SU1411678A1 - Преобразователь активной энергии в цифровой код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерению и кодированию информации. Цель изобретени  - повышение точности преобразовани . Преобразователь ср .держит входной блок 1, преобразователи 2 и 3 напр жени  в частоту следовани  импульсов, нуль-орган 4, реверсивный счетчик 5, регистратор 6 результата, элемент 17 задержки и инвертор 20, введенный двоичный умножитель 7, включающий счетчик 8, им- , пульсно-потенциальный вентиль 9 и элемент ИЛИ 10, служащий дл  форми-. ровани  частотно-импульсной последовательности со средней частотой следовани  импульсов. Кроме того, в преобразователь введены регистры 11 и 12, счетчик 13, управл емый делитель 14 частоты, генератор 15 опорной частоты , делитель 16 частоты, элементы 18 и 1 9, 3адержки. 1 . ил

Description

Изобретение относитс  к измерению и кодированию информации и может быт }испольэовано дл  построени  преобра- ;зователей активной энергии (мощности |переменного ток  в цифровой код. I .Цель изобретени  - повышение точ- JBocTH преобразовани ,

I На чертеже нредставлена схема пре образовател  активной ;)нергии в циф 1ровой код.

I Преобразователь содержит входной (блок 1, нреобразователи 2 и 3 напр жени  в частоту следовани  импульсов нуль-орган 4, реверсивный счетчик 5, регистра тор 6 результата, двоичный умножитель 7, состо щий из первого счетчика 8. импульсно-нотенциальных вентилей 9 и элемента ИЛИ 10, регистры 1 и 12, второй счетчик 13, управл емый делитель 14 частоты, генерато

15опорной частоты, делитель 16 час- тоты, элемент задержки и инвертор 20, Причем входы входного блока

1 подключены к входным шинам, первый выход - к входу преобразовател  2 напр жени  в .частоту следовани  импульсов , и входу нуль-органа 4, а второй выход - к входу преобразовател  3 напр жени  в частоту следовани  импульсов . Выход нуль-органа 4 соеди йен с входом запис и регистратора 6 результата и через первый элемент 17 задержки с установочным входом реверсивного счетчика 5, выходы разр дов которого подключены к -входам регистратора 6 результата. Выход преобразовател  2 напр жени  в частоту следовани  импульсов подключен к входу записи первого регистра 11 и через второй элемент 18 задержки к установочному входу первого счетчика 8, вход которого соединен с вь ходом генератора 15 опорной частоты, входом управл емого делител  14 частоть и через инвертор 20 с входом делител 

16частоты, а выходы разр дов - с входами первого регистра 11 и импульсными входами вентилей 9, потенциальные входы которых гюдкл очены к выходам первого регистра 1, а выходы к входам элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с входом второго счетчика 13.Выход преобразовател  3 напр жени  в частоту следовани  импульсов подключен к входу записи второго регистра 2 и через третий элемент 19 задержки к установочному входу второго счетчика 13, выходы разр дов

которого соединены с входами второго регистра 12. Вход вычитани  реверсивного счетчика 5 подключен к выходу делител  16 частоты, а вход сложени  - к выходу управл емого делител  14 частоты, входы управлени  которого соединены с инверсными выходами регистра 12.

Преобразователь активной энергии в цифровой код работает следующим образом .

Входные напр жение u(t) и ток i(t) преобразуютс  входным блоком 1 в нормированные напр жени , им пр мо пропорциональные , а затем преобразовател ми 2 и З - соответственно в частотно-импульсные последовательности

f«(t)

+ S;,; i(t).

(t) и f;(t)

10

Счетчик 8, на вход которого поступают импульсы опорной частотой следовани  f, с выхода генератора 15 опорной частоты,- подсчитывает их количество в течение каждого периода последовательности с выхода преобразовател  2

N,/t)

fo/f.(t).

0

По окончании каждого из эТих периодов код N (t) импульсов с выхода преобразовател  2 переноситс  в первый регистр 1 I , после ч.его счетчик 8 сбрасываетс  9 нулевое состо ние и приступает к подсчету числа импульсов с выхода генератора 15 опорной частоты за следующий период последовательности с выхода преобразовател  2. В это же врем  на выходе п- разр дного двоичного умножител  7, управл ющим кодом которого  вл етс  код N|(t) первого реги стра It, формируетс  частотно-импульсна  последовательность со с.редней частотой следовани  импульсов

f(t) f.N(t)/2

Счетчик 13 в течение каждого теку- щего периода последовательности с вы- -хода преобразовател  3 подсчитывает число импульсов с выхода двоичного -умножител  7

) fwjt)/f.(t)-- 1,

после чего импульсом с выхода преобразовател  3 оно переноситс  во второй регистр 12, а счетчик 13 через врем , определ емое вторым элементом 19 задержки, сбрасываетс  в максимальное (единичное) состо ние и приступает к подсчету числа импульсов с выхода двоичного умножител  7 за следующий период последовательности с выхода преобразовател  3. Инверси  2 N„,.(1) - 1 кода N.(t) BTOpo го реги,стра 12  вл етс  управл ющей дл  делител  14 частоты. Поэтому при емкости последнего 2 и частоте fp на входе на его выходе формируетс  частотно-импульсна  последователь- ность с частотой следовани  импульсов

f,,j(t) fo/f2 - 2 -N,;(t)

-nJ

J- fi(f) f,(t),

поступающа  на вход сложени  реверсивного счетчика 5. В это врем  на вход вычитани  реверсивного счет- чика 5 поступает опорна  последовательность импульсов с выхода генератора 15 опорной частоты, поделенна  делителем 16 частоты на коэффициент

f /(2 f.). При этом в счетчике 5 за екущий период Т входного сигнала u(t) накапливаетс  с учетом то

го, что дл 

f

симметричных входных

сигналов i(t)dt 0 и u(t),

о .°

показание . т

N,(t) Ufi(t)fv.(t)-fi,f«jdt

и °Т«

Я J u(t)-i(t)dt.

Из-за дискретности счета при некратности в общем случае длительностей периода Т.и периодов последовательностей с выходов преобразователей 2 и 3 со средними значени ми периодов следовани  на этих интервалах импульсов с выходов соответственно делителей 14 и 16, генератора 15 опорной частоты и двоичного умно- Жител  7 возникают три погрешности. Перва  из них в относительных единицах и -ее среднеквадратичное значение с учетом .того, что (t ),

-,Q с

1Д)

,,(l-KJl, где К f(t)f,.

составл ют

cS/ 2/N.(t}; 6; ,(t)

Tt

(I-K ). К,Г.„ f.(t)(t)dtj,

о

A дл  синусоидальных входных сигналов

6; 2( 1-К К; ,.„ Т. cos о) ,

где К,- f . (t)/f .g .

Втора  и треть  погрещности в относительных единицах и их среднеквадратичные значени  дл  текущих периодов следовани  импульсов на выходе делител  14 частоты составл ют соответственно

i5;-isf,(t)/f,; (t)/(if6-f);

l,f.i(t)/fbj,(t) f;(t)f,.(t)/();

б;; f,(t) f,(t)/(.

Тогда суммарные значени  этих погрешностей дл  интервала преобразовани  с учетом их усреднени  определ ютс  соответственно как

f о.

nj,(t)

:

i

N),t-t)

-K.ui);

I N(W

r E

, -,,i( ь;; )VN,(t)

fi o fuo

F-N, (t)f,f

MMUH

I NJt)

IX ld+Kj.,

где M lj и Ч,,,- - значени  функций iCt) и (t ) на текущих периодах

импульсной последовательности с выхода делител  14.

А дл  синусоидальных сигналов при N 1

(Ь - -

fuo л| (1+К /2)(1-Ку) . 3f. T KiK cosU-o

б

fo(l-K)

1+(KS.+КГ )/2+(Кн-К;) созЧ „ l-Ku

3 f,-Q TV

cos 0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь активной энергии в цифровой код, содержащий входной блок, первый и второй преобразователи напр жени  в частоту следовани  импульсов,, нуль-орган, реверсивный счетчик, регистратор результата, первый элемент задержки и инвертор, при чем входы входного блока подключены к входным шинам, первый вьпсод - к входу первого преобразовател  напр жени  в частоту следовани  импульсов и входу нуль-органа, второй выход к входу .второго преобразовател  напр жени  в частоту следовани  импульсов 5 вьпсод нуль-органа соединен с входом записи регистратора результата и через первый элемент заде-ржки с установочным входом реверсивного счетчика, выходы разр дов которого подключены к входам регистратора результата , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани 5 в него введены двоич- 1-1ЫЙ умножительS состо щий из первого счетчика, импульсно-потенциапьных вентилей и элемента ИЛИ-, первый и второй регистры, второй счетчик, yn- равл емый делитель частоты, генератор опорной частоты, делитель частоты .

   второй и третий элементы задержки , причем выход первого преобразовател  напр жени  в частоту следовани  импульсов подключен к входу записи первого регистра и через второй элемент задержки к установочному входу первого счетчика, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, входом управл емого делител  частоты и через инвертор с входом делител  частоты, а вь гходы разр дов - с входами первого регистра и импульсными входами импульсно-потенциальных вентилей , потенциальные входы которых подключены к выходам первого регистра , а выходы - к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго счетчика, выход второго преобразовател  напр жени  в частоту следовани  импульсов подключен к входу записи второго регистра и через третий элемент задержки к установочному входу второго счетчики, выходы разр дов которого соединены с входами второго регистра, вход вычитани  реверсивного счетчика подключен к выходу елител  частоты, а вход сложени  - к выходу управл  емого делител  частоты входы управлени  которого соединены с инверсными выходами второго регистра.