RU2024878C1 - Способ преобразования переменного напряжения в постоянное - Google Patents
Способ преобразования переменного напряжения в постоянное Download PDFInfo
- Publication number
- RU2024878C1 RU2024878C1 SU4886361A RU2024878C1 RU 2024878 C1 RU2024878 C1 RU 2024878C1 SU 4886361 A SU4886361 A SU 4886361A RU 2024878 C1 RU2024878 C1 RU 2024878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- input
- constant
- threshold
- converting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Abstract
Использование: в электроизмерительной технике, может быть применено для преобразования и измерения напряжения в различных радиотехнических устройствах, например в многофункциональных вольтмерах. Сущность: способ преобразования переменного напряжения в постоянное заключается в получении порогового напряжения в результате сравнения входного напряжения и сложении с эталонным напряжением с дальнейшим сравнением полученного порогового напряжения с входным напряжением, формировании постоянного напряжения логической единицы в течение времени, когда входное напряжение больше порогового напряжения и напряжения логического нуля в течение времени, когда входное напряжение меньше порогового, с фильтрацией постоянной составляющей, что позволяет устранить влияние задержки сформированного в результате сравнения сигнала относительно входного на результат преобразования, чем значительно расширяется частотный диапазон входных напряжений. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для преобразования и измерения напряжения в различных радиотехнических устройствах, например в многофункциональных вольтметрах.
Известен способ [1] линейного преобразования переменного напряжения в постоянное путем демодулирования, когда преобразуемое напряжение, одновременно с непосредственной его подачей на демодулятор, усиливают, ограничивают по амплитуде и подают на демодулятор в качестве опорного.
Недостатком способа является погрешность преобразования, обусловленная задержкой опорного напряжения относительно преобразуемого.
Известен способ [2] преобразования переменного напряжения в постоянное, основанный на формировании импульсов, амплитуда которых определяется переменным входным напряжением в течение времени, когда последнее больше нуля, и инвертированным входным переменным напряжением в течение времени, когда последнее больше нуля, и на последующей фильтрации постоянной составляющей сформированных импульсов.
Основной недостаток метода обусловлен задержкой или опережением управляющего сигнала, который определяет длительность сформированных импульсов относительно измеряемого напряжения, что приводит к увеличению погрешности преобразования при возрастании частоты входного напряжения.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ преобразования переменного напряжения в постоянное, заключающийся в сравнении входного переменного напряжения с пороговым напряжением путем формирования постоянного напряжения логической единицы в течение времени, когда входное напряжение больше порогового, и постоянного напряжения логического нуля в течение времени, когда входное напряжение меньше порогового, в перемножении сформированного напряжения, полученного в результате сравнения, с входным и последующей фильтрацией постоянной составляющей произведения напряжений, причем пороговое напряжение равно нулю, а напряжение единицы равно напряжению нуля со знаком минус.
Недостатком данного способа является ограниченный частотный диапазон преобразования переменного напряжения, обусловленный задержкой сигнала, сформированного в результате сравнения, относительно входного переменного напряжения.
Цель изобретения - расширение частотного диапазона входных напряжений.
Поставленная цель достигается тем, что в дополнение к способу преобразования переменного напряжения в постоянное, заключающемуся в сравнении входного переменного напряжения с пороговым напряжением путем формирования постоянного напряжения логической единицы в течение времени, когда входное напряжение больше порогового, и постоянного напряжения логического нуля в течение времени, когда входное напряжение меньше порогового, и фильтрации постоянной составляющей, производится фильтрация постоянной составляющей напряжения, сформированного в результате сравнения, вычитание эталонного напряжения, усиление разностного напряжения и сравнение усиленного напряжения, являющегося пороговым, с входным переменным напряжением, причем пороговое напряжение представляет собой выходное напряжение.
Осуществление фильтрации постоянной составляющей напряжения, полученного в результате сравнения, вычитание эталонного напряжения, усиление разностного напряжения и сравнение усиленного напряжения, являющегося пороговым, с входным переменным напряжением, причем пороговое напряжение представляет собой выходное напряжение, позволило устранить влияние задержки сигнала, сформированного в результате сравнения, относительно входного переменного напряжения на результат преобразования, чем достигается расширение частотного диапазона входных напряжений в области высоких частот.
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая сущность способа преобразования переменного напряжения в постоянное.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что с помощью следящей обратной связи поддерживается равенство с заданным коэффициентом пропорциональности сравниваемых входного переменного напряжения и выходного постоянного напряжения.
Проанализируем математически предлагаемый способ преобразования переменного напряжения в постоянное при воздействии синусоидального напряжения
U(t) = Um·Sin · t , (1) где Um - амплитуда;
Т - период синусоидального напряжения.
U(t) = Um·Sin · t , (1) где Um - амплитуда;
Т - период синусоидального напряжения.
В результате сравнения формируется напряжение логической единицы U1в течение времени, когда
U(t) ≥ Uп где Uп - пороговое напряжение, напряжение логического нуля Uо в течение времени, когда
U(t) < Uп.
U(t) ≥ Uп где Uп - пороговое напряжение, напряжение логического нуля Uо в течение времени, когда
U(t) < Uп.
В результате сравнения входного напряжения U(t) с пороговым формируется напряжение в виде импульсной последовательности U1(t) (фиг.2). При фильтрации постоянной составляющей сформированного напряжения U1(t) выделяется постоянное напряжение
U = , (2) где временной интервал t1 определяется из равенства
Um·Sin t1 = Un . (3)
После преобразования выражения (3) получим:
t1 = arcSin . (4)
Согласно алгоритму преобразования переменного напряжения в постоянное усиленная разность постоянной составляющей напряжения, полученного в результате сравнения и эталонного, равна пороговому напряжению
(U - Uэ) ˙ К = Uп (5) где Uэ - эталонное напряжение,
К - коэффициент усиления.
U = , (2) где временной интервал t1 определяется из равенства
Um·Sin t1 = Un . (3)
После преобразования выражения (3) получим:
t1 = arcSin . (4)
Согласно алгоритму преобразования переменного напряжения в постоянное усиленная разность постоянной составляющей напряжения, полученного в результате сравнения и эталонного, равна пороговому напряжению
(U - Uэ) ˙ К = Uп (5) где Uэ - эталонное напряжение,
К - коэффициент усиления.
При K _→ ∞
U - Uэ = 0 (6)
После подстановки выражения (2) с учетом выражения (3) в равенство (6), получим
- - Uэ = 0 , (7) откуда
arcSin = . (8)
Представив эталонное напряжение в виде
Uэ = + ΔU , (9) получим
arcSin = - · π , (10) или
= Sin . (11)
Учитывая, что пороговое напряжение является выходным, то есть Uп=Uвых, получим
Uвых = Um·Sin · π . (12)
Из полученного выражения видно, что при выборе ΔU из условия
_ < ΔU < , (13) за исключением ΔU = 0, когда Uвых = 0 выходное напряжение в результате преобразования переменного напряжения в постоянное по предложенному способу пропорционально входному переменному напряжению.
U - Uэ = 0 (6)
После подстановки выражения (2) с учетом выражения (3) в равенство (6), получим
- - Uэ = 0 , (7) откуда
arcSin = . (8)
Представив эталонное напряжение в виде
Uэ = + ΔU , (9) получим
arcSin = - · π , (10) или
= Sin . (11)
Учитывая, что пороговое напряжение является выходным, то есть Uп=Uвых, получим
Uвых = Um·Sin · π . (12)
Из полученного выражения видно, что при выборе ΔU из условия
_ < ΔU < , (13) за исключением ΔU = 0, когда Uвых = 0 выходное напряжение в результате преобразования переменного напряжения в постоянное по предложенному способу пропорционально входному переменному напряжению.
Устройство для осуществления предложенного метода, структурная схема которого приведена на фиг.1, содержит компаратор 1, суммирующе-интегрирующий усилитель 2 и источник 3 эталонного напряжения. Первый вход суммирующе-интегрирующего усилителя 2 подключен к выходу компаратора 1, второй вход - к источнику 3 эталонного напряжения, а выход - к первому входу компаратора 1, второй вход которого является входом устройства. Причем полярность сигнала на выходе компаратора 1 и источника 3 эталонного напряжения противоположного знака.
Реализация блоков структурной схемы (фиг.1) устройства может быть осуществлена в виде [4].
Устройство работает следующим образом. Следящая обратная связь осуществляемая посредством суммирующе-интегрирующего усилителя 2, поддерживает среднее значение напряжения на выходе компаратора 1 равным напряжению на выходе источника 3 эталонного напряжения. Таким образом обеспечивается равенство входного переменного напряжения и постоянного выходного напряжения с определенным, зависимым от величины эталонного напряжения, коэффициентом пропорциональности.
Дополнительным преимуществом предлагаемого способа преобразования является то, что можно осуществить преобразование переменного напряжения в постоянное по уровню амплитудного значения сигнала любой формы.
Выражение (12) справедливо для любого сигнала, и при изменении его формы изменяется соответственно только коэффициент пропорциональности.
При
ΔU = - , Uэ= Uо выходное напряжение после преобразования равно максимальному значению положительной полуволны, а при
ΔU = , Uэ = U1 минимальному значению отрицательной полуволны напряжения любой формы.
ΔU = - , Uэ= Uо выходное напряжение после преобразования равно максимальному значению положительной полуволны, а при
ΔU = , Uэ = U1 минимальному значению отрицательной полуволны напряжения любой формы.
Использование предлагаемого способа преобразования переменного напряжения в постоянное позволяет исключить влияние задержки сигнала, получаемого в результате операции сравнения, относительно входного, что позволяет расширить частотный диапазон входных напряжений в области верхних частот. Кроме того, использование данного способа позволяет повысить точность преобразования за счет сведения к минимуму операций, производимых с входным сигналом. Осуществляется одна операция: сравнение.
Предложенный способ преобразования переменного напряжения в постоянное может быть использован для выделения огибающей амплитудно-модулированного сигнала выбором соответствующей постоянной времени фильтра, выделяющего постоянную составляющую сигнала, сформированного в результате сравнения, а также для стабилизации амплитуды напряжения в генераторах стандартных сигналов.
Claims (1)
- СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, заключающийся в сравнении входного переменного напряжения с пороговым напряжением с последующим формированием постоянного напряжения логической единицы в течение времени, когда входное напряжение больше порогового напряжения, и формированием постоянного напряжения логического нуля в течение времени, когда входное напряжение меньше порогового напряжения, и фильтрации постоянной составляющей, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона входных напряжений, формирование постоянного напряжения производится путем получения порогового напряжения в результате сравнения входного напряжения и сложения с эталонным напряжением с дальнейшим сравнением полученного порогового напряжения с входным напряжением, причем пороговое напряжение Uп при изменении входного напряжения устанавливается так, чтобы обеспечить следующее соотношение:
= Uэ,
где U1 - постоянное напряжение логической единицы в течение времени U(t) > Uп;
Uэ - эталонное напряжение;
Tи - длительность сформированного импульса;
T - период входного напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4886361 RU2024878C1 (ru) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Способ преобразования переменного напряжения в постоянное |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4886361 RU2024878C1 (ru) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Способ преобразования переменного напряжения в постоянное |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2024878C1 true RU2024878C1 (ru) | 1994-12-15 |
Family
ID=21547439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4886361 RU2024878C1 (ru) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Способ преобразования переменного напряжения в постоянное |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2024878C1 (ru) |
-
1990
- 1990-11-26 RU SU4886361 patent/RU2024878C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство N 213971, кл. C 01R 19/00, 1967. * |
2. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное.М., Сов.радио, 1977 г., стр.39, рис.2.12 б. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS63318062A (ja) | 質量分析計から負イオンを検出するための方法及び装置 | |
US4206641A (en) | Electromagnetic flow meter | |
RU2024878C1 (ru) | Способ преобразования переменного напряжения в постоянное | |
US11402952B2 (en) | Method and circuit for obtaining capacitive feedback signal of capacitive feedback-type micro torsion mirror | |
US2511671A (en) | Peak comparator circuit | |
SU1358076A1 (ru) | Формирователь импульсов | |
JP3173512B2 (ja) | ピークホールド回路 | |
SU1101749A1 (ru) | Способ получени квадрата действующего значени переменного напр жени | |
KR840002376B1 (ko) | 전자식 피상 전력량계 | |
SU769424A1 (ru) | Устройство дл измерени электродных потенциалов в нестационарных услови х электролиза | |
JPS55156825A (en) | Measuring method for vacuum degree | |
SU1757095A1 (ru) | Способ компарировани переменного напр жени по среднеквадратичному значению | |
SU871087A2 (ru) | Измерительный преобразователь переменного напр жени в посто нное | |
SU148454A1 (ru) | Устройство дл получени электрического напр жени | |
SU661378A1 (ru) | Цифровой измеритель мощности | |
RU1803883C (ru) | Устройство дл измерени емкости | |
SU1553923A1 (ru) | Устройство дл регистрации амплитудной модул ции напр жени | |
SU150928A1 (ru) | Способ точного измерени фазовых сдвигов четырехполюсников | |
SU1246356A1 (ru) | Широтно-импульсный усилитель | |
SU779952A1 (ru) | Тесламетр мгновенных значений | |
SU1385243A1 (ru) | Энергетический амплитудный детектор | |
SU705346A1 (ru) | Измеритель ускорений | |
RU2153679C2 (ru) | Способ комплексного определения параметров переменного напряжения или тока синусоидальной формы | |
SU1160440A1 (ru) | Устройство дл вычислени функции @ | |
SU1399718A1 (ru) | Регул тор температуры |