SU473114A1 - Цифровой интегрирующий вольтметр - Google Patents

Description

,. 1 :

Изобретение относитс  к области приборостроени , а именно -к устройствам измерени  среднего и средневыпр мленного значени  переменного напр жени  произвольной формы.

Известны цифровые интегрирующие вольтметры , предназначенные дл  измерени  интегральных характеристик периодических напр жений . Они содержат генератор пилообразного опорного напр жени , устройство управлени , усилитель-ограничитель, логиче-, ский блок, устройство сравнени , задатчик работы , генератор импульсов эталонной частоты , ключевой элемент, счетчик и отсчетное устройство. Отмечаетс , однако, уменьшение точности с ростом частоты измер емого напр жени  вследствие синхронизации частоты входного сигнала с эталонной.

Цель изобретени  - исключение погрешности измерени , обусловленной синхронизацией частоты выхОлТ.ного сигнала с эталонной, и повышение верхнего предела частотного диапазона измерений. Это достигаетс  тем, что цифровой интегрируюший вольтметр снабжен генератором случайных стробирующих импульсов и стабилизатором математического ожидани , причем выход генератора случайных стробирующих импульсов подключен к стробируемому входу устройства сравнени , ко входам логического блока и стабилизатора математического ожидани , выход котощ2

рого подключен ко входу управлени  генератора случайных стробирующих импульсов.

На фиг. 1 приведена блок-схема вольтметра; на фиг. 2 - блок-схема логического уст5 ройства; на фиг. 3 - временные диаграммы работы отдельных узлов вольтметра.

Вольтметр содержит стабилизатор математического ожидани  I, генератор случайных стробирующих импульсов 2, генератор опорного пилообразного напр жени  3, тактовый генератор 4, устройство сравнени  5, усилитель-ограничитель 6, задатчик рода работы 7, логический блок 8, реверсивный счетчик 9 и отсчетное устройство 10.

15 Вольтметр работает следующим образом. Цикл измерени  задаетс  тактовым генератором 4, который запускает генератор 3 двухпол рного пилообразного опорного напр жени  (см. фиг. 3,а), а подключенный к выходу

20 генератора опорного напр жени  усилительограничитель 6 формирует из пилообразного напр жени  пр моугольные импульсы со скважностью 2 (на фиг. 3,6 представлено напр жение с пр мого выхода усилител -огра25 ничител  6, а фиг. 3,8 - с инверсного).

Измер емое периодическое напр жение произвольной формы (треугольное напр жение на фиг. 3,а) подаетс  на вход устройства 5 сравнени , которое в моменты прихода случайных стробирующих импульсов определ ет

больше или меньше измер емое напр жение f/x текущего значени  опорного пилообразного тганр жепн . Случайные стробирующио импульсы , повтор ющиес  через одинаково распределенные , независимые интервалы времени генерирует генератор 2, а математическое ожидание интервалов, т. е. среднюю частоту, стабилизирует стабилизатор 1 математического ожидани  (фиг. 3,г). Выходы устройства 5 сравнени  (У), генератора 2 случайных стробирующих импульсов (Z) и усилител -ограничител  6 (V и V) подаютс  на логический блок 8, в котором логическа  схема «Hi образует схему совпадени , а логическа  схема «И2 - схему антисовпадени  устройства сравнени . Во врем  положительного полупериода опорного напр жени  сигналом V открыт путь импульсам через логическую схему «Иб, а во врем  отрицательного полупериода опорного напр жени  сигналом У открыт путь через схему «Ие. Выходы схем «Иб и «Иб подключены к логической схеме «ИЛИ, выход которой подсоединен к счетному входу реверсивного счетчика 9. Таким образом, через схему «ИЛИ: в реверсивный счетчик 9 во врем  положительного полупериода опорного напр жени  поступают имнульсы со схемы совпадени , а во врем  отрицательного полупериода - импульсы со схемы антисовпадени , т. е. в реверсивный счетчик поступают только тогда стробирующие импульсы, когда абсолютное значение измер емого напр жени  (U) превышает абсолютное значение опорного напр жени  (фиг. 3,д}.

Задатчик 7 рода работы подключен к логической схеме «И4, выход которой подсоединен к шине суммировани  реверсивного счетчика 9 и к логической схеме «Из, выход которой через инвертор «НЕ подключен к шине вычитани  реверсивного счетчика 9. Вторые входы схем «Из и «И4 соединены вместе и подключены к инверсному выходу (V) усилител -ограничител . Поэтому в режиме измерени  средневыпр мленного значени , когда на выходе задатчика 7 рода работы имеетс  сигнал логического нул , независимо от пол рности опорного напр жени  на выходе схема «НЕ сигнал логической единицы и реверсивный счетчик работает только в режиме суммировани  (условно эта опера5 ци  представлена на фиг. 3,). Код числа, зафиксированного в счетчике к концу измерени , пропорционален средневыпр мле нному значению измер емого напр жени . В режиме измерени  среднего значени  напр жени  на выходе задатчика 7 рода работы имеетс  сигнал логической единицы и режим работы реверсивного счетчика 9 целиком определ етс  пол рностью опорного напр жени . Данна  операци  условно представлена на фиг. 3,е и ж. Таким образом, к концу цикла измерени  в счетчике 9 зафиксирован код числа, пропорционального среднему значению переменного напр жени .

0Предмет изобретени 

Цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий тактовый генератор, соединенный с генератором опорного пилообразного напр g жени , выход которого соединен с одним из входов устройства сравнени  и через усилитель-ограничитель - с одним из входов логического блока, другие входы которого св заны с выходами задатчика рода работы и

.J устройства сравнени , другой вход которого соединен с источником измер емого напр жени , а выходы логического блока св заны с последовательно соединенными реверсивным счетчиком и отсчетным устройством, отличающийс  тем, что, с целью исключени 

погрешности измерени , обусловленной синхронизацией частоты входного сигнала с эталонной , и повышени  верхнего предела частотного диапазона измерений, он снабжен генератором случайных стробирующих импульсов н стабилизатором математического ожидани , причем выход генератора случайных стробирующих импульсов подключен к стробируемому входу устройства сравнени , ко входам логического блока и стабилизатора математического ожидани , выход которого подключен ко входу управлени  генератора случайных стробирующих импульсов.

ШЙ №

А У Z У V V

L