CS210930B1

CS210930B1 - Circuit to determine the moment of reaching the extreme voltage waveform

Info

Publication number: CS210930B1
Application number: CS800679A
Authority: CS
Inventors: Petr Parkan; Zdenek Patak
Original assignee: Petr Parkan; Zdenek Patak
Priority date: 1979-11-21
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1982-01-29

Abstract

Obvod podle vynálezu se týká měření elektrického napětí. Obvod zjištuje okamžik dosažení extrému napěťového průběhu a vyhodnotí, kdy rostoucí průběh začne klesat, nebo klesající průběh začne růst. Obvod umožňuje vyhodnocovat pomalé Zjněny sledovaného napětí pomocí pamětového obvodu s dlouhou dobou zapamatováni. Obvod v periodicky se opakujících intervalech porovnává okamžitou hodnotu sledovaného,napětí s předcházející hodnotou na pamětovém kondenzátoru. Tento kondenzátor je v době porovnání krátkodobě připojen k vyhodnocovacímu obvodu, jinak je odpojen. Dlouhodobá stabilita obvodu závisí prakticky pouze na kvalitě pamětového kondenzétoru. Součástí obvodu je pamět, které překlopí v případě, že došlo ke změně tendence sledovaného průběhu. Obvodu podle vynálezu může být použito v měřicí a regulační technice pro sledování pomalých změn fyzikálních veličin, které je možno převést na elektrické napětí.The circuit according to the invention relates to the measurement of electric voltage. The circuit detects the moment of reaching the extreme of the voltage waveform and evaluates when the increasing waveform begins to decrease or the decreasing waveform begins to increase. The circuit allows evaluating slow changes in the monitored voltage using a memory circuit with a long storage time. The circuit compares the instantaneous value of the monitored voltage with the previous value on the memory capacitor at periodically repeating intervals. This capacitor is connected to the evaluation circuit for a short time during the comparison, otherwise it is disconnected. The long-term stability of the circuit depends practically only on the quality of the memory capacitor. The circuit includes a memory that switches over in the event that the tendency of the monitored waveform has changed. The circuit according to the invention can be used in measuring and control technology for monitoring slow changes in physical quantities that can be converted into electric voltage.

Description

Vynález se týká obvodu pro zjištění okamžiku dosažení extrému napěťového průběhu, který zjistí okamžik, kdy rostoucí průběh začne klesat, nebo klesající průběh začne růst.The present invention relates to a circuit for detecting the moment when an extreme voltage waveform is reached, which detects the moment when the rising waveform begins to decrease or the falling waveform begins to increase.

V technické praxi, zvláště v měřicí a regulační technice, je častým úkolem sledovat pomalé změny fyzikálních veličin, které je možno většinou převést na změny elektrického napětí. Důležité je zjištění okamžiku, kdy dochází ke změně tendence sledovaného průběhu.In technical practice, especially in measuring and control technology, it is often a task to observe slow changes in physical quantities, which can usually be converted into changes in electrical voltage. It is important to find out when the trend of the monitored course changes.

K tomu se používají obvody s analogovou pamětí, jejíž realizace je s ohledem na požadované dlouhé doby zapamatování zančné náročná. Většinou se používá obvodů s tranzistory typu FET, což vede ke začné teplotní i dlouhodobé nestabilitě zapamatované hodnoty napětí.Analog memory circuits are used for this purpose, which is difficult to implement due to the long storage times required. In most cases, circuits with FETs are used, which leads to thermal and long-term instability of the memorized voltage value.

Uvedené nevýhody odstraňuje obvod pro zjištění okamžiku dosažení extrému napěťového průběhu podle vynálezu, jehož podstatou je, že druhý výstup zdroje měřeného napětí je spojen s druhým vstupem komparátoru a zároveň s přepínacím vývodem kontaktu druhého relé, jehož spínací vývod je spojen s prvním vývodem paměťového kondenzátorů a zároveň se spínacím vývodem druhého kontaktu prvního relé, jehož rozpínací vývod je spojen se zemní svorkou a jeho přepínací vývod je spojen se vstupem sledovače, jehož výstup je spojen s prvním vstupem komparátoru, jehož výstup je spojen s prvním vstupem obvodu logického součinu, jehož výstup je spojen se vstupem paměti, jejíž výstup tvoří zároveň výstup obvodu pro zjištění okamžiku dosažení extrému napěťového průběhu, přičemž první výstup zdroje měřeného napětí je spojen se zemní svorkou a druhý vývod paměťového kondenzátorů je spojen se spínacím vývodem prvního kontaktu prvního relé, jehož přepínací vývod je spojen se zemní svorkou, kde výstup zdroje vzorkovacích impulsů je spojen se vstupem prvního monostabilního klopného obvodu, jehož výstup je spojen s druhým vstupem obvodu logického součinu, s prvním vstupem obvodu logického součtu a zároveň se vstupem druhého monostabilního klopného obvodu, jehož výstup je spojen s ovládacím vstupem druhého relé a s druhým vstupem obvodu logického součtu, jehož výstup je spojen s ovládacím vstupem prvního relé.These disadvantages are eliminated by the circuit for determining the moment when the extreme voltage waveform according to the invention is reached, which is characterized in that the second output of the measured voltage source is connected to the second comparator input and the switching contact terminal of the second relay. at the same time as the switching terminal of the second contact of the first relay, the opening of which is connected to the ground terminal and its switching terminal is connected to the input of the follower, the output of which is connected to the first input of the comparator; connected to the memory input, the output of which is also the output of the circuit for determining the moment when extreme voltage waveform is reached, the first output of the measured voltage source is connected to the ground terminal and the second output of the memory capacitors is connected to the switch The first output of the first relay contact, the switching output of which is connected to the ground terminal, where the output of the sample pulse source is connected to the input of the first monostable flip-flop, the output of which is connected to the second input of the logical an input of a second monostable flip-flop whose output is coupled to the control input of the second relay and a second input of the logic sum circuit whose output is coupled to the control input of the first relay.

Obvod podle vynálezu umožňuje jednoduchým způsobem zjišťovat okamžik dosaženi extrému sledovaného napěťového průběhu. Přesnost a dlouhodobá stabilita zapamatované hodnoty závisí pouze na kvalitě použitého paměťového kondenzátorů. Není potřeba použit tranzistorů typu FET a je dosaženo velmi dobré teplotní stability obvodu a dlouhé doby zapamatování. Obvod je vhodný zvláště pro dlouhodobé sledování pomalu se měnících průběhů napětí.The circuit according to the invention makes it possible in a simple way to detect the moment when the extreme of the observed voltage waveform is reached. The accuracy and long-term stability of the stored value depends only on the quality of the memory capacitors used. There is no need to use FETs and a very good thermal stability of the circuit and a long memorization time is achieved. The circuit is especially suitable for long-term monitoring of slowly changing voltage waveforms.

Princip vynálezu bude popsán pomocí výkresu, kde je blokové schéma zapojeni obvodu pro zjištění okamžiku dosažení extrému napěťového průběhu, v němž druhý výstup 102 zdroje 1 měřeného napětí je spojen s druhým vstupem 402 komparátoru £ a zároveň s přepínacím vývodem kontaktu I202 druhého relé 12. Jeho spínací vývod je spojen s prvním vývodem paměťového kondenzátorů 2 a zároveň se spínacím vývodem druhého kontaktu 1103 prvního relé 11. Jeho rozpínací vývod je spojen se zemní svorkou a jeho přepínací vývod je spojen se vstupem 301 sledovače J.The principle of the invention will be described with reference to the drawing, where a block diagram of a circuit for detecting the moment of reaching the extreme voltage waveform is shown, in which the second output 102 of the measured voltage source 1 is connected to the second input 402 of the comparator 5. the switching terminal is connected to the first terminal of the memory capacitors 2 and at the same time to the switching terminal of the second contact 1103 of the first relay 11. Its expansion terminal is connected to the ground terminal and its switching terminal is connected to the input 301 of the follower J.

Výstup 302 sledovače 2 je spojen s prvním vstupem 401 komparátoru £, jehož výstup 403 je spojen s prvním vstupem 501 obvodu 2 logického součinu. Výstup 503 tohoto obvodu je spojen se vstupem 601 paměti 6, jejíž výstup 602 tvoří zároveň výstup obvodu pro zjištěni okamžiku dosažení extrému napěťového průběhu. První výstup 101 zdroje £ měřeného napětí je spojen se zemní svorkou a druhý vývod paměťového kondenzátorů 2 je spojen se spínacím vývodem prvního.kontaktu 1102 prvního relé 11. jehož přepínací vývod je spojen se zemní svorkou.The output 302 of the follower 2 is connected to the first input 401 of the comparator 6, whose output 403 is connected to the first input 501 of the logic product circuit 2. The output 503 of this circuit is connected to the input 601 of the memory 6, the output 602 of which is also the output of the circuit to detect when the extreme voltage waveform is reached. The first output 101 of the measured voltage source is connected to the ground terminal and the second terminal of the memory capacitors 2 is connected to the switching terminal of the first contact 1102 of the first relay 11 whose switching terminal is connected to the ground terminal.

Výstup 701 zdroje £ vzorkovacích impulsů je spojen se vstupem 801 prvního monostabilního klopného obvodu 8. Jeho výstup 802 je spojen s druhým vstupem 502 obvodu 2 logického součinu, s prvním vstupem 1001 obvodu 10 logického součtu a zároveň se vstupem 901 druhého monostabilního klopného obvodu 2· Jeho výstup 902 je spojen s ovládacím vstupem 1201 druhého relé £2 a s druhým vstupem 1002 obvodu 10 logického součtu. Jeho výstup 1003 je spojen s ovládacím vstupem 1101 prvního relé 11 .The output 701 of the sample pulse source 6 is coupled to input 801 of the first monostable flip-flop 8. Its output 802 is coupled to the second input 502 of the logical-product circuit 2, to the first input 1001 of the logical-sum circuit 10 and Its output 902 is coupled to the control input 1201 of the second relay 52 and to the second input 1002 of the logic sum circuit 10. Its output 1003 is coupled to control input 1101 of the first relay 11.

Vzorkovacím impulsem ze zdroje 2 vzorkovacích impulsů je spuětěn první monostabilní klopný obvod 8. Impuls, vzniklý na jeho výstupu 802 sepne přes obvod 10 logického součtu první relé 11. Tím je přes nyní sepnutý první a druhý kontakt 1102 a 1103 prvního relé 11 připojen paměťový kondenzótor 2 na vstup 301 sledovače J. Komparátor J porovnává tedy v této krátké době napětí z paměťového kondenzátorů 2 s okamžitou hodnotou napětí zdroje 1 měřeného napětí. Na výstupu 403 komparátoru J se objeví logický signál, závislý na výsledku porovnání obou napětí.The first monostable flip-flop 8 is triggered by a sampling pulse from source 2 of the sample pulses 8. The pulse generated at its output 802 closes via the logic sum circuit 10 of the first relay 11. Thus, the memory capacitor is connected via the first and second contacts 1102 and 1103 of the first relay 11. 2 at the input 301 of the follower J. The comparator J thus compares the voltage from the memory capacitors 2 with the instantaneous value of the voltage source 1 of the measured voltage. A logic signal appears on output 403 of comparator J depending on the result of the comparison of the two voltages.

Obvod 2 logického součinu je v této době otevřen impulsem z výstupu 802 prvního monostabilního klopného obvodu 8. V případě, že komparátor 4 zjistí změnu tendence sledovaného průběhu, to jest například když při sledování maxima je okamžitá hodnota napětí zdroje 1 měřeného napětí již nižší, než hodnota napětí na paměťovém kondenzátorů 2, dojde přes obvod 2 logického součinu k překlopení paměti 6. V opačném případě k jejímu překlopení nedojde.The logic product circuit 2 is at this time opened by a pulse from the output 802 of the first monostable flip-flop 8. In the event that the comparator 4 detects a change in the tendency of the monitored waveform, e.g. the value of voltage on the memory capacitors 2, the memory 6 flips over the logic product circuit 2, otherwise it will not flip.

V okamžiku ukončení impulsu na výstupu 802 prvního monostabilního klopného obvodu 8 se obvod 2 logického součinu zablokuje a zároveň je spuštěn druhý monostabilní klopný obvod 2· Impuls na jeho výstupu 902 udržuje pres obvod 10 logického součtu i nadále sepnuté první relé 11 a déle sepne i druhé relé 12. Tím je přes nyní sepnutý kontakt 1202 druhého relé 12 přivedeno napětí ze zdroje 2 měřeného napětí na paměťový kondenzátor 2, který se nabije na hodnotu měřeného napětí. Po skončení impulsu na výstupu 902 druhého monostabilního klopného obvodu 2 obě relé 11 a 12 rozepnou. Informace uložená na paměťovém kondenzétoru 2 je v této době ovlivňována kromě svodového odporu tohoto kondenzátora pouze svodovým odporem rozpojených kontaktů relé.When the pulse at the output 802 of the first monostable flip-flop 8 is terminated, the logic product circuit 2 is locked while the second monostable flip-flop 2 is triggered. The pulse at its output 902 keeps the first relay 11 closed and Thus, via the now closed contact 1202 of the second relay 12, the voltage from the measured voltage source 2 is applied to the memory capacitor 2, which is charged to the measured voltage value. Upon completion of the pulse at output 902 of the second monostable flip-flop 2, both relays 11 and 12 open. At this time, the information stored on the memory capacitor 2 is influenced, in addition to the leakage resistance of this capacitor, only by the leakage resistance of the open contacts of the relay.

Uvedené děje se periodicky opakují s periodou vzorkování ze zdroje 2 vzorkovacích impulsů. Periodu vzorkování je možno volit vhodně s ohledem na rychlost sledovaných změn, v závislosti na kvalitě použitého paměťového kondenzátorů 2 a rozlišovací schopnosti komparátoru J a případně i s ohledem na vyloučení rušivých vlivů při měření, vznikajících činnosti sledovaného zařízení. Zda obvod vyhodnocuje okamžik dosažení maxima nebo minima sledovaného průběhu závisí na způsobu zapojení komparátoru J. Požadavky na velikost vstupního odporu sledovače J jsou relativně nízké, neboť porovnání napětí probíhá jen v krátké době. Nulování paměti 6 je možno provádět ručně, nebo automaticky například při zapnutí obvodu. Stav výstupu paměti může být pouze indikován, nebo může přímo ovládat sledované zařízení.Said events are periodically repeated with a sampling period from the source 2 of the sampling pulses. The sampling period can be chosen appropriately with respect to the rate of the monitored changes, depending on the quality of the memory capacitors 2 used and the resolution of the comparator J, and possibly also with respect to the elimination of interferences in the measurement resulting from the operation of the monitored device. Whether the circuit evaluates the moment when the maximum or minimum of the monitored waveform is reached depends on the way in which the comparator J is connected. The requirements for the input resistance of the follower J are relatively low, since the voltage comparison takes place only in a short time. The memory 6 can be reset manually or automatically, for example when the circuit is switched on. The memory output status can only be indicated, or it can directly control the monitored device.

Obvod pro zjištění okamžiku dosažení extrému napěťového průběhu je možno použít všude tam, kde stačí znét pouze okamžik změny tendence sledovaného průběhu, nikoliv absolutní hodnotu tohoto extrému. Obovd je jednoduchý a snadno realizovatelný.The circuit for determining the moment when the extreme of the voltage waveform is reached can be used wherever it is sufficient to know only the moment of change of the tendency of the monitored waveform, not the absolute value of this extreme. Lunch is simple and easy to implement.

Claims

Circuit for detecting the moment when extreme voltage waveform is reached, characterized in that the expensive output (102) of the measured voltage source (1) is connected to the expensive input (402) of the comparator (4) and to the switching contact terminal (1202) of the second relay (12) whose switching terminal is connected to the first terminal of the memory capacitor (2) and at the same time to the switching terminal of the expensive contact (1103) of the first relay (11), whose expansion terminal is connected to the ground terminal (3) whose output (302) is coupled to the first input (401) of the comparator (4), whose output (403) is coupled to the first input (501) of the logic product circuit (5), whose output (503) is coupled to an input (601) of a memory (6) whose output (602) is at the same time an output of the circuit for detecting the moment of reaching the extreme voltage waveform, wherein the first output (101) of the measured voltage source (1) is connected to ground An expensive terminal of the memory capacitor (2) is connected to the switching terminal of the first contact (1102) of the first relay (11) whose switching terminal is connected to the ground terminal where the output (701) of the sampling pulse source (7) is connected to the input (801) a first monostable flip-flop (8), the output of which (802) is connected to a second input (502) of the logic product circuit (5), to the first input (1001) of the logical sum circuit (10), a second monostable flip-flop (9) whose output (902) is coupled to the control input (1201) of the second relay (12) and to a second input (1002) of the logic sum circuit (103) whose output (1003) is coupled to the control input ( 1101) of the first relay (11).