SU818008A1

SU818008A1 - Phase-responsive integrating voltage-to-code converter

Info

Publication number: SU818008A1
Application number: SU792774234A
Authority: SU
Inventors: Петр Петрович Першенков; Сергей Борисович Шахов; Эдуард Константинович Шахов; Виктор Михайлович Шляндин
Original assignee: Пензенский Политехнический Институт
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1981-03-30

Description

Изобретение относитс к цифровой измерительной технике и может быть использовано при создании вольтметров средних значений. Известны преобразователи средних значений напр жений, в которых измер емый сигнал подвергаетс промежуточному преобразованию в частоту следовани импульсов Щ. Недостаток таких устройств - низкий частотный диапазон, не превышаю1йий несколько герц. Известен также фазочувствительный интегри рующий преобразователь напр жени в код, содержащий интегратор, выход которого соеди нен с первым входом блока сравнени , и блок управлени , первый вход которого подключен к выходу блока сравнени 2. Недостатками данного преобразовател , вл ютс сложность схемной реализации и наличие методической ошибки, обусловленной тем, что выходное напр жение интегратора в начале и конце такта преобразовани не равно нулю, а может принимать произвольное значение в даапазоне от + V оп До - U оп ГД U on - опорное напр жение. Цель изобрете1ш - упрощение схемы и повьшение точности преобразовани . Поставленна цель достигаетс тем, что в фазочувствительный интегрирующий преобразователь напр жени в код, содержащий интегратор , выход которого соединен с первым входом блока сравнени , блок управлени , первый вход которого подключен к выходу блока сравнени , введены стабилизатор амплитуды , переключатель, управл емый генератор импульсов , два электронных переключател и реверсивньш счетчик, причем вход стабилизатора амплитуды соединен с выходом интегратора, второй вход которого соединен со второй группой, а выход стабилизатора амплитуды подключен к первому входу блока управлени и вь1ходу блока сравнени , первый вход переключател подключен к входной шине преобразовател , второй вход - к ишне опорного напр жени , третий вход - к первому выходу блока управлени , а вы5сод соединен с первым входом первого электронного переключател и со вторым входом блока управлени , второй вход первого электронного переключател подключен К ипше нулевого потенциала управл ющий вход соединен со вторым выходом блока управлени , а выход подключен ко второму вхор блока сравнени , вьхход управл емого генератора импульсов .соещнен со входом второго электронного переключател , выходы которого подключены ко входам реверсивного счетчика импульсов, а управл ющие входы управл емого генератора импульсов и второго электронного переключател подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока управлени ,На чертеже изображена функциональна электрическа схема предлагаемого преобразовател .This invention relates to digital measurement technology and can be used to create average voltmeters. Medium voltage transducers are known in which the measured signal undergoes an intermediate conversion to a pulse frequency Щ. The disadvantage of such devices is a low frequency range, not exceeding a few hertz. Also known is a phase-sensitive integrating voltage converter into a code containing an integrator, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, and a control unit, the first input of which is connected to the output of the comparison unit 2. The disadvantages of this converter are the complexity of the circuit implementation errors, due to the fact that the integrator output voltage at the beginning and end of the conversion cycle is not equal to zero, but can take an arbitrary value in the range from + V op To - U op DG U on - the reference voltage. The purpose of the invention is to simplify the scheme and increase the accuracy of the conversion. The goal is achieved by the fact that the phase-sensitive integrating voltage converter into a code containing an integrator, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, the control unit whose first input is connected to the output of the comparison unit, is entered with an amplitude stabilizer, a switch, a controlled pulse generator, two electronic switches and a reversible counter, the amplitude stabilizer input connected to the integrator output, the second input of which is connected to the second group, and the output of the stabilizer the amplitude is connected to the first input of the control unit and to the front of the comparison unit, the first input of the switch is connected to the input bus of the converter, the second input is connected to the reference voltage, the third input is connected to the first output of the control unit, and the output is connected to the first input of the first electronic switch the second input of the control unit, the second input of the first electronic switch is connected to the ip of the zero potential, the control input is connected to the second output of the control unit, and the output is connected to the second terminal of the comparison unit, The input of the controlled pulse generator is connected to the input of the second electronic switch, the outputs of which are connected to the inputs of the reversible pulse counter, and the control inputs of the controlled pulse generator and the second electronic switch are connected respectively to the third and fourth outputs of the control block. proposed converter.

Преобразователь содержит интегратор 1, блок 2 сравнени , блок 3 управлени , стабилизатор 4 амплитуды (источник образцового напр жени ), переключатель 5, управл емый генератор 6 заполн ющих импульсов, электронные переключатели 7 и 8, реверсивный счетчик 9.The converter contains an integrator 1, a comparison unit 2, a control unit 3, an amplitude stabilizer 4 (a source of reference voltage), a switch 5, a controlled filling pulse generator 6, electronic switches 7 and 8, a reversible counter 9.

Выход интегратора 1 соединен со входом блока 2 сравнени , выход которого соединен с первым входом блока 3 управлени , второй вход которого соединен с выходом переключател 5, на один из входов последнего подано опорное, а на другой - преобразуемое напр жение , на вход стабилизатора 4 амплитуды cлyжaщeгq в качестве бипол рного источника опорного напр жени , подано вь1ходное напр жение блока 2 сравнени , второй вход которого соединен с выходом электронного переключател 8, причем вход последнего заземлен а второй соединен с выходом переключател 5, вход управл емого генератора 6 заполн ющих импульсов соединен с одним из выходов блока 3 управлени , остальные выходы которого соединены с соответствующими управл ющими входами переключателей . 5, 7 и 8, выход стабилизатора 4 амплитуды подключен ко второму входу интегратора, выход управл емого генератора заполн ющих импульсов - ко входу электронного переключател 7, выходы которого соединены со входами реверси . ного счетчика 9.The output of the integrator 1 is connected to the input of the comparator unit 2, the output of which is connected to the first input of the control unit 3, the second input of which is connected to the output of the switch 5, the reference voltage is fed to one of the last inputs, and the amplitude stabilizer 4 to the other input as a bipolar reference voltage source, the input voltage of the comparison unit 2 is applied, the second input of which is connected to the output of the electronic switch 8, the input of the latter is grounded and the second is connected to the output of switching 5, the input controllably stuffing pulse generator 6 is connected to one of the outputs of the control unit 3, the remaining outputs of which are connected to respective inputs of the gate switches. 5, 7, and 8, the output of the amplitude stabilizer 4 is connected to the second input of the integrator, the output of the controlled filling pulse generator is connected to the input of the electronic switch 7, the outputs of which are connected to the inputs of the reverse. foot counter 9.

Рассмотрим случай, когда на вход электронного пе|реключател 8 через переключатель 5 поступает опорное Напр же1ше U оп частота которого равна частоте преобразуемого напр жени , и оба напр жени имеют сину ;оидальную форму.Consider the case when the input of an electronic switch | switch 8 through a switch 5 receives a reference voltage, U1 or U op, whose frequency is equal to the frequency of the voltage to be converted, and both voltages are blue; oidal shape.

В момент времен11 to ко второму входу блока 2 сравнени подключено опорное напр жение и оп. значение которого в этот момент времени равно нулю. Интегратор 1 находитс в нулевом состо нии ( U вых.у .0). с выхода стабилизатора 4 амплитуды поступает образцовое напр жение отрицательной пол рности, напр жение на выходе интегратора измен етс по законуAt the time point 11 to, a reference voltage and an op is connected to the second input of the comparison unit 2. whose value at this time is zero. Integrator 1 is in the zero state (U out .0). from the output of the amplitude stabilizer 4, an exemplary negative polarity voltage is applied, the voltage at the integrator's output varies according to the law

. i«.(. . i ". (.

-to -to

в момент времени tj это напр жение достигагт значени at time tj, this voltage reaches the value

iiii

4VV irnx t .l() CD4VV irnx t .l () CD

. ZT. Zt

. . .to . . . .to.

в этот же момент времени срабатывает блок 2 сравнеш , измен етс пол рность образцового напр жени и по сигналу с блока управлени срабатывает электронный переключатель 8, на вход блока.сравнени подаетс нулевой потенциал. На1р) жение на выходе интегратора , измен етс по закону at the same time point, the block 2 is triggered, the polarity of the reference voltage changes, and the electronic switch 8 is triggered by a signal from the control unit, and a zero potential is applied to the input of the comparison block. The integrator output is changed according to the law

%«- -ic5- «- cl -.) % "- -ic5-" - cl -.)

1one

Б момент времени t-i его значение достигает рулевого уровн , т.е.B time t-i its value reaches the steering level, i.e.

В этот Момент времени оп ть срабатывает блок 2 сравнени , электронный переключатель 8, измен етс пол рность образцового напр жени , на второй вход блока 2 сравнени подаетс опорное напр жение U оп и частный цикл преобразовани повтор етс снова.At this Time, the comparison unit 2 is triggered again, the electronic switch 8 changes, the polarity of the reference voltage changes, the reference voltage U op is applied to the second input of the comparison unit 2 and the partial conversion cycle is repeated.

Обознача интервал времени tj-ti - через Т,2, а интервал времени tj-ti - через , тогда. Подставл (2) в (4) и преобразу , получаютDenoting the time interval tj-ti - through T, 2, and the time interval tj-ti - through, then. Substituting (2) into (4) and transforming is obtained

Аналогично с момента времени tj, когда пол рность опорного напр жени измен ет «вой знак,Similarly, since time tj, when the polarity of the reference voltage changes

arlii il l x VCS) arlii il l x VCS)

1one

t3t3

Блок управлени электронным переключателем 7 срабйтьшает таким образом, что s те55 qeiffle интервалов времени реверсивный счетчик заполн емс на сложение, а в течение интервалов времени Т/ и Т - на вычитание. Тогда, учитыва , Totj- t b-t-afja где TX период опорного и преобразуемого напр жений, «.ми о Т ,. §V«)-(.j-T,) , При условии, что J)As(), где Ч сдвиг фаз между опорным и преобразуемым напр жением, после преобразований получают Л -m/1 о Д Pfar- «)-jS(),4y.cos,w где- иу - средневыпр мленное значен преобразуемого напр жени . . , и, ;. -. . т .е. функци преобразовани принимает вид P5fT.|-.S(T,j-V.T,.-u,.c (9 Управл емый генератор заполн ющих импу сов вьщает импульсы с частотой, пропорциональной частоте преобразуемого напр жени , т.е. число, записанное в реверсивном счетчик определ етс выражением где N - число в счетчике; NO - емкость счетчика. Если переключатель 5 находитс в положении , когда на его выход подключено преобр зуемое UY, напр жение ( Ч О, cos4 1), то число в реверсивном счетчике имеет значение N-st - Формула изобретени Фазочувствктельный интегрирующий преобразователь напр жени вкод, содержащий интегратор , выход которого соединен с первьш входом блока сравнени , блок управлени , первый вход которого подключен к выходу блока сравнени , отличающийс тем, что, с целью, упрощени схемы и повьпиени точности преобразовани , в него введены стабилизатор амплитуды, переключатель, управл емый генератор импульсов, два электронных переключател и реверсивш 1й счетчик, причем вход стабилизатора амплитуды соединен с выходом интегратора, второй вход которого соединен со второй группой, а вход стабилизатора амплитуды подключен к -первому входу блока управлени и выходу блока сравнени , первый вход переключател подключен к входной шине преобразовател , второй вход - к шине опорного напр жени , третий вход - к первому выходу блока .управлени , а выход соединен с первым входом первого электронного переключател и со вторым входом блока управлени , второй вход первого электронного переключател подключен к шине нулевого потенциала , управл ющий вход соединен со вторым выходом блока управлени , а выход подключен ко второму входу блока сравнени , выход управл емого генератора импульсов соединен со входом ,второго электронного переключател , выходы которого подклюае ко входам реверсивного счетчика импульсов, а управл ющие входы управл емого генератора импульсов и второго электронного переключател подключены соответственно к третьел у и четвертому выходам блока управлени . Источники информации, прин тые по внимание при экспертизе 1.Евданов Ю. М., Харченко Р. Р., ЛинейHbie измерительные преобразователи посто нного напр жени в частоту и длительность импульсов с импульсной обратной св зью. Автометри , 1966, N1. 2.Патент Англии N 950647, кл. 64 Н, 1967The control unit of the electronic switch 7 is designed in such a way that with s te55 qeiffle time intervals the reversible counter is filled in for addition, and during the time intervals T / and T for subtraction. Then, taking into account, Totj- t b-t-afja where TX is the period of the reference and transformable stresses, “. §V “) - (..., T,), Provided that J) As (), where H is the phase shift between the reference and transformed voltage, after the transformations, L = m / 1 o D Pfar-) -jS () , 4y.cos, w where - and - the mean value of the transformable voltage. . , and,; -. . t. the conversion function takes the form P5fT. | -.S (T, jV.T, .- u, .c (9 The controlled generator of impulses completes pulses with a frequency proportional to the frequency of the voltage to be converted, i.e. the number written in a reversible counter, it is defined by the expression where N is the number in the counter; NO is the capacity of the counter. If switch 5 is in the position when the converted UY is connected to its output (voltage, O4, cos4 1), then the number in the reversible counter has N-st value - Invention Formula Phase-Sensitive Integrating Voltage Converter in the code containing the integrator, the output of which is connected to the first input of the comparator unit, the control unit, the first input of which is connected to the output of the comparator unit, characterized in that, in order to simplify the circuit and transform the conversion accuracy, an amplitude stabilizer, a switch, a control pulse generator, two electronic switches and reversible 1st counter, the amplitude stabilizer input connected to the integrator output, the second input of which is connected to the second group, and the amplitude stabilizer input connecting It is connected to the first input of the control unit and the output of the comparison unit, the first input of the switch is connected to the input bus of the converter, the second input is connected to the reference voltage bus, the third input is connected to the first output of the control unit, and the output is connected to the first input of the first electronic switch and with the second input of the control unit, the second input of the first electronic switch is connected to the zero potential bus, the control input is connected to the second output of the control unit, and the output is connected to the second input of the comparison unit, the control output The pulse generator is connected to the input of the second electronic switch, the outputs of which are connected to the inputs of the reversible pulse counter, and the control inputs of the controlled pulse generator and the second electronic switch are connected to the third and fourth outputs of the control unit, respectively. Sources of information taken into account during the examination 1. Yu. M. Evdanov, R. R. Kharchenko, Linie Hbie measuring transducers of constant voltage into the frequency and duration of pulses with impulse feedback. Avtometri, 1966, N1. 2. The patent of England N 950647, cl. 64 N, 1967

Claims

Claim

A phase-sensitive integrating voltage to code converter containing an integrator, the output of which is connected to the first input of the comparison unit, a control unit, the first input of which is connected to the output of the comparison unit, characterized in that, in order to simplify the circuit and improve the accuracy of conversion, a stabilizer is introduced into it amplitude, a switch, a controlled pulse generator, two electronic switches and a reversible counter, the amplitude stabilizer input being connected to the integrator output, the second input of which is connected Inonii with the second group, and the input amplitude of the stabilizer ¹ is connected to the-first input control and output of the comparator unit, the first input switch is connected to the inverter input bus, the second input - to the bus voltage reference, the third input - to the first output of the control unit, and the output connected to the first input of the first electronic switch and to the second input of the control unit, the second input of the first electronic switch is connected to the zero potential bus, the control input is connected to the second output of the control unit, and you od connected to the second input of the comparator, the output control pulse generator is connected to the input of the second electronic switch ^, whose outputs are connected to inputs of a reversible counter of impulses, and control inputs controlled oscillator pulses and the second electronic switch are connected respectively to third and fourth outputs of the control unit.