SU1343392A1 - Устройство дл контрол напр жений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области цифровой измерительной техники и может быть использовано дл  автоматического контрол  посто нного напр жени . Целью изобретени   вл етс  по- вьшение быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что производитс  одновременное сравнение напр жени  с двум  допусками, представленными в виде цифровых кодов. Трансл ци  цифровых кодов в величины напр жений нижнего допуска (нд) и верхнего допуска (Uj), с которыми сравниваетс  Цц, происходит с помощью элементов сравнени , согласующего усилител , интегрирующих элементов, переключател , формировател  импульсов переключени  и записи, генератора импульсных последовательностей. Заданный код преобразуетс  в пропорциональную скважность импульсов, которые стабилизируютс  по амплитуде и интегрируютс  RC-звень ми. Величина выходных напр жений КС-звеньев пропорциональна коду, стабильность их зависит только от стабильности амплитуды импульсов и не зависит от периода следовани  импульсов и параметров RC-звеньев. Компаратор сравнивает эти напр жени  с контролируемым напр жением Ux. Быстродействие устройства определ етс  периодом тактовых импульсов, 3 ил., 1 табл. с б (Л со 4 00

Description

1134

Изобретение относитс  к цифровой измерительной технике и может быть использовано дл  автоматического контрол  посто нного напр жени .

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродер1стви .

На фиг. t приведена блок-схема устройства дл  контрол  напр жений; на фиг. 2 и 3 - диаграммы его работы.

Устройство содержит генератор 1 импульсных последовательностей, компаратор 2, элементы 3 и 4 сравнени  кодов, тригтеры 5 и 6, согласующий усилитель 7, генератор 8 тактовых импульсов, счетчик 9, переключаетль

10, второй 11 и третий 12 входы устройства , первый 13 и второй 14 выход

устройства, первый вход 15 устройства , первый 16 и второй 17 интеграто- ры, формирователь 18 импульсов переключени  и записи, первый 19, второй 20, третий 21 и четвертый 22 входы переключател , выход 23 переключател , первьв 24, второй 25, третий 26 и четвертый 27 выходы формировател  импульсов переключени  и записи, первый 28 и второй 29 выходы формировател  импульсов переключени  и записи

Генератор 1 импульсных последовательностей имеет первые выходы, на которых формируетс  двоичный цифрово код, и второй выход, на котором формируютс  импульсы тактовой частоты, Г енератор 1 может быть вбгполнен, например , на основе суммирующего счетчика 9 импульсов, выходы разр дов которого  вл ютс  первыми выходами генератора 1,

На второй выход генератора 1 и на счетный вход счетчика 9 поступают импульсы с выхода тактового генератора .

Устройство работает следующим образом .

На входы 11 и 12 устройства задаетс  код напр жени  нижнего и верхнего допусков. При подаче питающего напр жени  запускаетс  генератор 8 импульсов. Импульсы с выхода генератора 8 П(зступают на вход 24 формировател  18 импульсов переключени  и записи, а также на вход счетчика 9, D результате чего цифровой код на вы

где а,- - номер разр да двоично-коди рованного числа; i - знак (цифра) двоичной системы счислени , который пр нимает значени  О и 1, С учетом формул (2) и (4) выходные напр жени  и„д и интегратоходах разр дов счетчика 9 последова- ее , г: ч-7

э& ров 16 и 17 определ ютс  следующим

тельио увеличивает свое значение. Изменение кода на выходах разр дов счетчика 9 происходит дискретно с частотой следовани  тактовых импульвыражением:

НА, бд - о х

т, E:a;2 - --.-2n

0

0

N

сов. Элементы 3 и 4 сравнени  сравнивают коды с выходов разр дов счетчика 9 импульсов с кодами, установленными на входах 11 и 12 устройства, В результате сравнени  на выходе элементов 3 и 4 формируютс  пр моугольные импульсы и,о и и„ (фиг, 3): {1, при (.г (О, о, при N; 5Ny, ,

где N, - текущее значение кода на выходах разр дов счетчика 9; ;,сг значение кода, установленного на входах 11 и 12, Период Т следовани  этих импульсов и,о и и,, (фиг, 3) определ етс  числом разр дов двоичного счетчика 9 импульсов:

,-2 (2) где Тд - период тактовых импульсов

генератора 8; п - число разр дов двоичного

счетчика 9,

5 Импульсы с выхода элементов 3 и 4 сравнени  поступают на вход согласующего усилител  7, На выходе усилител  7 формируютс  импульсы стабильной амплитуды (UQ). Стабилизиро- 0 ванные по амплитуде импульсы с выходов 30 и 31 усилител  7 поступают на входы интеграторов 16 и 17, где усредн ютс , в результате чего на выходе интегрирующих элементов 16, g 17 устанавливаютс  посто нные напр жени  и,6 и и,7 (фиг, 2):

и,, , (3)

где и - амплитуда импульсов на вы- 0 ходах 30 и 31 согласующего

усилител  7;

tu - длительность импульсов. Длительность импульсов определ етс  двоичным кодом, установленным 5 на входах 11 и 12 устройства: ( -

,-Г1

.ToZ:a

(4)

где а,- - номер разр да двоично-кодированного числа; i - знак (цифра) двоичной системы счислени , который принимает значени  О и 1, С учетом формул (2) и (4) выходные напр жени  и„д и интеграто , г: ч-7

выражением:

НА, бд - о х

т, E:a;2 - --.-2n

(5)

Из формулы (5) видно, что точност напр жений , U. определ етс  только стабильностью амплитуды и импульсов и не зависит от стабильности периода Т тактовых импульсов и параметров интегрирующих элементов 16 и 17. Благодар  этому обеспечиваетс  высока  точность установки напр жений Цц. и Ug. в соответствии с кодом, установленным на входах 11 и 12 устройства.

Величина переменной составл ющей напр жений и„д и Ug может быть уменьшена до пренебрежимо малой величины соответствующим увеличением посто нной времени интегрирующих элементов 16 и 17.

Напр жени  U д и U. с выходов интегрирующих элементов 16 и 17 поступают на переключатель 10, с помощью которого поочередно подключаютс  к второму входу компаратора. Управление переключателем 10 осуществл етс  с помощью формировател  18 импульсов переключени  и записи, который может быть выполнен на стандартных узлах с применением микросхем .

Таким образом, в процессе работы устройства на втором входе компаратора 2 формируетс  пр моугольное напр жение , верхнее значение Ug которого определ етс  кодом на входах 12 устройства, а нижнее Ь ц. - кодом на входах 11 устройства. По переднему фронту Импульса записи логическое состо ние выхода компаратора 2 записываетс  в триггер 5, по переднему фронту импульса записи - в триггер 6.

При выполнении услови  устройство формирует на выходах 13 и 14 уровни логического нул  (лог. О), что соответствует состо нию Норма. Это происходит следующим образом.

В момент t измен ютс  уровни сигналов на выходах 26 и 27 переключени  формировател  18 соответственно на лог. О и лог. 1, при этом происходит подключение на второй код компаратора 2 напр жени  и,д , и уровень лог. 1 на выходе компаратора 2 измен етс  на ур- -вень лог.О. В момент tj по переднему фронту импуль

са тактовой частоты U, на выходе 28

t 4

формировател  18 формируетс  передний фронт импульса записи U . По переднему фронту импульса записи Ujf в триггер 5 с выхода компаратора 2 записываетс  уровень лог О, который устанавливаетс  на пр мом выходе триггера 5 и выходе 13 устройства. Это означает, что U,. . В момент времени t, измен ютс  уровни сигналов на выходах 26 и 27 переключени  формировател  18 соответственно на лог. 1 и лог. О, при этом происходит подключение на второй вход компаратора 2 напр жени  Ug, и уровень

лог. О

мен етс  на уровень лог

на выходе компаратора 2 из- 1. В мо

мент t по переднему фронту импульса тактовой частоты U на выходе 29 формировател  18 формируетс  передний фронт импульса записи . По переднему фронту импульса записи U в

25

триггер 6 с выхода компаратора 2 записываетс  уровень лог. 1, в ре30

зультате чего на инверсном выходе триггера 6 и выходе 14 устройства устанавливаетс  уровень лог. О . Это означает, что . Далее процесс повтор етс .

Па пр мом выходе триггера 5, выходе 13 устройства, на инверсном выходе триггера 6, выходе 14 устройства поддерживаютс  уровни лог. О, что соответствует состо нию Норма.

При условии U/ U нд Пед в момент tg по переднему фронту импульса записи Ujg формировател  18 с выхода компаратора 2 в триггер 5 записываетс  40 уровень лог, 1, который устанавли- ,ваетс  на пр мом выходе триггера 5 и выходе 13 устройства. Это означает, что и,инд, а логические уровни выходов 13 и 14 соответствуют состо нию Меньше нормы.

35

45

0

5

При условии U.Ug. «iUj в момент t, по переднему фронту импульса запиЬ

си формировател  18 с выхода компаратора 2 в триггер 6 записываетс  уровень лог. О, в результате чего на инверсном выходе триггера 6 и выходе 14 устройства устанавливаетс  уровень лог. 1, а на выходе триггера 6 и выходе 13 устройства - уровень лог. О. Это означает, что , а логические уровни выходов 13 и 14 соответствуют состо нию Боль- ще нормы.

Триггеры 5 и 6 через установочные входы устанавливают один другой в исходное положение, благодар  чему кодовые состо ни  выходов устройства когда одновременно выдаетс  и Меньше нормы и Больше нормы,  вл ютс  запрещенными, а их по вление свидетельствует о неисправности устройства контрол .

Таблица логических состо ний выходов 13 и 14 устройства имеет следующий вид.

Норма

«А ВД

Меньше x нд нормы

Больше Ug. U,, нормы

Неисправность

Быстродействие устройства определ етс  периодом следовани  тактовых импульсов, т.е. за один период следо- н ани  тактовых импульсов контролируемое напр жение U сравниваетс  с напр жением и .

При многоканальном контроле напр жений элементы сравнени  кодов, согласующий усилитель, интегрирующие элементы, переключатель, генератор импульсных последовательностей и формирователь имгГульсов переключени  и записи  вл ютс  об11у-1ми, а в каждом канале устанавливаетс  компаратор и два триггера (не показаны).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  напр жений , содержащее компаратор, два D0

   триггера, два элемента сравнени  кодов и генератор импульсных последова- тельностей, первый вход компаратора соединен с первым входом устройства дл  контрол  напр жений, выход компаратора подключен к D-входам первого и второго D-триггеров, первый и второй элементы сравнени  кодов соединены первыми входами соответственно с вторым и третьим входами устройства дл  контрол  напр жений, вторые входы первого и второго элементов сравнени  кодов подключены к

   5 первому выходу генератора импульсных последовательностей, выход первого D-триггера соединен с первым выходом устройства и с S-входом второго D- триггера, выход которого соединен с R-входом первого D-триггера и вторым выходом устройства, отличающеес  тем, что, с целью повьше- ни  быстродействи , введены формирователь импульсов переключени  и запи5 си, переключатель, два интегратора и согласующий усилитель, причем второй выход генератора импульсных последовательностей соединен с первым . входом формировател  импульсов пере0 ключени  и записи, второй вход кэто- рого подключен к первому выходу генератора импульсных последовательностей , выходы первого и второго элементов сравнени  кодов соединены соответственно с первым и вторым входами согласующего усилител , первьш выход согласующего усилител  подключен через первый интегратор к первому- входу переключател , второй вход которого через второй интегратор соединен с вторым выходом согласующего усилител , первый и второй выходы формировател  импульсов переключени  и записи соединены соответственно с третьим и четвертым входами переключател , выход которого подключен к второму входу компаратора, третий и четвертый выходы формировател  импульсов переключени  и записи соединены соответственно с С-входами первого и второго D-триггеров.

   5

   0

   5

   0

   12

   Г I

   t г ij ±ц

   J:

   19

   l

   i/1

   T4

   Норма

   JH

   ...1

   П

   П

   fie/fdu/e Hoflftb/ Фиг г

   f oflm/

   6

   То

   Составитель С.Никишов Редактор В.Данко Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

   Заказ 4821/48 Тираж 863Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4