SU1064219A1 - Цифровой вольтметр - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР, содержащий преобразователь аналог - код, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока определени  периода, выход которого .подключен к Тпервым входам блока управлени  и блока умножени  частоты, первый выход которого соединен с вторым входом преобразовател  аналог - код и вторыгл входом блока упр авлени , второй выход - с третьим входом блока : управлени , второй вход - с первым выходом блока управлени , блок вычислени , выход которого соединен с выходной шиной, о т л и ч а ю щ и и (   тем, что, с целью повышени  ;.., быстродействи , в него введены уст- ройство коммутации, блок адресации, первое, второе и третье усироЛства.у .запо инани , первый и второй. регистры , первый вход первого из которУх. .подключен к выходу преобразовател  .1 аналог г код, второй вход - к второму выходу блока управлени , а .выход .к первым входам первого и второго устройства запоминани  и устройства ком мутации, второй вход которого соединен с третьим выходом блока, управлени  и с первым входом блока адресации, третий, четвертый и п тый Входы - соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока адресации , шестой, седьмой и восьмой входы - соответственно с выходами первого, второго и третьего устройств запоминани , первый выход - с чет- верткм входом блока управлени , второй выход - с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управлени  и первым входом блока вычис (Л лени , а выход - с пepвы входом третьего устройства запоминани  и вторым входом блока вычислени , при этом вторые входы первого, второго и третьего Устройств запоминани  объединены и соединены с четвертым выходом блока адресации, второй, о о: третий, четвертый и п тый входы которого соединены соответственно с первым входом, п тым, шестым, седь мым выходами блока управлени , п тый выход - с п тым входом блока управлеtsD ни , восьмой, дев тый, дес тый выходы которого соединены соответстСО венно с третьими входами первого, второго и третьего устройств запоминани , а одиннадцатый выход - с третьим входом блока вычислени , причем п Фый вход устройства кЬгчмута . ции соединен с шестым входом блока , управлени .

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  измерени  среднеквадратич ного значени  периодических напр лсе ний сложной формы. Известно устройство, содержащее преобразователь напр жени  в. частот с квадратичной функцией преобразова ни , селектор периода входного сигнала , блок управлени , входной пере ключатель, ключ, счетчик, схему сов падени  кодов, поразр дный формиров тель компенсирующего напр жени  и блок индикации Г12Недостатком данного устройства  вл етс  малое быстродействие при измерении сигналов инфраниэкого диа пазона частот. Известно также устройство, содер жащее преобразователь аналог-- код, блок определени  периода, блок умножени  частоты, элемент ИЛИ/ генератор импульсов, блок вычислени  и 1блок управлени  Г2. . Нед остаток указанного устройства заключаетс в низком быстродействии принципиально ограниченном предвари тельным и независимым нахоходением вёлиЧИНы периода. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  ци ровой вольтметр, содержащий преобра зователь аналог - код, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока определени  периода, выход которого подключен к первым Входам блока управлени  и блока умножени , первый выход которого соединен с вторым входом преобразовател  аналог - код и вторыгл входом блока управлени , второй выход - с третьим входом блока управлени  второй вход соединен с первым входом блока управлени , блок вычислени , выход которого соединен с вы ходной шиной СЗ. К недостаткам известного устройс ва относитс  низкое качество быстро действие. Цель изобретени  - повышение быс родействи  вольтметра. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой вольтметр, содержащий преобразователь аналог код , первый вход KOTOpioro .соединен с входной шиной и входом блока определени  периода, выход которого под ключен к первым входам блока управл ни  и блока умножени  частоты, первый выход которого соединен с вторым входом преобр овател  аналог - код и вторым входом блока управлени , второй выход т с третьим входом бло ка управлени , второй вход - с первым выходом блока управлени  блок 1&числени , выход которого соединен с выходной шиной, введены устройство коммутации, блок адресации, первое , второе и третье устройства запоминани , первый и второй регистры, первый вход первого из которых псд1 лючен к выхЬду преобразовател  аналог - код, второй вход - к второ му выходку блока управлени , а выход к первым входам первого и второго : стррйств запсминани  и устройства коммутации, второй вход которого сое-динен с третьим выхсадом блока управлени  и с первым вхсдом блока адресации , третий, четвертый и п тый входы - соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока адресации , шестой, седьмой и восьмой входы - соответственно с; выходами первого, второго и:третьего устройств запог-шнани , первый выход - с четвертым входом блока управлени , второй выход- - с первым входом второго регистра, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока уп- равлени  и первым входом блока вычислени , а .выход - с Первым входом третьего устройства запоминани  и вторым входом блока вычислени , при этом вторые входы первого, второго и третьего устройств запоминани  объединены и соединены с четвертым выходом блока адресации, второй, 1Рв ий, четверт°ый и п тый входы которого соединены соответственно с первым входом, п тым, шестым, седьмым выходами блока управлени , п ты выход. - с п тым входом блока управлени , восьмой, дев тый, дес тьй выходы которого соединены соответственно с третьими входами пер-: вого, второго и третьего устройств запоминани , а одиннадц-атый .выход - с третьим входом блока вычислени , причем п тый вход устройства коммутации соединен с шестым входом блока,, управлени . На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого вольтметра. Цифровой вольтметр содержит преобразователь 1 аналог -код, блок 2 определени  периода, блок 3 управлени , блок 4 умножени  частоты, блок 5 вычислени , первый и второй регистРЫ б и 7, устройство 8 кoм Iyтaции, блок 9 адресации, первьй, второй и третий устройства 10-12 запоминани . .Информационный вход преобразовател  1 аналог - код соединен с входом вольтметра и входом блока 2 опреДелени  периода,.выход которого подключен к первьм .входам блока 3 управлени  и блока 4 умножени  частоты. Первый выход блока 4 соединен с вторым входом преобразовател  1 аналог - код и вторым входом блока 3 управлени , второй выход - с третьим входом блока 3 управлени . Второй вход блока 4 соединен с первым выходом блока 3.управлени . Выход блока 5 вычислени   вл етс  выходом устройства . Первый вход, первого регистра б. подключен к выходу преобразова-тел  1 аналог - код. Второй вход устройства 8 коммутации соединен с третьим выходом блока 3 управлени  и с первым входом блока 9 адресации, третий, четвертый и п тый входы подключены соответственно к второму, третьему и первому выходам блока 9 адресации, причем п тый вход соеди- йен с шестым входом блока 3 управле- Ч ни , шестой, седьмой и восьмой входы подключены к выходам первого, второго и третьего устройств- 10, 11 и 12 запоминани  соответственно, а первый вход - к выходу первого регистра б и к первым входам первого и второго устройств 11 и 12 запоминани . Первый выход устройства 8 коммутации соединён с четвертым входом блока 3 управлени . Первый 20 вход второго регистра 7 подключен к второму выходу устройства 8 кСммутации , а второй вход I - к четвертому выходу блока 3 управлени  и nepiscMy входу блока 5 вычислени , выход.сое- 25 диней с первым входом третьего устройства 10 запоминани  и вторым входом блока 5 вычислени . Третьи входы первого, второго и третьего устройств 10, 11 и 12 запоминани  под-.. 30 ключe ы к четвертому выходу блока 9 адресации,, второй, третий, четвер- . тый и п тый входы и п тый выход которого соединены соответственно с первым входом, п тый, шестым и седь- 35 мым выходаг«1 и п тым входом блока 3 yпpaв eнй  второй, восьмой, дев тый, дес тый и одиннадцатый выходы которого соединены соответственно с вторым входом первого регистра б, с вто-.,. рыки входами первого, второго и третьего устройств 10, 11 и 12 и третьим входом блока 5 вычислени .

Цифровой вольтметр работает следующим образом.

Входной периодический сигнал 5 поступает на первые входы npeo6pia3oвател  1 аналог - код и блока 2 определени  периода, первый из которых осуществл ет аналого-цифровое преобразование входного сигнала, а вто- 50 рой формирует разрешающий импульс, равный по-длительности одному периоду измер емого напр жени  и пос тупакндий на первый вход блока 4 умножени  частоты. По сигналу с блока . 55 2 определени  периода блока 4 умйх жени  частоты формирует последовательность импульсов запуска преобразовател  1 аналог - код, частота следовани  которых равна N-2N (минимальное о количество отсчетов входного сигнала N на его периоде выбирают из допустимой погроаности восстановлени , котора  входит в погрешность измерени  среднеквадра-уического значени  ).f

На второй вход блока 4 поступают импульсы тактовой частоты с первого выхода блока 3 управлени .

Одновременно с формированием шата временной дискретизац11и блоком 4 преобразователь 1 аналог - код осуществл ет измерение мгновенных значений входного сигнала в течение одного периода. Работа вольтметра осуществл етс  в два этапа. На первом этапе в, течение сдного периода входного сигнала преобразователем 1 аналог - код в соответствии с частотой временной дискретизахдаи, формируемой блоком 4 умножени  частоты, получают отсчеты мгновенных-значений,

которые через первы1Ч и второй регистры 6 и 7 и устройство 8 ког мутации по сигналам-с блока 9 адресации поступают в устройства 10-12.запоминани . На втором этапе по окончании периода входного сигнала осуществл е ..тс  перезапись цифровой информации из второго регистра 7 в блок 5 вычислени , .где измеренные ординаты

X.(t) и количество ординат N;, поступающие по первому входу из- блока 3 управлени , используют дл  вычислени  среднеквадратического значени  измер емого напр жени  U по. форму-, ле .

Mi.

И

.

и И

После запуска вольтметра блоком 4 формируетс  максимальна  тактова  частота f, с которой осуществл етс  запись цифровых кодов преобразовател  1 сначала в устройство 10 запоминани , а после егй переполнени  в устройство 11 .запоминани . Сум .марна  емкость устройств 10 и 11 равна 2N. В случае переполнени  устройств 10 и 11 зaпo шнaни , что равносильно переполнению счетчика числа ординат, в блоке 4 измен етс  {уменьшаетс  в два раза) частота запуска преобразовател  1 аналог - .код.

Это соответствует тому, что в запомненной в устройствах 10 и 11 ин формации необходимо использовать каждую вторую ординату, соответствующую уменьшенной в два раза .частоте дискретизации. Дл  этого одновременно с записью преобразованных преобразователем 1 значений с частотой

2 V в свободное устройство 12 запоминани  происходит последовательное считывание кодов из каждой второй  чейки устройства 10 запоминани , а зате л устройства 11 запоминани  и запись их в устройство 10 запоминани . .. . ,

После очередного изменени  частоты временной дискретизации с fj на fj fj/Z осуществл ютс  запись текущей информации в освободившеес  устройство 11 запоминани  и перезапись необходимой информации из устройств 10 и 12 запоминани  в устройство 10 запоминани  и т.д. Дл  организации работы устройств 10-12 запоминани  при записи тёкуцей информации блок 9 адресации по третьему, четвертому и п тому выходам управл ет; устройством .8 коммутации, которое осуществл ет переключение или.на выход преобразовател  1 аналог-- код через регистр б, или на выход одного из устройств 10-12 запоминани . С первого и второго выходов блока 4 умножени  частоты последовательности импульсов частоты запуска преобразовател  1 аналог - код и вывода информации из устройств 10-12 запоминани  поступают соответственно на второй и третий входы блока 3 управлени , из которых в последнем формируютс  на п том-, втором, шестом, четвертом, восьмом, дев том и дес том выходах последовательности импульсов соответственно смены адреса .считывани  информации, записи в регистр б, смены адреса записи информации , записи в регистр 7 и разрешени-  работы блоку 5 вьг- ислени , смены устройств 10-12 запоминани . ,С п того выхода блока 3 управлени  на третий вход блока 9 адресации . .поступает также последовательность импульсов на коммутацию сщерсов записи и считывани .

В случае, когда период входного сигнала закончилс , а емкость устройств 11 и 12 запоминани  заполлена не полностью (число отсчетов .лежит в пределах от N+1 до 2N-1), необходимо завершить процесс перезаписи ранее заполненной информации. Дл  этого в блоке 3 управлени  на восьмом вы:соде формируетс  сигнал, равный по длительности сумме длительности периода входного сигнала Т и дополнительного интервала 4t,. обеспечивающего завершение перезаписи информации. С первого выхода устройства 8 коммутации на третий вход блока 3 управлени  приходит сигнал переключени  устройства 8 на вход 5 устройства 10 запоминани  дл  организации перехода работы вольтметра после первоначальной записи информации в устройства 11и 12 запоминани  в циклический попеременногоиспользовани  устройств 11 и 12 запоминани . . , ,

По окончании периода входного сигнала и завершени  перезаписи информации блок 9 адресации начинает формировать последовательность а,цресов считывани  информации, котора  с выхода регистра 7 поступает в блок 5 вычислени , где по форму- ; ле (1) вычисл етс  среднеквадратическое значение измер емого напр жени ... Таким образом, введенные блоки и св5|зи позвол ют повысить быстродействие вольтметра в два раза благодар  сокращени  времениизмерени  с двух периодов входного сигнала до одного

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР, содержащий преобразователь аналог - код, первый вход которого соединен с ' » входной шиной й входом блока определения периода, выход которого подключен к первым входам блока управления: и блока умножения частоты, первый выход которого соединен с вторым входом преобразователя аналог - код и вторым входом блока управления, второй выход - с третьим входом блока > управления, второй вход - с первым выходом блока управления, блок вычисления, выход которого соединен с выходной шиной, о т л и ч а ю щ й й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены уст- ройство коммутации, блок адресации, первое, второе и третье ^устройства запоминания, первый и второй регистры, первый вход первого из которых подключен к выходу преобразователя /. аналог г код, второй вход - к второму выходу блока управления, а .выход к первым входам первого и второго устройства запоминания и устройства коммутации, второй вход которого соединен с третьим выходом блока, управления и с первым входом блока адресации, третий, четвертый и пятый Входы - соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока адресации, шестой, седьмой и восьмой входы - соответственно с выходами у первого, второго и третьего устройств запоминания, первый выход - с четвертим входом блока управления, второй выход - с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления и первым входом блока вычисления, а выход - с первые входом третьего устройства запоминания и вторым входом блока вычисления, при этом вторые входы первого, второго и третьего устройств запоминания объединёны и соединены с четвертым выходом блока адресации, второй, третий, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с первым входом, пятым, шестым, седьмым выходами блока управления, пятый выход - с пятым входом блока управления, восьмой, девятый, десятый выходы которого соединены соответственно с третьими входами первого, второго и третьего устройств запоминания, а одиннадцатый выход - с третьим входом блока вычисления, причем пяФый вход устройства коммутации соединен с шестым входом блока управления.

   „_mSU ,„1064219

   1 1064219