SU1076913A1 - Параллельный статистический анализатор отклонений и колебаний напр жени - Google Patents

Abstract

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ОТКЛОНЕНИЙ И КОЛЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий счетчик, первый одновибратор, распределитель уровней, триггер, элементы И, ИЛИ, НЕ и преобразователь переменного напр жени  в посто нное, вход которого  вл етс  входом анализатора, а выход соединен с входом аналогоцифрового преобразовател , генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого, одновибратора, отличающийс  тем, что, с целью упрощени , в него введены дополнительные триггеры, второй одновибратор , регистры, схема сравнени , многоканальный переключатель, двоично-дес тичный счетчик и оперативное запоминающее устройство, выход которого соединен с информационным входом двоично-дес тичного счетчика , выход которого подключен к информационному входу оперативного запоминающего устройства, группа младших разр дов адресного входа которого соединена с выходом многоканального переключател , первый и второй информационные входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго регистров, информационный вход последнего из которых объединен с информационным входом третьего регистра, первым входом схемы сравнени  и соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , вход которого подключен к выходу преобразовател  переменного напр жени  в посто нное, вход которого  вл етс  входом анализатора, выход третьего регистра соединен с вторым информационным входом схемы сравнени , при этом первый и второй установочные входы триггера объединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ и подключены соответственно к первому и второму выходам схемы сравнени , выходы триггера соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого включен непосредственно к управл ющему входу первого регистра и входу установки единицы первого дополнительного триггера, а через последовательно соединенные элемент НЕ и первый одновибраГор - к входу установки нул  двоичного счетчика, тактовый вход которого объединен с управл ющим входом третьего регистра и vj подключен к выходу второго одновибз: ратора, вход которого соединен с вьгходом первого .элемента ИЛИ, выход х генератора импульсов подключен.непосредственно к тактовому входу распределител  уровней, а через делитель 00 частоты - к упрашл ющему входу второго регистра и входу установки едини цы второго дополнительного триггера, при этом п ть выходов распределител  уровней соединены соответственно с входом установки нул  первого допел-:, нительного триггера, с управл ющим входом двоично-дес тичного счетчика, с первыми входами первого и второго элементов И, с управл ющим входом оперативного запоминающего устройст

Description

ва И с тактовым входом третьего до:полнительного триггера, пр мой выход которого подключен к второму входу riepBoro элемента И, к управл ющему входу многоканального переключател  и адресным входом старшего разр да оперативного запоминающего устройства , инверсный вход третьего дополнительного триггера подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с входом

установки нул  второго дополнительного триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом четвертого дополнительного триггера, вход установки нул  которого соеди;нен с выходом первого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ, подключен к тактовому входу дврично-дес тичного счетчика.

1

Изобретение относитс  к информационно-измерительной и вычислительной технике и быть использовано в электроэнергетике дл  одновременного получени  гистограмм отклонений и размахов изменений напр жени  в ппомьшшенных электрических сет х с целью последующей оценки качества электроэнергии сетей.

Известен статистический анализатор качества напр жени , содержащий входное калиброванное устройство, измерительный орган, усилитель, элемент времени, релейно-контактную схему автоматики, электромеханическиЁ счетчики импульсов ij ,

Недостатками данного анализатора  вл ютс  узкие функциональные возможности , поскольку с его помощью может быть получена только гисто- грамма отклонений напр жени  сети, в то врем  как зачастую необходимо вести одновременный (реже раздельный ) контроль отклонений и колебаний напр жени ; низка  надёжность в св зи с наличием в его схеме значительного количества механических контактов; больша  металлическа  погрешность измерений, обусловленна выбранным алгоритмом функционировани  устройства; громоздкость и как следствие сравнительно большой вес (11 кг),

Известен также статистический анализатор колебаний напр жени , содержащий амплитудный селектор, элемент ИЛИ-И, дифференцирующий элемент , двухсторонний пороговый элемент , элемент НЕ, элемент задержки, триггер, распределитель уровней, к выходам которого через элементы И подключены триггерные счетчики импульсов 2j .

Недостатками указанного анализатора  вл ютс  узкие функциональные возможности, так как с его помощью может быть получена только гисто- грамма колебаний напр жени ; недостаточно высока  надежность, обу(5ловленна  большим количеством требуемых дл  его реализации интегральных микросхем.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  анализатор качества напр жени , содержащий преобразователь переменного напр жени  в посто нное, блок пороговых элементов, элемент ИЛИ-И, дифференцирующий элемент, двухсторонний пороговый элемент, элемент задержки, триггер, генератор пр моугольных импульсов, счетчик импульсов , дешифратор, формирователь одиночного стробирующего импульса, распределитель уровней, к выходам которого через контакты переключател  и элементы И подключены триггерные счетчики импульсов 3j .

Недостатками известного устройства  вл ютс  значительное врем  измерени , поскольку информаци  , необходима  дл  построени  гистограммотклонений и колебаний напр жени , накапливаетс  устройством последовательно во времени, а не параллельно, что приводит к двойному времени измерени ; низка  надежность, обусловленна  нерациональным алгоритмом функционировани  и громоздкой структурой устройства, что в свою очередь приводит к расходу большого количества требуемых элементов - интегральных микросхем. Сокращение времени измерени  гистограмм отклонений и колебаний напр жени  может быть достигнуто путем одновременного включени  в контролируемую сеть двух аналогов 1 и 2 .Однако в этом случае суммарный расход элементов будет значительно большим,чем у прототипа, поскольку анализаторы - аналоги имеют большую часть одинаковых блоков (а именно, входной преобразователь пер€ менного напр жени  в посто нное, блок пороговых элементов, блок пам ти , блок индикации, блок питани ), которые используютс  в этих прибоpax дважды, в то врем  как в прототипе они имеютс  в одном экземпл ре. Цель изобретени  - упрощение устройства , а также повышение быстродействи  ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в параллельный статистический анализатор отклонений и колебаний напр жени , содержащий счетчик, первый одновибратор, распределитель уровней, триггер, элементы И, ИЛИ, НЕ и преобразователь переменного напр жени  в посто нное, вход которого  вл етс  входом анализатора, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразовател , генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого одновибратора, в него введены дополнительные триггеры , второй одновибратор, регистры, схема сравнени , многоканальный переключатель , двоично-дес тичный счетчик и оперативное запоминающее устройство, выход которого соединен с информационным входом двоично-дес тичного счетчика, выход которого подключен к информационному входу оперативного запоминающего устройства , группа младших разр дов адресного входа которого соединена с выходом многоканального переключател , первый и второй информационные входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго регистров , информационный вход последнего из которых объединен с информационным входом третьего регистра, первым входом- схемы сравнени  и соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , вход которого подключен к выходу преобразовател  переменного напр жени  в посто нное, вход которого  вл етс  входом анализатора, выход третьего регистра соединен с вторым информационным входом схемы сравнени , при этом первый и второй установочные входы триггера объединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ и подключены соответственно к первому и второму выходам схемы сравнени , выходы триггера соединены соответственно с первым к вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого включен непосредственно к управл ю .щему входу первого регистра и входу установки единицы первого дополнительного триггера, а через последовательно соединенные элемент НЕ и первый одновибратор - к входу установки нул  двоичного счетчика, тактовый вход которого объединен с управл ющим входом третьего регистра и подключен к выходу второго одновибратора , вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход

генератора импульсов подключен непосредственно к тактовому входу распределител  уровней, а через делитель частоты - к управл ющему входу второго регистра и входу установки единицы второго дополнительного триггера, при этом п ть выходов распределител  уровней соединены соответственно с входом установки нул  первого дополнительного триггера, с управл ющим входом двоично-дес тичного счетчика, с первыми входами первого и второго элементов И, с управл ющим входом оперативного запоминающего устройства и с тактовым входом третьего дополнительного триггера , пр мой вход которого подключен к второму входу первого элеМента И, к управл ющему входу многоканального переключател  и адресным входом старшего разр да оперативного запомингцощего устройства, инверсный вход третьего дополнительного триггера подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с входом установки нул  второго дополнительного триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, .второй вход которого соединен с инверсным выходом четвертого дополнительного триггера, вход установки нул  которого соединен с выходом первого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ подключен к тактовому входу двоично-дес тичного счетчика.

На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого анализатора; на фиг. 2 - временна  диаграмма его работы (групповые, многоканальные св зи между элементами на фиг. 1 показаны утолщенной линией, единичные - тонкой),

Анализатор содержит преобразователь 1 переменного напр жени  в посто нное , вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход св зан с входом аналого-цифрового, преобразовател  ,(АЦП) 2, генератор 3 (пр моугольных)импульсов, выход которого св зан с входом делител  4 частоты, (запоминающие)регистры 5-7 выходы АЦП 2 св заны с информационными входами регистра б, с первой группой информационных входов схемы 8 сравнени  и через регистр 5 со второй группой входов схемы 8 сравнени ,(двоичный) счетчик 9, выходы которого через регистр 7 соедине с первым входом первой группы информационных входов многоканального . переключател  10/ второй вход (группа входов) которого подключен к выходу регистра б, а выход переключател  10 соединен с группой младимх разр дов адресного входа оттеративного запоминающего устройства (ОЗУ) 11, выходы которого соединены с входом двоично-дес тичного счетчика 12 выходы которого соединены с информационным входом ОЗУ 11, распределитель 13 уровней (РУ), триггеры 1418 , элементы ИЛИ 19 и 20 с динамиче скими входами, элемент ИЛИ 21 со ст тическими входами, одновибраторы 22 и 23, элементы И 24 и 25, элемент НЕ 26, причем выходы схемы 8 соедин ны с входами элемента ИЛИ 21 и уста новочными входами триггера 14, выхо ды которого соединены с входами элемента ИЛИ 19, выход которого сое динен с входом установки единицы триггера 18, управл югдам входом регистра 7 и через элемент НЕ 26 и одновибратор 23 - с входом установки нул  двоичного счетчика 9, такто вый вход которого св зан с управл ю щим входом регистра 5 и через одновибратор 22 подключен к выходу элемента ИЛИ 21, инверсный выход триггера 18 соединен с входом установки единицы триггера 17, выход делите ,л  4 частоты св зав с управл ющим входом регистра 6 и входом установк единицы триггера 16, а вход делител  4 частоты соединен с тактовым входом распределител  13, выходы которого соединены соответственно первый - с входом установки нул  триггера 18, второй - с управл ющим входом счетчика 12, третий - с соот ветствующими входами элементов И 24 и 25, четвертый - с управл ющим вхо дом ОЗУ 11, п тый - с тактовым входом , триггера 15, пр мой выход которого , соединен с управл ющим входом .переключател  10, адресным входом , старшего разр да ОЗУ 11 соответству щим входом элемента И 25, выход которого соединен с входом установки нул  триггера 17, инверсный выход которого соединен с соответствующим входом э.лемента ИЛИ 20, выход которого соединен с тактовым входом сче чика 12, инверсный выход триггера 1 соединен с соответствующим входом. э.л мента И 24, выход которого соединен с входом установки нул  триггера 16, инверсный выход которого соединен с соответствукЯцим входом элемента ИЛИ 20. Анализатор выполнен ц -канальным, где Ц - число уровней анализа, равное числу разр дов искомых функций распределени  и гистограмм отклонений и колебаний напр жени . Устройство работает следующим образом. На вход анализатора подаетс  переменное исследуемое напр жение сети и (t), которое преобразуетс  эле ментом 1 в посто нное напр жение U пропорциональное действук цему значе нию напр жени  сети iiat)-uiti-u. где и (t) - действующее значение напр жени  сети в текущий момент времени t ; о уровень, ниже которого исследуемое напр жение не опускаетс  в процессе анализа; обычно выбирают Up - 0,8 U, ( UH - номинальное напр жение сети), Выходное напр жение преобразовател  1 поступает на вход А1Щ 2, рабочий диапазон которого перекрывает диапазон изменени  исследуемого напр жени  сети от 0,80 ц до l,2Uf, . Ширина младшего значащего разр да АЦП 2 iU равн етс  ширине разр да искомых .тистограмм л U (отклонений напр жени ) и л SU (колебаний напр жени ). Аналогова  величина подаваемого на вход АЦП 2 напр жени  преобразуетс  на его выходах в двсичное число. В анализаторе используетс  АЦП 2 параллельного принципа действи , очередное изменение кода на выходах которого происходит лишь после того, как входное напр жение измен етс  на ширину младшего значащего разр да А и . Число двоичных разр дов (выходов) преобразовател  2 св зано с числом каналов анализатора следующей форму .лой: N--60,(пи. Выходное число АЦП 2 поступает .на информационные входы схемы 8 сравнени  непосредственно и через регистр 5, Выходные напр жени  схемы 8 равны нулю в том случае, если к его первому и .второму входам приложены одинаковые N - разр дные числа А и В, По вление напр жени  единичного уровн  на его выходах происходит соответственно при следующих услови х: на первом - при А В; на втором при А i В. Используемый в устройстве N -канальный (бесконтактный) переключатель 10 работает следующим образом. На его выходах по вл етс  соответст ,венно число: Е - при единичном уровне напр жени  на управл ющем входе; F - при нулевом уровне напр жени  на управл ющем входе. В процессе анализа информаци  накапливаетс  в блоке пам ти устройства , который выполнен на ОЗУ 11 и двоично-дес тичном счетчике 12. Емкость ОЗУ 11 равн етс  Е - 2 X (П+1) X m X 4, (3) где Л1 - число дес тичных разр дов максимальной выборки колебаний и отклонений напр жени  М . 10, котора  может быть накоплена в каждом канале блока пам ти. При дальнейшем рассмотрении алго ритма работы устройства в качестве примера примем nr-7,N -3,ni 5 Накопление информации в процессе анализа осуществл етс  с помощью счетчика 12, а ее хранени.е - в  чей ках ОЗУ 11. Дл  записи и хранени  в ОЗУ 11 in- разр дное дес тичное чис ло представл етс  в виде слова емкостью т«4 бит в коде 1-2-4-8, причем номер декады записанного в ОЗУ слова соответствует номеру дес тичного разр да числа, а значение дека ды - дес тичной цифре этого разр да . Каждое слово представл ет собой информацию, накопленную в определен ном канале устройства. Номера каналов анализатора задаютс  адресными входами ОЗУ 11. С помощью старшего адресного-разр да ОЗУ 11 блок пам ти устройства раздел етс  на две равные части, в каждой из которых накапливаютс  статистики по отклоне ни м (хранитс  в ОЗУ 11 по адресам 0001 - 0111) и колебани м напр жени  (хранитс  в ОЗУ 11 по адресам 1001-1111). Каждому адресу соответс вует номер разр да искомого статист ческого распределени ; адресу 0001первый разр д гистограммы отклонений напр жени ; адресу 0010 - второ разр д гйстограммы отклонений и т.д.; адресу 1001 - первый разр д г стограммы колебаний напр жени ; адресу 1010 - второй разр д гистограммы колебаний и т.д. Используемые в схеме анализатора элементы ИЛИ 19 и 20 с динамическим входами вырабатывают на своих выходах короткие импульсы по переднему фронту прикладываемых к их входам единичных импульсов напр жени . Генератором 3 задаетс  тактова  частота устройства. Делителем часто ты .(ДЧ) 4 задаетс  интервал выборки отклонений напр жени  (фиг. 2) о 1 5 4 i,4 где Т - длительность периода след вани  импульсов делител  частоты; 14 частота следовани  импул сов делител  4, длительность которых равн етс  длительности выходных им пульсов генератора 3; К - коэффициент делени  дели тел  4 частоты. Импульсы генератора 3 также поступают на вход п тиканального: распределител  13 уровней, по выхо дам которого при этом сканируе - уп равл ющий единичный импульс напр ж ни  (Ui на фиг. 2) , обеспечива  непрерывное накопление информации в ОЗУ 11. Причем в конце Кс1ждого т та работы распределител  13 (в моменты времени i: , ij и т.д. на фиг. 2) импульсом с eio п того выхо- да переключаетс  триггер 15, который единичным напр жением своих выходов поочередно управл ет накоплени М информации в част х блока пам ти анализатора С адресами каналов 0001-0111 и 1001-1111. Устройством одновременно выполн етс  анализ отклонений и колебаний напр жени . Выборка отклонений напр жени  обеспечиваетс  элементами 4,6, 16 и 24; дл  анализа колебаний напр жени  предназначены элементы 5, 7 - 9, 14, 17-19, 21-23, 25, 26; остальные элементы устройства используютс  как в одном, так и в других режимах. Хот  указанные режимы работы анализатора протекают параллельно во времени, их рассмотрение удобнее выполнить последовательно. Рассмотрим вначале осуществление анализатором анализа отклонений, а затем - колебаний напр жени , использу  дл  этого один и тот же отрезок реализации исследуемого напр жени  U (t) на интервале t - ti . Перед началом измерений содержимое ОЗУ 11 и счетчиков 9 и 12 обнул етс , триггеры 16-18 также устанавливаютс  в нулевое состо ние. В произвольный момент времени i,, (фиг. 2), с которого рассматриваетс  алгоритм работы устройства, его многоустойчивые элементы наход тс  в следующих состо ни х: триггер 15 в единичном (при котором единичное напр жение присутствует на его пр мом выходе), триггеры 16-18 - в нулевом (единичное напр жение присутствует при этом на их инверсных выходах ) , распределитель 13 - в состо нии , при котором единич1ное напр жение присутствует на его последнем п том выходе; содержимое счетчика.9 равно нулю; содержимое регистра 5 равн етс  выходному коду АЦП 2 (в результате выходные напр жени  числового компаратора 8 равны нулю); содержимое регистров 6 и 7  вл етс  произвольным; триггер 14 также находитс  в произвольном (например, нулевом) состо нии. А. Статистический анализ отклонений напр жени  выполн етс  устройством следующим образом. В момент времени tj осуществл етс  выборка отклонений напр жени . При этом импульсом с выхода делител  4 частоты в регистр 6 записывает .с  число, имеющеес  на выходе АЦП 2 и соответствующее уровню анализа отклонений напр жени  в момент выборки (на фиг. 2 в примере записываетс  число 001), которое через переключатель 10 поступает на адресные входы ОЗУ 11, поскольку к управл ютему входу переключател  10 приложено нулевое напр жение с выхода триггера 15. Учитыва , что к адресному входу старшего разр да ОЗУ 11 приложено нулевое напр жение пр мого выхода триггера 15, на адресных входах ОЗУ 11 формируетс  код 0001, соответствующий первому разр ду измер емой гистограмма отклонений нап р жени . Этим же импульсом с выхода ДЧ 4 переводитс  в единичное состо  ние триггер 16, подготавлива сь дл  Увеличени  на единицу содержимого канала анализатора с адресом 0001. Одновременно с этим на первом выходе распределител  13 по вл етс  импульс/ воздействующий на вход уст новки нул  триггера 18, однако, поскольку триггер 18 до этого находилс  в нулевом состо нии, то ник-аких других изменений в схеме анализ тора при этом не происходит. Следующий импулЬс генератора 3 приводит к по влению единичного уровн  напр жени  на втором выходе распределител  13 (в момент времени i- на фиг. 2) . При этом в счетчик 1 записываетс  число, накопленное в результате предыдущего анализа и хран щеес  в ОЗУ 11 по адресу 0001. При поступлении следующего импульса генератора 3 на вход РУ 13 {в момент времени ig ) третьем выходе последнего по вл етс  единич ный импульс, КОТОЕ1ЫЙ после прохожде ни  через элемент И 24 возвращает триггер 16 в нулевое состо ние, По вл 1бщеес  при этом на инверсном вы ходе триггера 16 единичное напр жен преобразуетс  элементом ИЛИ 20 в ко роткий импульс ( 1(20 на фиг. 2) , уве личивающий содержимое счетчика 12 на единицу. При следующем срабатывании распределител  13 (в момент времени i ) по вл ющеес  на его четвертом выходе ,единичное напр жение управл ет записью в ОЗУ 11 по тому же адресу 0001 числа, содержащегос  в счетчи ке 12. По вление единичного импульса напр жени  на п том выходе РУ 13 (в момент времени ij ) приводит к пе реключению триггера 15 в единичное состо ние, при котором его единичное напр жение пр мого выхода прикладываетс  к первому входу элемента И 25 и входу старшего адресного раз р да ОЗУ 11. Таким образом, при каждой выборке случайного процесса изменени  отклонений напр жени  выполн етс  считывание в счетчик 12 числа, накопленного в результате предыдущего анализа и хран щегос  в ОЗУ 11 по адресу, соответствующему уровню анализа отклонений в момент выборки после чего это число увеличиваетс  счетчиком 12 на единицу и вновь записываетс  в ОЗУ 11 по тому же адресу . При следующей выборке (в момент времениi() ) осуществл етс  аналогична  операци  и т.д. Б, Статистический анализ размахов колебаний напр жени  выполн етс  устройством следующим образом. В процессе анализа напр жение И поступает на вход АЦП 2. В регистре 5 хранитс  число, соответствующее разр ду АЦП 2, внутри которого находитс  исследуемое напр жение. Например , в момент времени tj , при котором напр жение U достигает своего экстремального (минимального) значени , в регистре 5 хранитс  число 001. При дальнейшем изменении напр жение а пересекает границу между первым и вторым разр дами АЦП 2 в точке 1 на фиг. 2, На выходе АЦП 2 при этом по вл етс  число 010, которок больше хран щегос  в этот момент в регистре 5 числа 001. В результате на первом выходе скемы 8 сравнени  по вл етс  единичное напр жение , которое, проход  через элемент ИЛИ 21, запускает одновибратор 22, а на его инверсном выходе при этом по вл етс  отрицательный импульс напр жени  (в момент времени t ). По переднему фронту выходного импульса одновибратора 22 (в момент времени tg) на единицу увеличиваетс  содержимое счетчика 9, а также происходит запись числа 010 в регистре 5, что выравнивает коды чисел на входах А и В схемы 8 и соответственно снимает единичное напр жение с его первого выхода. Поступление этого же импульса одновибратора 22 на вход установки нул  триггера 14 не измен ет его состо ни , поскольку с момента времени t триггер 14 находитс  в нулевом состо нии . Аналогична  операци  повтор етс  в точках 2 и 3, причем каждый раз содержимое счетчика 9 увеличиваетс  на единицу, а состо ние триггера 14 остаетс  нулевым. Б момент прохождени  напр жением (J очередного экстремума-максимума ( i,g на фиг. 2) в регистре 5 хранитс  число 100, а в счетчике 9 - число Oil (поскольку на интервале t ю з вход поступило три отрицательных импульса с выхода одновибратора 22) . После прохождени  экстремума в точке 4 снова происходит смена кода числа на выходе АЦП 2. На его выходе по вл етс  число 011, которое меньше хран щегос  в регистре 5 числа 100, В результате единичное напр жение по вл етс  на втором выходе схемы 8 сравнени , перевод  в единичное состо ние триггер 14, единичное напр жение пр мого выхода которого прикладываетс  к входу элемента ИЛИ 19, На выходе элемента ИЛИ 19 пр этом по вл етс  короткий импульс нап р жени  (в момент времени t,, , и на фиг. 2), который переводит вединичное состо ние промежуточный триггер 18, а также, воздейству  на управл ющий вход регистра 7, произ-. водит запись в него числа 011, накопленного счетчиком 9 на интервале 4 iu соответствующего значению размаха колебани  напр женИ-Я наэтом интервале. После окончани  импульса на выходе элемента ИЛИ 19 на выходе элемента НЕ 26 по вл етс  единичное напр жение, которое запускает одновибратор 23, устанавливающий своим коротким выходным импульсйм счетчик 9 в исходное нулевое состо ние. После этого по переднему фронту отри дательного импульса одновибратора 22 (в момент времени i. ) йчетчиком 9 засчитываетс  единица, а его содержимое становитс  равным 001. В момент времениi(2 импульсом с первого выхода распределител  13 воз вращаетс  в исходное нулевое состо ние триггер 18, который единичным напр жением своего инверсного выхода переводит триггер 17 в единичное состо ние. Начина  с момента времени i и далее до окончани  очередного такта распределител  13 триггер 15 находитс  в нулевом состо нии, соответствующем накоплению статистик по отклонени м напр жени , В момент вре мени { триггер 15 переходит в единичное состо ние, прикладыва  единич ное напр жение пр мого выхода к вход старшего адресного разр да ОЗУ 11 управл ющему входу переключател  10 и первому входу эле1 5ента И 25, При этом к адресным входам ОЗУ 11 с выходов регистра 7 через переключатель 10 подаетс  число 011, накопленное счетчиком 9 в течение размаха колеба ни  напр жени  на интервале i,-- t,g . С учетом значени  старшего разр да на адресных входах ОЗУ 11 формируетс  код 1011, соответствующий третьему разр ду измер емой гистрограмлдд (или функци  распределени ) размахов колебаний напр жени , В момент времени i (5 напр жением со второго выхода РУ 13 в счетчик 12 записываетс  число, накопленное в ре зультате Предыдущего анализа и хран щеес  в ОЗУ 11 по адресу 1011, в момент времени tjr на третьем вы ходе РУ 13 по вл етс  единичный импульс , который после прохождени  через элемент И 25 возвращает в нулевое состо ние триггер 17. По вл ющеес  при этом на инверсном выходе триггера 17 единичное напр жение преобразуетс  элементом ИЛИ 20 в короткий импульс ( на фиг. 2) , уве:ичивающий содержимое счетчика 12 на единицу. При следующем срабатывании распределител  13 (в момент времени tig ) по вл ющеес  на его четвертом выходе единичное напр жение управл ет записью в ОЗУ 11 по тому же адресу 1011 числа, содержащегос  в счетчике 12. После окончани  колебани  напр жени , протекающего на временном интервале t|g -{(-j , на единицу увеличи-. . ваетс  содержимое канала блока пам ти устройства с адресом 1010 (в момент времени щ ), поскольку в тече-ние этого колебани  крива  Щ пересекает границы между разр дами АЦП 2 в точках 4 и 5 и т,д. Так осуществл етс  накопление информации при анализе размахов колебаний напр жени  - приращений напр жени  между соседними SKCTpeMiMaми , при этом после прохождени  напр жениемО} каждого экстремума на единицу увеличиваетс  содержимое канала устройства, номер которого соответствует числу пересечений этим напр жением границ разр дов АЦП 2 между очередным и предшествующим экстремумами: при пересечении одной границы увеличиваетс  содержимое канала с адресом 1001; двух - 1010; трех - 1011 и т.д. После накоплени  достаточно большого объема информсщии по содержимому ОЗУ 11 стро тс  гистограммы и функции распределени  отклонений и размахов колебаний напр жени . При построении статистических распределений следует учитывать также, что нулевым каналом устройства (с адресом 0000) засчитываютс  все выборки отклонений при значени х напр жени .U меньших границы между нулевым и пеР вым разр дами АЦП 2 (в том числе и при его значени х ниже 0 ). А старшим каналом (с адресом 1111) - все колебани  напр жени , размахи которых больше По плавной кривой плотности распределени  веро тностей отклонений напр жени  1 (U), получаемой из гистограммы отклонений, и зависимости размахов колебаний напр жени  от частоты превышени  6U.Wn), получаемой из функции распределени  размахов лебаний, делаетс  оценка допустимости отклонений.и колебаний напр жени  в исследуемой сети. Дл  обеспечени  надежной работы анализатора необходимо выполнение следующих соотвношений, Частота генератора 3 должна выбиратьс  по следующей формуле 10

гдёл1 -„.- минимальный интервал между соседними экстремумами напр жени , т.е. оконча . ни ми следующих друг за другом колебаний напр жени .

минимальный интервал выборки отклонений напр жени  равен

10

тг

0 wi« i (6)

ДлЛ реализации предлагаемого алгоритма работы устройства необходимо также вьтолнение неравенства

где1ц,р.2 23 соответственно

длительности импульсов элементов И 19, 22 и 23. . Наличие промежуточного триггера 18 необходимо дл  исключени  возможности накоплени  ложной информации при следующих услови х: нахождеНИИ триггера 15 в единичном состо нии и по вление импульса элемента ИЛИ 19 в течение импульсов на третьем и четвертом (или любом из них) выходах распределител  13, В этом

случае при отсутствии триггера 18 информаци  одного из каналов блока пам ти анализатора была бы полностью искажена.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными уменьшает в 2 раза врем  анализа, необходимое дл  получени  статистических распределений отклонений и колебаний напр жени , обеспечивает более простую

5 схему и как следствие ее большую экономичность и надежность, меньшую стоимость и потребл емую мощность требуемых дл  реализации устройства элементо-в.

По сравнению с базовым прог ышленным объектом статистическим анализатором качества напр жени  экономический эффект составит 1,175 млн.р.

Claims (1)

1. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ОТКЛОНЕНИЙ И КОЛЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий счетчик, первый одновибратор, распределитель уровней, триггер, элементы И, ИЛИ, НЕ и преобразователь переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом анализатора, а выходсоединен с входом аналогоцифрового преобразователя, генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого, одновибратора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены дополнительные триггеры, второй одновибратор, регистры, схема сравнения, многоканальный переключатель, двоично-десятичный счетчик и оперативное запоминающее устройство, выход которого соединен с информационным входом двоично-десятичного счетчика, выход которого подключен к информационному входу оперативного запоминающего устройства, группа младших разрядов адресного входа которого соединена с выходом многоканального переключателя, первый й второй информационные входа которого подключены к выходам соответственно первого и второго регистров, информационный вход последнего из которых объединен с информационным входом третьего регистра, первым входом схемы сравнения и соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, вход которого подключен к выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, вход которого является входом анализатора, выход третьего регистра соединен с вторым информационным входом схемы сравнения, при этом первый и второй установочные входы триггера объединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ и подключены соответственно к первому и второму выходам схемы сравнения, вы- § ходы триггера соединены соответст- ι венно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого включен непосредственно к управляющему входу первого регистра и входу I установки единицы первого дополнительного триггера, а через последо- * вательно соединенные элемент НЕ и’ первый одновибратор - к входу установки нуля двоичного счетчика, такто-; вый вход которого объединен с управ-, ί ляющим входом третьего регистра и подключен к выходу второго одновибратора, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход генератора импульсов подключен.непосредственно к тактовому входу распределителя уровней, а через делитель частоты - к управляющему входу второго регистра и входу установки единицы второго дополнительного триггера, при этом пять выходов распределителя уровней соединены соответственно с входом установки нуля первого допол-_ нительного триггера, с управляющим входом двоично-десятичного счетчика, с первыми входами первого и второго элементов И, с управляющим входом оперативного запоминающего устройст

   1076913 А ва и с тактовым входом третьего дополнительного триггера, прямой вы'ход которого подключен к второму входу первого элемента И, к управляющему входу многоканального переключателя и адресным входом старшего разряда оперативного запоминающего устройства, инверсный вход третьего дополнительного триггера подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с входом установки нуля второго дополнительного триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом четвертого дополнительного триггера, вход установки нуля которого соединен с выходом первого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ, подключен к тактовому входу дврично-десятичного счетчика.