SU313209A1 - Преобразователь активной мощности в код - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области преобразовани  и .кодировани  информации.

Известны преобразователи активной мощности в код, построенные по принципу управл емого делител , на вход которого подают входное напр жение, а соотношение ллеч устанавливают пропорционально входному току. Выходное .напр жение делител  преобразуют с помощью аналого-цифрового преобразовател .

Недостатками указанного преобразовател   вл ютс  узкий динамический диапазон, зависимость частоты тактового генератора от частоты измер емого процесса, большой объем оборудовани .

Цель изобретени  - расширение динамического диапазона, обеспечение независимости работы и точности преобразовател  от частоты измер емого процесса, упрош,ение конструкции и повышение .надежности преобразовател  активной мопдности в код. Дл  этого предлагаемый преобразователь содержит парафазные усилители напр жени , источник опорного .напр жени , аналоговые ключи, множительное устройство с частотным выходом и реверсивный счетчик, лричем источники опорното напр жени  и входных сигналов по.дключены к входам парафазных усилителей, выходы которых через аналоговые ключи, переключаемые триггерами управлени , св заны с входами множительного устройства; выход последнего соединен с счетным входом реверсивного счетчика, шины реверса которого соединены посредством инвертора с выходом

одного из нуль-органов; выход второго нульоргала соединен посредством другого инвертора с счетными входами триггеров управлени , а входы нуль-органов соединены с источниками входных ситналов.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого преобразовател  активной мощности в код; на фиг. 2 приведены эпюры напр жений в характерных точках схемы. Преобразователь содержит калиброванный

резистор 1, парафазные усилители напр же .ни  2 и 3, входы которых включены в цень источника мощности, источник опорного напр жени  4, аналоговые ключи 5, 6 и 7, 8, через которые выходы усилителей 2 и 3 подключены к множительному устройству (МУ) 9. Входы нуль-органов 10 и // включены в цепь источника мощности; выход нульоргана 10 св зан с и.нвертором 12 и шиной вычитани  реверсивного счетчика (PC) 13,

выход инвертора св зан с шиной сложени  PC 13; выход .нуль-органа 11 соединен .с счетным входом триггера управлени  14 и входом инвертора 15; выход инвертора 15 соединен с счетным входом триггера управлени  16; выаналоговым ключам 5 Е 6, а выходы триггера управлени  16 подключены к аналоговым ключам 7 и S.

Калиброванный резистор 1 служит дл  выделени  .напр жени , пропорционального входному току. Парафазные усилители 2 и 3 служат дл  разв зки входных цепей преобразовател  и получени  ларафазных напр жений . Источник опорного напр жени  4 предназначен дл  смещени  входных ,напр л ений в сторону полол ительных или отрицательных значений, что необходимо дл  нормальной работы МУ 9. Множительное устройство с частотным выходом 9 предназначено дл  генерировани  импульсов с частотой следовани , пропорциональной произведению входных напр жений . Нуль-органы 10 и // служат дл  формировани  импульсов перехода входных параметров напр жени  и тока через нуль. Триггеры управлени  М и 16 предназначены дл  управлени  аналоговыми ключами 5, 6, 7, 8, один из выходов триггера 14 служит дл  установки в нулевое состо ние PC 13.

Ра:бота -преобразовател  заключаетс  в следующем (фиг. 2). На входы парафазных каскадов 2 и 5 и нуль-органов 10 и // подаютс  измер емые значени  t/x и /х , где Яи - сопротивление резистора /. При переходе напр жени  t/x через Нуль в сторону положительного злачени  на выходе нуль-органа 11 формируетс  импульс, устанавливающий триггер 14 в состо ние «1, а триггер 16 в состо ние «О. При этом осуществл етс  сброс PC 13 в нулевое состо ние, открываютс  аналоговые :Ключи 5, 8 Е закрываютс  аналоговые ключи 6, 7.

Р-ежим работы реверсивного счетчика -13 полностью определ етс  знаком входного тока /X. Если прин ть дл  простоты, что /X отстает по фазе от U (в общем случае это не имеет никакого значени ), то на выходе .нуль-органа 10 имеетс  потенциал, который обуславливает работу PC 13 в режиме сложени . На вход МУ 9 через открытые ключи 5 и 5 .подаютс  напр жени  (бц+С/о) и (-Ui-i-Uo), причем Lu /Ci-f x, /C2-/x, где /Сь К2-Коэффициенты передачи входных каскадов преобразовател . С выхода МУ 9 импульсы с частотой , .пропорциональной произведению входных напр жений, поступают на вход PC 13 и интегрируютс  как положительные.

.В момент перехода тока /х через нуль в сторону положительного значени  (момент времени ti), нуль-орган 10 формирует импульс , обуславливающий работу PC 13 в режиме вычитани . Поступающие на вход 16 импульсы интегрируютс  как отрицательные.

В момент перехода .напр жени  через нуль в сторону отрицательного значени , нуль-орган // формирует импульс, устанавливающий триггер 16 в единичное состо ние. При этом управл ющий потенциал триггера 16 открывает ключ 7 и закрываетс  ключ S. На вход МУ 9 подаютс  напр жени  (-j-f/u+ o) и (-J-t/1-f-f/o)- Импульсы с МУ 9 поступают

на интегрирование и PC 13, который работает в режиме вычитани .

В момент времени tz (переход тока /х через нуль в сторону отрицательного значени ),

нуль-орган 10 формирует импульс, мен ющий направление интегрировани  PC 13 с отрицательного на положительное.

В .конце периода (момент времени Г) .на выходе нуль-органа 11 по вл етс  импульс,

устанавливающий триггер 14 в нулевое состо ние . При это.м управл ющий потенциал триггера 14 закрывает ключ 5 и открывает ключ 6. На вход МУ 9 подаютс  напр жени  (-L/u+ o) и (Ui+Uo). PC 13 интегрирует

выходные импульсы МУ 9 как положительные .

В момент времени T + ti (переход тока /х через нуль в сторону положительного значени ) импульс нуль-органа 10 мен ет направление интегрировани  PC 13 с положительного на отрицательное.

При переходе напр жени  U через нуль в сторону отрицательного значени  (момент времени Г-}-Г/2), нуль-орган // формирует

импульс, устанавливающий триггер 75 в нулевое состо ние. Управл ющие потенциалы триггера 16 открывают ключ 8 и закрывают ключ 7. На вход МУ 9 подаютс  напр жени  (-Uu+l o) и (). Импульсы с выхода

МУ 9 поступают на интегрирование в PC 13, который работает в режиме вычитани .

В момент перехода то-ка /х через «уль в сторону отрицательного значени  (), импульс нуль-органа 10 переводит PC 13 в режим сложени .

В конце второго периода (момент времен 2Т) импульс нуль-органа 11 устанавливает триггер 16 в единичное состо ние и сбрасывает PC 13 в нулевое состо ние, при этом

открываетс  ключ 5 и закрываетс  ключ 6. На входы МУ 9 поступают напр жени  (Un+Uo) и (-t/1+f/o).

Входные импульсы МУ 9 поступают на интегрирование в PC 13, который работает в режиме сложени , и т. д. Процесс периодически повтор етс .

За два периода PC 13 фиксирует число импульсов, пропорциональное значению активной мощности на два периода

(P,+ P,2),

где Pal и Раз - значени  мощности за первый и второй периоды, К - коэффициент пропорциональности , K Ki-К -Кз-, Ki и Kz - коэффициенты передачи входных каскадов, /Сз - коэффициент передачи МУ 9,

к - f

вх, f/B.,

ры, триггеры, нуль-органы, отличающийс  тем, что, с целью расширени  динамическото диапазона обеспечени  независимости работы точности преобразовател  от частоты измер емого процесса, упрощени  конструкции и повышени  надежности преобразовател , он содержит парафазные усилители напр жени , источник опорного на пр жени , аналоговые ключи, множительное устройство с частотным выходом и реверсивный счетчик, причем источники опорного напр жени  и входных сигналов подключены -к входам царафазных усилителей, выходы которых через анало говые ключи, переключаемые триггерами управлени , подключены к входам множительного устройства, выход последнего соединен с счетным входом реверсивного счетчика, шины реверса которого подключены через один инвертор к выходу одного пз нуль-органов, выход второго нуль-органа соединен через другой инвертор с счетными входами триггеров управлени , а выходы нуль-органов соединены с источниками входных сигналов.