SU1073707A1 - Цифровой вольтметр действующего значени - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДЕЙСГВУ ЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ, содержаиий первый интегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с вхо ной шиной и входом блока управлени  второй вход - с выходом источника опорного напр жени , выход - с вход квадратора, а третий вход - с выход блока управлени , второй выход-кото рого соединен с первым входом селек тора, второй вход которого соедине с выходом генератора импульсов, тре тий вход - с выходом реверсивного счетчика, четвертый вход - с выходом блока сравнени , первый выход - с первым входом реверсивного счетчика, второй выход - с входом первого счетчика, третий выход - с входом второгосчетчика, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с выходами первого счетчика , а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика, второй интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнени , отличаю Р1ий с  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены второй переключатель, инвертирующий повторитель и перемножитель , первый вход которого соединен с выходом квадратора, второй вход - с выходом первого интегратора а выход - с входом второго интегратора , при этом вход инвертируюйдего повторител  соединен с выходом источника опорного напр жени  и с первым входом второго переключател , второй вход которого соединен с выходом инвертирующего повторител , третий вход - с первым выходом блока управлени  , а выход - с входом первого интегратора.

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и используетс  при создании цифровых вольтметров и аналого-цифровых измерительных преобразователей действующего значени  напр жени  переменного тока.

Известен измеритель действующего значени  напр жени , содержарщй ин тегрирующий усилитель, соединенный со схемой сравнени , множительное стройство и блок управлени , соедиенные со входом преобразовател , ключ и управл емый генератор функий 1 ,

Указанный измеритель характеризуетс  малым быстродействием.

Известен цифровой вольтметр дейстующего значени , содержа гшй первый тегратор, первый переключатель, ервый вход которого соединен с входной шиной и входом блока управлени , торой вход - с выходом источника порного напр жени , выход - с вхоом квадратора, а третий вход - с ервым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с первым входом селектора, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, третий вход - с выходом реверсивного счетчика, четвертый вход - с выходом блока сравцени , первый выход - с первым вхоом реверсивного счетчика, второй выход - с входом первого счетчика, третий выход - с входом второго счетчика, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с выходами первого счетчика, а выходы с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом,реверсивг ного счетчика, второй интегратор, вы ход которого соединен с входом блока сравнени  fi .

Однако данное устройство обладает низким быстродействием.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  путем уменьшени  числа тактов интегрировани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой вольтметр действующего значени , содержащий первый интегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока управ лени , второй вход - с выходом источника опорного напр жени , вы« ход - с входом квадратора, а третий вход - с первым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с первым входом селектора, второй вход которого соединен с выходом кенератора импульсов, третий вход с; выходом реверсивного счетчика, четвертый вход - с выходом блока сравнени , первый выход - с первым

входом реверсивного счетчика, второй выход - с входом первого счетчика , третий выход - с входом второго-счетчика , выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, вторые выходы которых соединены с выходами первого счетчика , а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен свторым входом реверсивного счетчика второй интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнени , введены второй переключатель, инвертирующий повторитель и перемножитель , первый вход которого соединен с выходом квадратора, второй с выходом первого интегратора, а выход - с входом второго интегратора , при этом вход инвертирующего повторител  соединен с выходом источника опорного напр жени  и с первым входом второго переключател , второй вход которого соединен с выходом инвертирующего повторител , третий вход - с первым выходом блока управлени , а выход - с входом первого интегратора.

На чертеже изображена структурна  схема цифрового вольтметра действующего значени .

Цифровой вольтметр содержит источник 1 опорного напр жени , первый переключатель 2, квадратор 3, инвертирующий повторитель 4, второй.переключатель 5, первый интегратор 6, перемножитель 7, второй интегратор 8 блок сравнени  9, селектор 10, генератор импульсов 11, первый счетчик 1 группу элементов И 13, элемент ИЛИ 14 реверсивный счетчик 15, второй счетчик 16 и блок 17 управлени .

Шина входного сигнала соединена с первым входом переключател  2 и входом блока 17 управлени , выходы которого св заны с управл ющими входами переключател  2 переключател  5 и вторым входом селектора 10, Выход второго переключател  соединен со входом квадратора 3, выход которого подсоединен к первому входу перемножител  7. Выход источника 1 опорного напр жени  соединен с вторым входом переключател  2, с первым входом переключател  5 и входом инвертирукадего повторител  4, выход которого соединен с вторым входом переключател  5, выход которого подсоединен ко входу первого интегратрра 6., а выход последнего - ко второму входу перемножител  7, выход которого соединен со входом интегратора 8. Выход последнего через блок сравнени  9 св зан с первым входом селектора 10, третий вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов 11, а четвертый вход соединен с выходом реверсивного счетчика 15. Первый выход селектора 10 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 15, второй - со входом счетчика 12, и третий - со входом счетчика 16. Информационные «выходы счетчика 12 и счетчика 16 св заны с входами элементов И 13, выходы которых через элемент ИЛИ 14 подключены к суммирующему входу реверсивного счетчика 15. Аналого-цифровое преобразование действующего значени  :|. периодического напр жени  U (i пере менного тока в цепи цифрового воль метра осуществл етс  методом двухтактного интегрировани  произведени  квадрата мгновенного значени  напр жени  на линейно измен ющеес  напр жение. Цифровой вольтметр работает следующим образом, В момент начала первого такта интегрировани , длительность которо го Т4 Т, п 1, 2, ,,, , т.е, рав на или кратна периоду Т напр жени  Utt), блок 17 управлени  устанавливает переключатели 2 и 5 в положени с( и открывает селектор 10 по втором выходу. Вследствие этого напр жение U(i) преобразуетс  квадратом 3 и его выходное напр жение U) t) KU( поступает на первый вход перемножител  7, а выходное напр жение UQ источника 1 опорного напр жени  интегрируетс  интегратором 6, выходное напр жение которого ilvt-b поступает на второй вход перемножител  7, выходное напр жение которого интегрируетс  интегратором 8, на выходе которого в момент окончан такта напр жение Т, .,,..C,.,,.. JrfrP nTtKunu --J Д( ,,2 1т 2V5,k+ i 4JWTiT

где i ,i2 - посто нные времени

интеграторов 6 и 8j К f Кп- коэффициенты преобразовани  квадрата 3 и перемножител  7 соответственно , , а, Bjj, - коэффициенты р да

Фурье,

В момент окончани  первого такт блок 17 управлени  переводит перегде NO - информационна  емкость счетчиков 12 и 16,

С поступлением N таких импульсов в течение времени N, NoN

-f

Tl

cNi ключатели 2 и 5 в положение б,закрывает селектор 10 по второму выходу и открывает его по первому выходу, а число импульсов, поступивших в течение времени Т п Т на счетчик 12 через селектор 10 от генератора 11, равно N, i, пТ , где i(, - частота следовани  импульсов генератора 11, В течение второго такта интегрировани  опорное напр жение UQ от источника 1 поступает на входы квадратора 3 и интегрирую1чего повторител . 4, Выходное Напр жениеk и| квадратора 3 поступает на первый вход перемножител  7, а выходное напр жение о повторител  4 интегрируетс  интегратором 6 и поступает на второй вход перемножител  7, выходное. напр х ение KWnUoi интегкоторого , равное рируетс  до момента, когда . 1 KKnUlTl г-1Л л ОЛ откуда В момент равенства нулю выходного напр жени  интегратора 8 блок сравнени  9 закрывает селектор 10 по первому выходу и поступление импульсов от генератора 11 на вычитакющй вход .реверсивного счетчика 15 прекращаетс , С учетом последнего выражени  число импульсов, поступившихза врем  Т „ ,п, спТи luol После окончарГи  второго такта интегрировани  блок 17 управлени  открывает селектор 10 по третьему выходу, .и импульсы от генератора 11 поступают на счетчик 16, который вместе со счетчиком 12, группой элементов И 13 и элементом ИЛИ 14 образует двоичный умножитель частоты . Поэтому с выхода элемента ИЛИ 14 на суммиругаций вход счетчика 15 поступают импульсы с частотой S107 реверсивный счетчик 15 возвращаетс  в исходное состо ние, сигнал с его йыхода закрывает селектор 10 по третьему выходу, а число импульсов, зафиксированных счетчиком 16, MoU с о и- йГП-Т йГТ откуда действующее значение напр кени  3707 |Uo| , рде н - известный посто нный коэффициент . . Таким образом, введение второго переключател , инвертирующего повторител  и перемножител  повышает быстродействие предлагаемого npeofe .. разовател  путем сокращени  числа тактов интегрировани .

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ ВОЛЬТМЕТР ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ, содержащий первый интегратор, первый переключатель, первый вход которого соединен с входной шиной и входом блока управления, второй вход с выходом источника опорного напряжения, выход - с входом квадратора, а третий вход - с выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом селектора, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, третий вход - с выходом реверсивного счетчика, четвертый вход - с выходом блока сравнения, первый выход - с первым входом реверсивного счетчика, второй ныход - с входом первого счетчика, третий выход - с входом второго·счетчика, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с выходами первого счетчика, а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика, второй интегратор, выход которого соединен с входом блока сравнения, отличающий ся тем, что, с целью повышения быстродействия,' в него введены второй переключатель, <g инвертирующий повторитель и перемножитель , первый вход которого соединен с выходом квадратора, второй вход - с выходом первого интегратора, а выход - с входом второго интегратора, при этом вход инвертирующего повторителя соединен с выходом источника опорного напряжения и с первым входом второго переключателя, второй вход которого соединен с выходом инвертирующего повторителя, третий вход - с первым выходом блока управления , а выход - с входом первого интегратора.

   SU ... 1073707