SU1132235A1 - Устройство дл автоматического выбора диапазона измерени переменного напр жени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС .КОГО ВЫБОРА ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее усилитель с переключаемым коэффициентом усилени , вход которого подключен к входу устройства, а выход - к выходу устройства и одновременно к входам компараторов верхнего и нижнего пределов , и реверсивный счетчик, выходы которого подключены к управл ющим входам усилител , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  быстродействи  и уменьшени  переходных процессов, в него введены усилитель-ограничитель , устройство задержки , два D -триггера и логический элемент НЕ, причем вход усилител ограничител  соединен с входами компараторов , а выход усилител -ограничител  соединен сJ -входамиD-триггеров и через устройство задержки с тактовыми входами D-триггеров, D-ВХОД первого триггера через логический элемент НЕ соединен с выходом компаратора верхнего предела,) -вход второго триггера - с «ыходом компа9 ратора нижнего предела, выходы Ц-трнг геров подключены соответственно к . суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика.

Description

Вх.

Щ

00 tc ю оо ел

Ф1/г./ Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано в различных радиотехнических устройствах. Известно устройство дл  автомати ческого выбора диапазона измерени  переменного напр жени , содержащее усилитель с переключаемым коэффициентом усилени , вход, которого  вл ет с  входом устройства, а выход - выходом устройства, компараторы верхн го и нижнего пределов, входы которых соединены с выходом усилител , и ре версивный счетчик, входы которого соединены с выходами компараторов, а выходы - с управл ющими входами усилител  1. Недостатком этого устройства  вл етс  больша  интенсивность и дли .тельность переходных процессов, что приводит к увеличению погрешности измерений измерителей переменного н пр жени , в которых используютс  данные устройства. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  автоматичес кого выбора диапазона измерени  пер менного напр жени , содержащее усил тель с переключаемым коэффициентом усилени , вход которого подключен к входу устройства, а выход - к выход устройства, амплитудный детектор, включенный между выходом усилител  и входами компараторов верхнего и нижнего пределов, выходы которых че рез реверсивньй счетчик соединены с управл ющими входами усилител  2 Недостатком данного устройства   л етс  низкое быстродействие, поско ку при выборе диапазона анализирует с  сигнал после амплитудного детектора и в результате врем  выбора диапазона равно: -И, где Гдет посто нна  времени ампли тудного детектора; . h - число переключаемых диапазонов между двум  последовательными измерени ми . Недостатком устройства  вл етс  также больша  интенсивность и длительность переходных процессов, поскольку переключение коэффициента усилени  производитс  в произвольные моменты времени, хот  минимального значени  они достигают в случае, если изменение коэффициента усилени  35 . .-; происходит в момент перехода сигнала через ноль. Измеритель переменного напр жени , в котором используютс  данные устройства, автоматически производит определенное количество единичных измерений в единицу времени , затем автоматически их усредн ет и таким образом получает результат измерени . Из-за значительной длительности и интенсивности переходных процессов, возникающих при переключении диапазонов, нельз  сократить интервалы времени между единичными измерени ми, поэтому число единичных измерений, т.е. усредн емых величин, ограничено, из-за чего ограничена точность .результатов усреднени , т.е. результата измерени  измерител  переменного напр жени . При использовании данного устройства в измерите .л х переменного напр жени  переходные процессы, возникающие во врем  переключени  диапазонов, увеличи вают погрешность измерений. . Цель изобретени  - увеличение быстродействи  устройства, а также уменьшение переходных процессов. I Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  автоматического выбора диапазона измерени , содержащее усилитель с переключаемым коэффициентом усилени , вход которого подключен к входу устройства, а выход - к выходу устройства и одновременно к входам компараторов верхнего . и нижнего пределов, и реверсивный счетчик, выходы которого подключены к управл ющим входам усилител , введены усилитель-ограничитель устройство задержки, дваD-триггера и логический элемент НЕ, причем вход усилител -ограничител  соединен с входами компараторов, а выход усилител -ограничител  соединен с S -входами J)-.триггеров и через устройство задержки - с тактовыми входамиD-триггеров , D-вход первого триггера через логический элемент НЕ соединен с выходом компаратора верхнего предела ,) -вход второго триггера - с выходом компаратора нижнего предела, . выходы Р-триггеров подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика. На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 (а-з) - диаграммы, по сн ющие работу устройства (где на фиг. 2а - напр жение на входе устрой ства; на фиг. 26 - напр жение на выходе устройства; на фиг. 2в - напр жение на входеD-триггера 7; на фиг. 2г - напр жение на входе D-триг гера 8; на фиг. 2д - напр жение, поступающее на S -входы D -триггеро-в 7 и 8; на фиг. 2е - импульсы, поступающие на тактовые входыD-триггеров 7 и 8; на фиг. 2ж - импульсы, поступающие на вход реверсивного счетчика 9 при выходе входного сигнала за верхний предел диапазона; на фиг.2зимпульсы , поступающие на вход реверсивного счетчика 9 при выходе входного сигнала за нижний предел диапазона ). Устройство содержит усилитель 1 с переключаемым коэффициентом усилени , компаратор 2 верхнего предела., компаратор 3 нижнего предела, усилитель-ограничитель 4, логический элемент 5 НЕ, устройство 6 задержки, 1)-триггеры 7 и 8, реверсивный счетчик 9. Вход устройства соединен с входом усилител  1 с переключаемым коэффици ентом усилени , выход которого подключен к входу усилител -ограничител  4, а также к первым входам компараторов 2 и 3 соответственно верхнего и нижнего пределов, на вторые входы которых подаютс  посто нные на пр жени  и и U2, соответственно верх него и нижнего пределов, выход компаратора 2 через логический элемент 5 НЕ подаетс  на D -вход2) -триггера 7, а выход усилител -ограничител  4 соединен с 5-входами триггеров 7 и 8;.и через устройство 6 задержкис тактовыми входами этих триггеров, вькоды триггеров 7 и 8 соединены соответственно с суммирующим и вычитаю щим входами реверсивного счетчика 9, выходы которого соединены с управл ю щими входами усилител  1 с переключаемым коэффициентом.усилени . Устройство работает следующим образом . Входной сигнал (фиг, 2а) через усилитель 1 с переключаемым коэффици ентоМ усилени  подаетс  на вход компараторов 2 и 3. С выхода компаратора 2 сигнал через логический элемент 5 НЕ подаетс  на вход D ттриггера 7 (фиг. 2в - сигнал на входе D-триггера 7). С выхода компаратора 3 сигнал (фиг. 2г) подаетс  на вход J)-триггера 8. На тактовые входа D-триггеров сигнал с выхода усилител  1 подаетс  через усилитель-ограничитель 4 и устройство 6 задержки, которое осуществл ет задержку на четверть периода входного сигнала с тем, чтобы передний фронт импульсов, поступающих на тактовые входы I) -триггеров 7 и 8 (фиг. 2е), соответствовал максимальному мгновенному значению. Если входной сигнал находитс  внутри заданного диапазона, то в момент прихода тактового импульса t на входах триггеров 7 и 8 напр жение равно логической 1 и сигнал с выхода yci-шител ограничител  (фиг. 2д), подающийс  на -входы триггеров не мен ет их состо ни  (логическа  1), в результате на входы реверсивного счетчика не поступают счетные импульсы и он не мен ет своего состо ни . При выходе входного напр жени  за границы диапазона сигнал на входе соответствующего триггера в момент прихода тактового импульса (t;, , tj, tj) равен логическому О и триггер (7 при выходе за верхнюю границу диапазона, 8 при выходе за нижнюю границу) изменит свое состо ние с логической 1 на логический О. В результате в моменты времени t, t, и tg, когда на 1 -входы триггеров 7 и 8 подаетс  логический О с выхода усилител ограничител  4, выход одного из них ( 7 в моменты времени tj или t/,, 8 в моменты времени t) перейдет из состо ни  логического О в состо ние логической 1, т.е. на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 9 при выходе входного сигнала за пределы диапазона подаютс  импульсы (фиг. 2ж - при выходе за верхний предел, фиг. 2з - при выходе за нижний предел), при этом реверсивный счетчик мен ет свое состо ние, что приводит к изменению кода на управл ющих входах усилител  с переключаемым коэффициентом усилени  и к соответствукфему изменению коэффициента усилени . В результате сигнал на выходе усилител  1 с переключаемым коэффициентом усилени  (фиг. 26) всегда находитс  в заданном диапазоне независимо от пределов изме нени  сигнала на входе устройства (фиг.2а. Таким образом, благодар  отсутствию в пре,цлагаемом устройстве амплитудного детектора, инерциейHdCTb которого значительно уменьшает быстродействие устройства, а также тому, что анализ выхода переменного напр жени  за пределы диапазона происходит каждый его период в момент максимума его мгновенного значени  , быстродействи  предлагаемого устройства значительно повысилось по сравнению с прототипом .

Кроме того, тот факт, что само переключение происходит в момент пе рехода входного сигнала через ноль, приводит к уменьшению переходных процессов , возникающих во врем  переключени  диапазонов, за счет чего точность измерени  измерителей переменных напр жений, в которых используют предлагаемое устройство, повыситс  в несколько раз. Jl-J|LJ|LJ L-r|L-n ijiijij4 rti rt-i r io ft5 t

Фиг. 2 - f tste

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫБОРА ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее усилитель с переключаемым коэффициентом усиления, вход которого подключен к входу устройства, а выход - к выходу устройства и одновременно к входам компараторов верхнего и нижнего пределов, и реверсивный счетчик, выходы которого подключены к управляющим входам усилителя, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьшения пере ходных процессов, в него введены усилитель-ограничитель, устройство задержки, два D -триггера и логический элемент НЕ, причем вход усилителя ограничителя соединен с входами ком параторов, а выход усилителя-ограничителя соединен с 5-входамиD-триггеров и через устройство задержки с тактовыми входами D-триггеров, D-вход первого триггера через логи ческий элемент НЕ соединен с выходом компаратора верхнего предела,D -вход второго триггера - с 'выходом компаратора нижнего предела, выходы Ц^-триг геров подключены соответственно к . суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика.

   Н32235

   Фиг!