SU477426A1 - Устройство дл вычислени отношени напр жений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам дл  измерени  отношени  напр жений .

Известно устройство дл  измерени  отношени  напр жений, содержащее два управл емых делител  напр жени , выход одного из которых соединен с первым входом блока сравнени , и реверсивный счетчик с включенными на его входах ключами, импульсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока сравнени .

Недостатками известного устройства  вл ютс  уЗКий диапазон измер емых отношений и невысока  точность измерени .

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков.

Эта цель достигаетс  тем, что в устройство дополнительно введены два блока изменени  масштабов входных напр жений, отсчетно-регистрирующий блок, два усилител , два дешифратора, две схемы «НЕ и «ИЛИ и дополнительный реверсивный счетчик , с включенными на его входах дополнительными ключами «сложение и «вычитание , и.мпульсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока сравнени ; управл ющий вход первого ключа «вычитание соединен с выходом первой схемы «ИЛИ, один вход которой подключен к

первому выходу первого дещифратора, соединенного входами с выходами основного реверсивного счетчика, а второй вход через схему «НЕ подключен к управл ющему входу второго ключа «сложение и последнему выходу второго дешифратора, соединенного входами с выходами дополнительного реверсивного счетчика; управл ющий вход третьего ключа «вычитание соединен с выходом

второй схемы «ИЛИ, подключенной к первому выходу второго дешифратора и соединенной через вторую схему «НЕ с последним выходом первого дешифратора и управл ющим входом четвертого ключа «сложение,

причем выходы обоих дешифраторов соединены с входами отсчетно-регистрирующего блока и управл ющими входами соответствующих управл емых делителей напр жени , информационный вход каждого из которых

через усилитель подключен к выходу соответствующего блока изменени  масштабов входного напр жени , соединенного с соответствующими входами отсчетно-регистрирующего блока, подключенного одним из входов

к выходу блока сравнени , причем второй

вход блока сравнени  соединен с выходом

второго управл емого делител  напр жени .

На чертеже приведена функциональна 

схема устройства.

Устройство состоит из двух каналов, в одном пз которых последовательно включены блок 1 изменени  масштаба входного напр жени , усилитель 2 и управл емый делитель напр жени  3, а в другом - блок 4 изменени  масштаба входного напр жени , усилитель 5 и заправл емый делитель напр жени  6. Между выходами делителей 3 и 6 включен блок сравнени  7, один выход которого присоединен к отсчетно-регистрируюш;ему блоку 8, а два других выхода соединены со входами «сложени  и «вычитани  реверсивных счетчиков 9 и 10 через ключи «сложени  И, 12 и «вычитани  13, 14 соответственно . Счетчики 9 и 10 через дешифраторы 15 и 16 функционально св заны с делител ми 3 и 6, имеюш;ими по т ступеней ослаблени . Величина ослаблени  каждой ступени равна , где ,2,.., т - номер ступени, dz - коэффициент ослаблени  между соседними ступен ми. В каждом канале управл ющий вход наименьшей ступени ослаблени  делител  присоединен к первому выходу дешифратора, а управл ющий вход наибольшей ступени ослаблени  делител -к последнему выходу дешифратора . Управл ющие входы ключей «сложени  11 и 12 присоединены к последним выходам дешифраторов 15 и 16, а управл ющие Входы ключей «вычитани  13 и 14 присоединены через схемы «ИЛИ 17 и 18 к первым выходам дешифраторов 15 и 16 и через те же схемы «ИЛИ 17 и 18 и схемы «НЕ 19 и 20 - к последним выходам дешифраторов 10 и 9 соответственно. Блоки 1, 4, 15 и 16 функционально св заны с оточе11но-реги1стрирующим блоко-м 8. На чертежа введены следующие буквенные обозначени : - и VI Е - напр жени , отношение между которыми измер ют; (У и 1 - напр жени  на входах усилителей 2 и 5 соответственно; f/2 и 2 - напр жени  на входах делителей 3 « 6 соответственно; С/3, 3 и t/4 - напр жени  на входах и выходе блока сравнени  7. Устройство работает следующим образом. Масщтаб напр жений U н Е автоматически измен ют в блоках 1 и 4 таким образом, что уровень напр жений t/i и Е удерживают в узком динамическом диапазоне di при изменении уровн  напр жени  U Е Е ъ широком динамическом диапазоне d , где п-число ступеней ослаблени  каждого из блоков 1 и 4. Уровень напр жений Ui и EI увеличивают с помощью усилителей 2 и 5 в /с раз. Напр жени  1/2 и 2 дел т с помощью делителей 3 и 6 так, чтобы разность между напр жени ми С/з и 3 удовлетвор ла условию . где Д - зона нечувствнтельности блока 7, величина которой определ етс  из услови  №-1) t/,i A d2№-l) f/шш. Величину dz выбирают равной dz- V Блок 7 сравнивает уровни напр жений t/з и 3, выдел ет их разность (Uz-Ez) и анализирует эту разность по величине и знаку лд путем ее сравнени  с величинами -и - - , которые заданы в устройстве 6 в аналоговом или цифровом виде. Напр жение U, уровень которого пропорционален разности (t/3-- 3), подают на вход отсчетно-регистрирующего блока 8. При выполнении услови  (1) блок 7 не вырабатывает импульсов ни на одном из своих выходов I и II. При выполнении услови  каждый импульс с выхода I блока 7 через ключ 11 переключает счетчик 9 в следующее устойчивое состо ние, которому соответствует включение следующей ступени большего ослаблени  делител  3. Каждое из указанных переключений приводит к уменьшению уровн  напр жени  f/з в d раз, при этом уровень напр жени  3 не измен етс . Такие переключени  будут происходить, пока не окажетс  выполненным условие (1), после чего переключени  прекращаютс . При выполнении услови  i/3 - з каждый имлульс с выхода II блока 7 через ключ 12 переключает счетчик 10 в следующее устойчивое состо ние, которому соответствует включение следующей большей ступени ослаблени  делител  6. Каждое из указаннь1х переключений приводит к уменьшению уровн  напр жени  з в d раз, при этом уровень напр жени  f/з не измен етс . Такие переключени  будут происходить, пока не окажетс  выполненным условие (1), после чего переключени  прекращаютс . При выполнении услови  (2) предлагаемое устройство работает аналогично описанным ранее случа м до тех пор, пока не окажетс  выполненным условие (1), При по влении управл ющего напр жени  на последнем выходе дешифратора 15 включаетс  ступень наибольщего ослаблени  делител  3 и закрываетс  ключ 11, который отключает вьгход I от счетчика 11, предохран   его и св занные с ним элементы от цикличеокрго переключени  при выполнении услови  (2).

Одновременно с запиранием ключа 11 это же управл ющее напр жение через схемы «НЕ 20 и «ИЛИ 18 отк(рывает ключ 14, который подключает выход I к счетчику 10. При выполнении услови  (2) каждый импульс с выхода I через ключ 14 переключает счетчик 10 в следующее устойчивое состо ние , которому соответствует включение следующей меньшей ступени ослаблени  делител  6. При каждом таком переключении уровень напр жени  з увеличиваетс  в dz раз, а уровень напр жени  U не измен етс . Такте , переключени  будут происходить, пока не окажетс  выполненным условие (1).

При по влении управл ющего напр жени  на первом выходе дещифратора 16 включаетс  ступень паименьщего ослаблени  делител  6 и через схему «ИЛИ 18 закрываетс  ключ 14, который отключает выход I от счетчика 10, предохраи   его и св занные с ним элементы от циклического переключени  при выполнении услови  (2).

Аналогично, при по влении управл ющего напр жени  на последнем выходе дешифратора 16 включаетс  ступень наибольшего ослаблени  делител  6 и закрываетс  ключ 12, который отключает выход II от счетчика 10, предохран   его и св занные с ним элементы от циклического нереключени  при выполнении услови  (3). Одновременно сзап1иранием .ключа 12 это же управл ющее напр жение через схемы «НЕ 19 и «ИЛИ 17 открывает ключ 13, который подключает выход П к счетчику 9.

При вынолиении услови  (3) каждый импульс с выхода II переключает счетчик 9 в следующее устойчивое состо ние, которому соответствует включение следующей меньщей ступени ослаблени  делител  3. При каждом таком переключении уровень нанр жени  Uz увеличиваетс  в d раз, а уровень напр жени  3 не измен етс . Такие переключени  будут происходить, пока не окажетс  вынолненным условие (1).

Также при по влении управл ющего напр жени  на первом выходе дешифратора 15 включаетс  ступень наименьшего ослаблеии  делител  3 и через схему «ИЛИ 17 закрываетс  ключ 13, который отключает выход II от счетчика 9, предохран   его и св занные с ним элементы от циклического переключени  при выполнении услови  (3).

Отсчетно-регистрирующий блок 8 преобразует состо ние блоков 1, 4, 9 и 10, а также напр жение L4 в величину отношени  входных напр жений U и Е и указывает, какое из этих иапр жений  вл етс  большим.

Устройство измер ет отношение иапр жеиий и н Е, уровень каждого из которых может измен тьс  -в динамическом диапазоне d. , т. е. устройство измер ет отношени  в

диапазоне от единицы до dl . Благодар  симметрии каналов в устройстве не имеет значени , на какой его вход подано большее из напр жений U и Е. Точность измер емого 5 отношени  в предлагаемом устройстве определ етс  погрешност ми блоков 1, 4, 7, 8 и делителей 3, 6.

Предмет изобретени 

Устройство дл  вычислени  отиощени  нанр жений , содержащее два управл емых делител  напр жени , выход одного из которых соединен с первым входом блока сравнени , реверсивный счетчик с включенными на его входах ключами «сложение и «вычитание , импульсные входы которых соединены с соответствующими выходами блока сравнени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона измер емых отношений и повышени  точности работы устройства, в него введены два блока изменени  масштабов входных напр жений, отсчетно-регистрирующий блок, два усилител , два дещифратора, схемы «НЕ и «ИЛИ и дополнительный реверси ,в.ный счетчик, с включенными на его входах дополнительными ключами «сложение и «вычитание, импульсные входы которых соедииены с соответствующими выходами блока сравнени , управл ющий вход первого ключа «вычитание соединен с выходом первой схемы «ИЛИ, один вход которой подключен к первому выходу первого дешифратора , соединенного входами с выходами основного реверсивного счетчика, а второй вход через схему «НЕ подключен к управл ющему входу второго ключа «сложение и последнему выходу второго дешифратора, соединенного входами с выходами дополнительного реверсивного счетчика, управл ющий вход третьего ключа «вычитание соединен с выходом второй схемы «ИЛИ, подключенпой к первому выходу второго дешифратора

и соединенной через вторую схему «НЕ с последним выходом первого дещифратора и управл ющим входом четвертого ключа «сложение , причем выходы обоих дешифраторов соединены с входами отсчетно-регистрирующего блока и управл ющими входами соответствующих управл емых делителей напр жени , информационный вход каждого из которых через усилитель подключен к выходу соответствующего блока изменени  масштабов входного напр жени , соединенного с соответствующими входами отсчетно-регистрирующего блока, нодключенного одним из входов к выходу блока сравнени , причем второй вход блока сравнени  соединен с выходом второго управл емого делител  напр жени .