SU1023345A1 - Averaging device - Google Patents

Averaging device Download PDF

Info

Publication number
SU1023345A1
SU1023345A1 SU813310458A SU3310458A SU1023345A1 SU 1023345 A1 SU1023345 A1 SU 1023345A1 SU 813310458 A SU813310458 A SU 813310458A SU 3310458 A SU3310458 A SU 3310458A SU 1023345 A1 SU1023345 A1 SU 1023345A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
integrator
speed
averaging
Prior art date
Application number
SU813310458A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ульянович Кизилов
Игорь Исаакович Смилянский
Original Assignee
Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина filed Critical Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина
Priority to SU813310458A priority Critical patent/SU1023345A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1023345A1 publication Critical patent/SU1023345A1/en

Links

Landscapes

  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

УСРЕДНЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТЮ, содержащее многовходовой интегратор, входыкоторого  вл ютс  входами уст ойства , а выход через блок, пам ти, управл нвдим входом подключенный к выходу формировател  импульсов, соединен с неинвертирук цим входом выходного дифференциального усилител , вшсЬд которого  вл етс  выходом уст1Х5йства , от л -и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью упрощени  регулировки и расширени  частотного диапазона, в него введены два переменных масштабных резистора, соединенных последовательA MEDIUM DEVICE, containing a multi-input integrator, the inputs of which are the inputs of the device, and the output through the block, memory, controlled by the input connected to the output of the pulse former, is connected to the non-inverted input of the output differential amplifier, the output of which is connected to the output of the pulse generator, and the output of the output differential amplifier, whose output is output of a circuit. And often, in order to simplify the adjustment and expansion of the frequency range, two variable scale resistors are connected to it, connected by a series

Description

Изобретение относитс  к быстродействующим устройствам дл  усреднени  (фильтрации) эл1ектрических сигналов и может быть использовано как быстродействующий фильтр в систе мах автоглатики и информационно-измерительной техники. Известны быстродействующие усредн ющие устройства, содержащие интегратор , ко входу которого подключены источники входных сигналов, устройство аналоговой пам ти, управл емое от источника, период которого равен времени усреднени , и повторитель, выход которого подключен ко входу интегратора через резистор обратной СВЯЗИ tl. Недостатком этих устройств  вл етс  взаимна  зависимость коэффициента передачи (усилени ) быстродей стви  и входного сопротивлени , что делает невозможным производить в. процессе работы раздельную регулиров ку любого из этих параметров без одновременной перестройки двух других , Особенно обойти указанный недостаток при усреднении сигналов от источника тока или от нескольких источников напр жени . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  быстродействующее устройство усреднени , содержащее интегратор на операционном усилителе/ устройство аналоговой цам ти, состо щее из запоминающего конденсатора и ключа, управл емого от источника, .период которого равен времени усреднени , и повторител  на операционном усилителе , выход которого через резистор обратной св зи подключен к инвертирующему входу интегратора 123. Недостатком прототипа  вл етс  взаимна  зависимость коэффициентов передачи, быстродействи  и входного сопротивлени , что значительно услож н ет настройку устройства приводит к уменьшению частотного диапазона и ограничивает его область применени . Цель изобретени  - упрощение регулировки и расширение частотного диапазона. .Поставленна  цель достигаетс  те что в усредн ющее устройство, содер жащее многовходовой интегратор,Входы которого  вл ютс  входами устройства , а выход через блок пам ти, упра л кнцим входом подключенный к вцходу формировател  импульсов, соединен с неинвертирующим входом выходного ди ференциального усилител , выход которого  вл етс  выходом устройства, введены два переменных масштабных резистора, соединенных последовател но и включенных между суммирукицим входом многовходового интегратора и выходом выходного дифференциально го усилител , причем средний вывод первого переменного масштабного резистора подключен к инвертирующему входу выходного дифференциальнрго усилител , выход которого соединен со средним выводом второго переменного масштабного резистора. При таком построении усредн ющего устройства его быстродействие определ етс  частью сопротивлени  переменного масштабного резистора/ Включенного между суммирующим входом интегратора и инвертирующим входом выходного усилител , а коэффициент, передачи - суммой полных сопротивлений переменных масштабных резисторов. При регулировке быстродействи  схемы потенциометром ее коэффициент передачи не измен етс , так как сумма указанных сопротивлений не мен етс , а регулировка коэффицие-нта передачи переменным резистором не вли ет на быстродействие. Это обеспечивает значительное упрощение регулировки и ;дает возможность использовать предлагаемое устройство .в более широком частотном диапазоне. На чертеже представлена сх-ема усредн ющего устройства. Устройство содержит многовходовой интегратор 1 на операционном усилителе 2, в цепь обратной св зи которого включен интегрирующий конденса- тор 3. Ко входам интегратора подклю-: чены источники напр жени  входных сигналов и (или) непосредственно источники входных токов. Выход интегратора 1 подключен ко входу блока пам ти 4, который в простейшем случае состоит из запоминающего конденсатора 5 и ключа 6. Управление ключом блока пам ти 4 ос.5лцествл етс  от формировател  импульсов 7, который вырабатывает короткие импульсы с периоде следовани , равньм требуемому времени усреднени . Выход блока пам ти 4 подключен к неинвертирующему входу выходного дифференциального усилител  8. Инвертирующий вход усилител  8 подключен к среднему выводу первого переменного масштабно- го резистора 9, первый вывод которого подключен к суммирующему-входу интегратора 1/ а второй вывод через второй переменный масштабный резистор 10 - к выходу усилител  8. Дл  aHaJui3a работы устройства обозначим сопротивление первого переменного масштабного резистора 9 через Rf,, а сопротивление его участка между первым и средним выводами через cL, сопротивление переменного резистора 10 - Яьь. Скорость протекани  переходного процесса (быстродействие) устройства определ етс  отношением интервала усреднени  Т к посто нной времени интегратора. Последн   определ етс  произведением емкости конденсатора З.на сопротивление, включенное межд инвертирующим входом усилител  8 и суммирующим входом интегратора, т.е CeJrPfi. Быстродействие устройства будет максимальным, когда выполн етс  условие а 1-Т/СЗЙ% 0, т.е.. . При вьшолнении этого услови  переход ный процесс в устройстве заканчиваетс  на один период интервала усреднени . В установившемс  режиме работы, если пренебречь входными токами интегратора 1 и усилител  8, суммарный средний ток всех входных сигналов равен току, протекаквдему по переменному резистору 9 и переменному резис тору 10. Если напр жение суммирующего входа интегратора пренебрежимо мало, то выходное напр жение устройства равно где ср эквивалентный средний вход ной ток от всех источников сигнала. Поскольку выходное напр жение определ етс  вёличинбй полного.сопро тивлени  переменного резистора 9, котора  при регулировке быстродействи  не измен етс , то и коэффициент усилени  (передачи) устройства не мен етс  при регулировке быстродействи . Коэффициент усилени  устройст ва можно измен ть в достаточно широ ком диапазоне изменением сопротивле|ни  RftyX этом очевидно быстродействие устройства измен тьс  не ..будет.. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает взаимно незави симуй регулировку коэффициента передачи устройства и быстродействи . При обеих указанных регулировках входное сопротивление устройства по ;любым входам остаетс  неизменным. Если быстродействие устройства нужно измен ть не в очень широких пределах, то между инвертирующим входом интегратора и выводом 7 потенциометра устанавливают посто нный резистор (обозначен пунктиром). В случае, если необходимо регулировать только коэффициент усилени  (не измен   быстродействи ), то резистор 9 также замен етс  посто нным резистором, включенным между суммирующим входрм интегратора 1 и инвертирующим входом усилител  8, а резистор 10 подключают непосредственно к инвертирукмцему входу усилител  8. , Предлагаемое устройство обеспечивает ускорение.егулировки преобразовател  в процессе производства и быструю перестройку его в процессе эксплуатации, что. расшир ет область использовани  преобразовател . Предлагаемое быстродействующее усредн нвдее устройство применено в качестве фильтра в разработанном на кафедре Электрические станции ХПИ им. В.И, Ленина быстродействуквдем измерительном преобразователе активной мощности трехфазного тока ИПТАМ-ЗО1Б класса точности 0,5, Внедр емым в ПО | Союзэнергоавтоматик . Применение рассмотренного быстрод йствующего усредн ющего устройстве: в составе преобразовател  ИПТАМ-301Б позвол ет значительно упростить настройку преобразовател  при изго овлении и дает возможность просто йро извести перестройку быстродействи  и (или) коэффициента передачи в процессе эксплуатации, что позвол ет использовать его дл  усредн кицих сигналов в широком диапазоне частот и расширить область применени .The invention relates to high-speed devices for averaging (filtering) electrical signals and can be used as a high-speed filter in auto-glating systems and information-measuring equipment. High-speed averaging devices are known that contain an integrator whose input sources are input sources, an analog memory device controlled from a source whose period is equal to the averaging time, and a repeater whose output is connected to the integrator input via a feedback resistor tl. The disadvantage of these devices is the mutual dependence of the transfer coefficient (gain) of the speed and input resistance, which makes it impossible to produce. during operation, separate adjustment of any of these parameters without simultaneously rebuilding the other two, especially bypassing the indicated disadvantage when averaging signals from a current source or from several voltage sources. Closest to the present invention is a high-speed averaging device, which contains an integrator on an operational amplifier / analog cue device, consisting of a storage capacitor and a key controlled from a source whose period is equal to the averaging time, and a repeater on the operational amplifier, the output of which A feedback resistor is connected to the inverting input of the integrator 123. A disadvantage of the prototype is the mutual dependence of the transfer coefficients, speed and input resistance, which greatly complicates the tuning of the device leads to a decrease in the frequency range and limits its scope. The purpose of the invention is to simplify the adjustment and expansion of the frequency range. . The goal is achieved by the fact that the averaging device containing the multi-input integrator, whose inputs are the device inputs and the output through the memory block, controlling the input connected to the driver of the pulse former, is connected to the non-inverting input of the output differential amplifier, output which is the output of the device, two variable scale resistors are connected, connected in series and connected between the summation of the input of the multi-input integrator and the output of the output differential preamplifier, the middle terminal of the first variable scaling resistor connected to the inverting input of the output differentsialnrgo amplifier whose output is connected to the middle terminal of the second variable resistor scale. In this construction of the averaging device, its speed is determined by the part of the resistance of the variable scale resistor / included between the integrator's summing input and the inverting input of the output amplifier, and the transfer coefficient is the sum of the total resistances of the variable scale resistors. When adjusting the speed of a circuit with a potentiometer, its transfer coefficient does not change, since the sum of the indicated resistances does not change, and the adjustment of the transfer coefficient by a variable resistor does not affect the speed. This provides a significant simplification of the adjustment and; makes it possible to use the proposed device in a wider frequency range. The drawing shows the schematic of the averaging device. The device contains a multi-input integrator 1 at the operational amplifier 2, the feedback circuit of which includes an integrating capacitor 3. The inputs of the integrator include: sources of input signals and (or) directly the sources of input currents. The output of the integrator 1 is connected to the input of the memory 4, which in the simplest case consists of a storage capacitor 5 and a key 6. The key control of the memory 4 is derived from the pulse generator 7, which produces short pulses with a follow-up period equal to the required time averaging. The output of memory unit 4 is connected to the non-inverting input of the output differential amplifier 8. The inverting input of amplifier 8 is connected to the middle terminal of the first variable large-scale resistor 9, the first terminal of which is connected to the integrating input of the integrator 1 / a second terminal through the second variable large-scale resistor 10 - to the output of the amplifier 8. For aHaJui3a operation of the device, we denote the resistance of the first variable scale resistor 9 through Rf ,, and the resistance of its section between the first and middle terminals through cL, resistance s variable resistor 10 - Ya. The speed of the transient process (speed) of the device is determined by the ratio of the averaging interval T to the integrator time constant. The latter is determined by the product of the capacitor capacitance Z. on the resistance connected between the inverting input of the amplifier 8 and the integrator's summing input, i.e. CeJrPfi. The speed of the device will be maximum when the condition a 1-T / SZY% 0 is fulfilled, i.e.. When this condition is fulfilled, the transition process in the device ends for one period of the averaging interval. In steady-state operation, if we neglect the input currents of the integrator 1 and amplifier 8, the total average current of all input signals is equal to the current, the flow through the variable resistor 9 and the variable resistor 10. If the integrator summing voltage is negligible, the output voltage of the device is equal to where cp is the equivalent average input current from all signal sources. Since the output voltage is determined by the increase in the total resistance of the variable resistor 9, which does not change when adjusting the speed, the gain (transmission) of the device does not change when the speed is adjusted. The gain of the device can be varied over a fairly wide range by changing the resistance RftyX; this obviously does not change the speed of the device .. .. Thus, the proposed device provides a mutually independent adjustment of the transmission coefficient of the device and the speed. With both of these adjustments, the input impedance of the device along; any inputs remains unchanged. If the speed of the device needs to be varied within very wide limits, then a fixed resistor (indicated by a dotted line) is installed between the inverting input of the integrator and the output 7 of the potentiometer. In case it is necessary to adjust only the gain (without changing the speed), then the resistor 9 is also replaced by a fixed resistor connected between the summing input of the integrator 1 and the inverting input of the amplifier 8, and the resistor 10 is connected directly to the inverting input of the amplifier 8. Proposed the device provides acceleration. adjustment of the converter in the production process and quick restructuring it during operation, what. extends the range of use of the converter. The proposed high-speed averaging device is used as a filter in the developed at the Department of Electrical stations KhPI them. V.I., Lenina by high-speed measuring transducer of active power of three-phase current IPTAM-ZO1B of accuracy class 0.5, Implemented in software | Soyusenergoavtomatic. The use of the considered fast averaging device: as part of the converter, IPTAM-301B makes it possible to significantly simplify the setting of the converter during the manufacture and allows you to easily change the speed and / or gain during operation, which allows using it for averaging signals in a wide range of frequencies and expand the scope.

Claims (1)

УСРЕДНЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее многовходовой интегратор, входы которого являются входами уст- ройства, а выход через блок, памяти, управляющим входом подключенный к выходу формирователя импульсов, сое- ‘ динен с неинвертирующим входом выходного дифференциального усилителя, выход которого является выходом устройства, от ли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения регулировки и расширения частотного диапазона, в него введены два переменных масштабных резистора, соединенных последо- . вательно и включенных между суммирующим входом многовходового интегратора и выходом выходного дифференциального усилителя, причем средний вывод первого переменного масштабного резистора подключен к неинверти- $ рующему входу выходного дифференциального усилителя, выход которого fl соединен со средним выводом второго _ переменного масштабного резистора. , СAveraging device containing a multi-input integrator, the inputs of which are inputs of the device, and the output through a block of memory, the control input connected to the output of the pulse shaper, is connected to the non-inverting input of the output differential amplifier, the output of which is the output of the device and further with the fact that, in order to simplify the adjustment and expand the frequency range, two variable scale resistors connected to the latter are introduced into it. connected between the summing input of the multi-input integrator and the output of the output differential amplifier, the middle output of the first variable scale resistor connected to the non-inverting input of the output differential amplifier, the output of which fl is connected to the middle output of the second _ variable scale resistor. , FROM 1023345 А '1023345 двух дру· указанный сигналов1023345 A '1023345 two other specified signals
SU813310458A 1981-06-25 1981-06-25 Averaging device SU1023345A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813310458A SU1023345A1 (en) 1981-06-25 1981-06-25 Averaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813310458A SU1023345A1 (en) 1981-06-25 1981-06-25 Averaging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1023345A1 true SU1023345A1 (en) 1983-06-15

Family

ID=20966524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813310458A SU1023345A1 (en) 1981-06-25 1981-06-25 Averaging device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1023345A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
- 1. Авторское свидетельство СССР № 632961, кл. G 06 G 7/186, 1976. 2. Гутвйков В.С, Клементьев А.В. и Лопатин в,В. Быстродействующие астатические усредн ющие измерительные преобразователи с синхрон ным временным квантованием в пр мой цепи. Труды ЛНЦ, 1975, 342, с.4246 (прототип). - *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4060715A (en) Linearized bridge circuitry
GB2122831A (en) Voltage to current converting amplifiers
US5231360A (en) Multi-range voltage amplifier having multiplying digital/analog converters and programmable filter using multiplying DAC in feedback loop
US4063450A (en) Voltage controlled electronic filter
SU1023345A1 (en) Averaging device
US3983504A (en) Active filter
US4011504A (en) Solid state scale expanding circuit for electrical indicator devices
JPH0219882B2 (en)
US4644193A (en) Analog circuit for simulating a digitally controlled rheostat
US3639825A (en) Null-balance system with enhanced notch-type input filter
SU1051689A1 (en) Multivibrator
SU1458870A1 (en) Variable current source
SU1174797A1 (en) Device for measuring steady and variable components of gas pressure
SU1224977A1 (en) Active rc-phase circuit
SU390472A1 (en) CONVERTER PARAMETERS COMPLEX
SU1119039A1 (en) Voltage limiter
SU1555820A1 (en) Controllable amplifier
SU947872A1 (en) Analogue dividing device
JPS5444176A (en) Tilt signal generating circuit
JPS6336567B2 (en)
SU1126883A1 (en) Logarithmic resistance converter
SU1109685A1 (en) Device for measuring field transistor threshold voltage
SU1443131A1 (en) Variable-resistance device
SU1001440A1 (en) Differential amplifier
SU1218477A2 (en) Device for generating test signals