SU1045142A1 - Устройство дл измерени амплитуды синусоидального напр жени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее подключенные к входной шине компаратор и квантователь. счетчики, счетный вход первого из которых непосредственно, а второго через удвоитель частоты подключены к выходу генератора импульсов, и узел сравнени  кодов, входы которого соединены с выходами счетчиков, а выход - с управл кжцим входом квантовател  , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и расширени  функциональных возможностей, в него введены источник опорного напр жени  : выходом подключенный к опорному входу компрратора , и распределитель импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора , а выходы подключены к управл ющим входам счетчиков. 9 (Л с

Description

х

:л

и

s

ND

Л/г

Фие1

. Изобретение о.тноситс  к цифровой измерительной технике.

Известно устройство дл  измерени  амплитуды синусоидального напр жени  низких и инфракрасных час.тот, содержащее нуль-орган, электронный ключ, вольтметр/ генератор импульсов образцовой частоты и реверсивный счетчик ij .

Недостатками данаого устройства  вл ютс  низка  надежность, -св занна  с большим количеством-разр дов реверсивного счетчика (при измерении амплитуды синусоидального напр жени  низкой и инфранизкой частотдл  определени  момента максим;5;ма требуетс  измерение длительности полупериода), и отсутствие возможности измерени  амплитуды синусоидадьного напр жени ,, у которого имеетс  посто нна  составл юща .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измере.ни  пикового значени  синусоидального напр жени , содержащее компаратор и квантователь, на вход которых одновременно подаетс  измер емое син-усоидальнов напр жение. Компаратор управл ет двум  счетчиками, на счетные входы которых подаетс  выходной сигнал с генератора -импульсов, причем счетные входы одного из счетчиков .соединены с. выходом генераторй через удвоитель частоты. Выходы обоих счетчиков подключены к входам узла сравнени  кодов, управ .л  ощего квантователем. Последний осуществл ет квантование по уров-. ню измер емого сигнала в момент, когда количества импульсов, отсчитанных обоими.счетчиками, будут равны, т.е., в момент, соответствующий по влению максимума синусоидального напр жени  2J .

Недостатками данного устройства  вл ютс  низка  надежность, св занна  с большим количеством разр дов счетчиков при измерении амплитуды синусоидального напр жени  низкой и инфранизкой частот, и отсутствие возможности измерени  амплитуды синусоидального напр жени , у которого имеетс  посто нна  состав юща .

Цель изобретени  - повышение .надежности устройства и расширение функциональных возможностей путем измерени  амплитуды синусоидального напр жени , имеющего посто нную состав л ющую.Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  амплитуды синусоидального напр жени , содержащее подключенные к входной шине компаратор и квантователь, счетчики, счетный вход первого из которых непосредственно, а второго

через удвоитель частоты подключены к выходу генератора импульсов, и узел сравнени  ,кодов , входы которог соединены с выходами счётчиков, а выход - с управл ющим входом квантовател , введены источник опорного напр жени , выходом подключенный ,к опорному входу компаратора, и распределитель импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора а выходы подключены к управл ю дим входам счетчиков.

На фиг.1 приведена функциональна , схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма его работы.

Устройство содержит соединенные последовательно компаратор 1 и распределитель 2 импульсов, к выходам которого подключены управл ющие входы счетчиков 3 и -4, генератор 5 ш пульсов, удвоитель 6 частоты, узел 7 сравнени  кодов, квантователь 8 и регулируемый источник 9 опорного напр жени . Выход генератора 5 соединен со счетным входом счетчика 3 непосредственно,а со счетны входом счетчика 4 через удвоитель частоты , выходы счетчиков соединены с входами узла сравнени  кодов, выход которого подключен к управл 10 щему входу квантовател , информационый вход которого соединен с одним из входов компаратора, другим входом соединенного с -выходом источника 9, и подключен к входной шине, выход квантовател  подключен к выходной шине.

Устройство работает следующим образом/

Измер емое напр жение Ux подаетс на входы компаратора 1 и квантова .тел  8. При превышении входным напр жением некоторого напр жени  и , устанавливаемого при помощи регулируемого источника 9 опорного напр жени , на выходе компаратора

1устанавливаетс  напр жение Uy высокого уровн . Высокий, уровень И2 сохран етс  до тех пор, пока входное напр жение остаетс  больше 11 ,

а затем вновь переключаетс  на низк уровень.. Таким образом, на выходе компаратора в каждом периоде измер емого напр жени  по вл етс  один импульс высокого уровн  напр жени  такой длительности, в течение которой измер емое напр жение превыша пороговое напр жение 11,( . Эти импульсы поступают на вход распределител 

2импульсов, который распредел ет их следуюЕцим образом: каждый нечетный импульс напр жени  } поступает на управл квдий вход суммирующего счетчика 3, а каждый четный импульс напр жени  Уд - на управл ющий вход счетчика 4. Поэтому в нечетных перИ

одах входного напр жени  U во врем  действи  напр жени  U импульсы образцовой частоты с генератора 5 подсчитываютс  счетчиком 3, а в четных периодах во врем  действи  напр жени  U счетчиком 4 подсчитываютс  импульсы; поступакедие с генератора 5 через удвоитель 6 частоты. Квантователь 8 осуществл ет квантование по уровню входного напр жени  в его четные периоды в момент, когда количества импульсов, отсчитанных обоими счетчиками, будут равны. Поскольку на счетчик 4 поступают импульсы удвоенной частоты, то этот момент соответствует середине отрезка времени, в течение которого измер емое напр жение иX больше порогового Ui . Исход  из симметричности синусоидального напр жени  относительно середины упом нутого отрезка времени следует, что в этот момент времени, определ емый при помощи узла 7 сравнени , напр жение Ux достигает своего максимального значени  Если измер емое напр жение 11 не содержит посто нной составл нвдей, . то на выходе квантовател  8 по вл етс  значение амплитуды синусоидального напр жени , есличже посто нна  составл юща  присутствует, то на выходе квантовател  получим суммарно значение посто нной составл ющей и амплитуды синусоидального напр жени  .,

При изменении частоты входного .сигнала следует соответствующим образом изменить пороговый уровень напр жени  U с выхода регулируемого источника опорного напр жени  9, например, при уменьшении частоты входного сигнала напр жение U должно быть увеличено так, чтобы длительность импульсов на управл ющих входах счетчиков 3 и 4 не измени 1ас Необходимый уровень напр жени  И может быть установлен в зависимости от старшего разр да счетчика 4 (поскольку он подсчитывает удвоенную частоту) следующим образом. Если напр жение на выходе этого разр да посто нно остаетс  низким, то врем  измерени  мало и точность будет недостаточной, поэтому уровен опорного напр жени  U необходимо снизить. Если же на выходе старшего разр да напр жение переключаетс  сначала в высокий, а затем в низкий уровень, то врем  измерени  велико, происходит переполнение счетчика, что недопустимо. В этом случае уровень напр жени  U нужно повысить.

Предлагаемое устройство имеет воеможность измер ть напр жение, у которого присутствует посто нна  составл юща .

Кроме того, использование опорного напр жени , отличного от нулевого , позвол ет сократить разр дность счетчиков, т.е. сократить элементный состав устройства ;и, следовательно, повысить его надежность .

Ui

Vi

л

I I

ri

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее подключенные к входной шине компаратор и квантователь, счетчики, счетный вход первого из которых непосредственно, а второго через удвоитель частоты подключены к выходу генератора импульсов, и узел сравнения кодов, входы которого соединены с выходами счетчиков, а выход - с управляющим входом квантователя , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, в него введены источник опорного напряжения^ выходом подключенный к опорному входу компаратора, и распределитель импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора, а выходы подключены к управляющим входам счетчиков. 1 фиг!