-органа.

Предлагаемое устройство устраняет необходимость разработки ряда устройств, имеющих повышенную точность и большой диапазон измерений.

Зо

Формула изобретения

1. Устройство для деления напряжений, содержащее генератор прямоугольных импульсов, интегратор, вход которого соединен с выходом первого коммутирующего ключа, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, 45 с целью повышения точности, Оно содержит на lte3)Bc>»» Входе, ГО Tet t»Q на ВыхОде этОГО элемента импульсное напряжение Отсутствует.

Е3ь>ход»»ые импульсы элементов несовпадения 11 или 12 подаются на соответствую- 5 щий Вход триггера 1;3, переводя его в такое устойчивое состояние, которое.бы позволило болыиел»у из входных напряжений через ключ

14 или 17 поступить на первый выход блока выделения максимума и минимума, а мень- »0 шему из входных напряжений через ключи

15 или 16 на второй выход этого блока.

Использование новых элементов — счетдш1олни тРнъно счетчик и! »Il) >ttc .)t=, t»! !)рой коммутирукидий кцюч, де>»»»те>»ь чж т> г>,», блок выделения максимума и»«tttttc>»y a, входы которого соединены с первым и Вторым входами устройства, первый выход соединен с потенциальным входом первого к<. мутирующего ключа, а второй выход соединен с выходом второго кол»л»утирующего кпюча, информационный вход которого соединен с выходом интегратор>з, выход генерагс>pa импупьсов соединеи с управляющим входом второго коммутирующего кнюча непосредственно, а через депитепь частоты

«с управляющим входол» первого коммут»»рующего кпюча, выход второго коммутирующего кпюча соединен с входом счетчика импупьсов.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что блок выделения максимума и минимума содержит генератор пилообразного напряжения, соединенный с первыми входами схем сравнения, выходы схем сравнения подключены к соответствующим входам элементов несовпадения, выходы которых соединены с входал»и триггера, первый выход тригг ра соединен с ут равляю»ними входами первого и второго ключей, второй выход триггера соединен с управляющими входами третьего и четвертого ключей, причем входы первого н третьего ключей соединены со вторыл1 входом первой схемы сравнения, а входы второго и четвертого ключей соединены со вторым входом вгорой схемы сравненим, выходы первого и четвертого ключей объединены и являются первым выходом блока, выходы второго и третьего ключей объединены и являются вторым выходом блока.

Источники ин>»»ормации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США N Зб74994» кл. 235-150,52,1972.

2. Р. П ° -П.Жилинскас. "Измерители

Отношения и их применение в радио-измерительной технике", M.. Сов. радио, 1975, с. 69.

Со;трвит» л(ц Снщ цд икова

Редактор Н. Хлудова Техред М, Пупа Корректор М, Дек .-,ик

Дака- 4 о ДОДД Тираж 818 Подписное

ПНИИПИ Государстве iIQ1 0 комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Ра чпская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", г, Ултород, ул, Проектная, 4