SU682833A1

SU682833A1 - Linear a-c voltage amplitude converter

Info

Publication number: SU682833A1
Application number: SU772469514A
Authority: SU
Inventors: Юрий Михайлович Сапига; Иван Макарович Онищенко
Original assignee: Предприятие П/Я В-8117
Priority date: 1977-04-01
Filing date: 1977-04-01
Publication date: 1979-08-30

Description

1one

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике может быть использовано дл .тпнейного преобразованп амплит}ды переменного напр жени в посто нное напр жение.The invention relates to a measuring and measuring technique that can be used to transform the amplitudes of an alternating voltage into a constant voltage.

Известен линейный преобразователь, содержащий последовательно соединенные элемент сравнени , расширитель и интегратор , а также второй интегратор, включенный между расширителем п одним входом элемента сравнени {.A linear converter is known that contains a comparison element connected in series, an expander and an integrator, as well as a second integrator connected between the expander and one input of the comparison element {.

Такой преобразователь имеет недостаточную точность лреобразованп из-за повышенной амплитуды пульсацпп выходного напр жени при работе в широком диапазоне частот повторени входных сигналов.Such a converter has an insufficient accuracy of conversion because of the increased amplitude of the output voltage pulsation when operating in a wide range of repetition frequencies of the input signals.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение - линейный преобразователь амплитуды переменного напр жени , содержащий компаратор и последовательно соединенные ждущий вибратор, ключевой элемент и накопительный элемент, соединенный с первым входом компаратора 2J.The closest technical solution to the invention is a linear variable voltage amplitude converter containing a comparator and a series-waiting vibrator, a key element and a cumulative element connected to the first input of the 2J comparator.

Недостаточна точность преобразованп при использовании этого преобразовател в широком диапазоне частот повторени входных сигналов обусловлена тем, что в паузах между максимумами входного сигнала накопительный элемент отключаетс от входа ключом по команде ждущего мультивибратора , посто нна времени которого выбрана равной упом нутой паузе. Это способствует сохрапенпю максимального выходного напр жени накопительного элемента . Если же использовать устройство в диапазоне частот, например, при более высокой частоте повторени входного сигнала паузы между максимумами будут короче , а при прежней посто нной времениThe lack of accuracy of the conversion using this converter over a wide range of repetition frequencies of the input signals is due to the fact that in the pauses between the maxima of the input signal, the cumulative element is disconnected from the input by the key by the command of the waiting multivibrator, the time constant of which is chosen equal to the said pause. This contributes to preserving the maximum output voltage of the storage element. If the device is used in the frequency range, for example, at a higher repetition frequency of the input signal, the pause between the maxima will be shorter, and at the same time constant

мультивибратора совершенно нарушитс синхронизаци во времени между моментом максимума сигнала и моментом отключени накопительного элемента от источника входных сигналов.the multivibrator is completely disturbed in time synchronization between the moment of maximum signal and the moment when the storage element is disconnected from the input source.

Цель изобретени - повышение точностп преобразовани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of the conversion.

Поставленна цель достигаетс тем, что в линейный преобразователь амплитуды переменного нанр женп , содержащий компаратор и последовательно соединенные ждущий мультивибратор, ключевой элемент п накопительный элемент, соединенный с первым входом компаратора, введен частотный детектор, включенный между вторымThe goal is achieved by the fact that in a linear amplitude transducer of variable voltage, containing a comparator and a series-connected standby multivibrator, a key element n a cumulative element connected to the first input of the comparator, a frequency detector is inserted between the second

входом компаратора п спгнальным входом ключевого элемента, а выход компаратора соединен с входом жд}щего мультивибратора .the input of the comparator is connected to the input of the key element, and the output of the comparator is connected to the input of the waiting multivibrator.

Введение частотного детектора, выходноеIntroduction of a frequency detector output

напр жение которого пропорционально частоте повторени входного сигнала, позвол ет обеспечить услови , при которых дл выбранной посто нной времени ждущего мультивибратора выходное напр жение накопительного элемента достигает одного и того же уровн , а нменно уровн , равного максимуму входного сигнала в широком дианазоне частот повторени входного сигнала .the voltage of which is proportional to the repetition frequency of the input signal allows to ensure the conditions under which the output voltage of the accumulating element for the chosen constant time of the waiting multivibrator reaches the same level, and in particular the level equal to the maximum of the input signal in a wide area of the repetition frequency of the input signal .

Примем, например, что накопнтельный элемент выполнен в виде интегратора, выходное напр жение которого описываетс напр жением /вых t/Bxt/7 где t - врем интегрировани (посто нна времени ждуш,его мультивибратора); Т - посто нна интегрирующа цепи, из которой видно , что при посто нстве т и Т выходное напр жение пр мо пронорцнонально входному напр жению t/вх, подаваемому на накопительный элемент.Let us take, for example, that the cumulative element is designed as an integrator, the output voltage of which is described by the voltage / output t / Bxt / 7 where t is the integration time (constant of the wake-up time, its multivibrator); T is a constant integrating circuit, from which it can be seen that at a constant t and T, the output voltage is directly pronounced in terms of the input voltage t / I applied to the storage element.

На фиг. 1 показана блок-схема преобразовател ; на фнг. 2 - даны эпюры выходного напр жени .FIG. 1 shows a block diagram of a converter; on fng. 2 - output voltage diagrams.

Преобразователь содержит последовательно соединенные частотный детектор 1, ключевой элемент 2 и накопительный элемент 3, соединенный с одним входом компаратора 4, второй вход которого соединен с входом частотного детектора 1, а выход через ждущий мультивибратор 5 - с управл ющим входом ключевого элемента 2.The converter contains a series-connected frequency detector 1, a key element 2 and a cumulative element 3 connected to one input of the comparator 4, the second input of which is connected to the input of the frequency detector 1, and the output via the waiting multivibrator 5 to the control input of the key element 2.

Частотный детектор 1 формирует посто нное напр жение, нропорциональное частоте входного переменного сигнала. Ключевой элемент 2 пропускает нанр жение частотного детектора 1 на накопительный элемент 3 при наличии разрещенн на управл ющем входе или не нропускает при его отсутствии.Frequency detector 1 forms a constant voltage proportional to the frequency of the input variable signal. Key element 2 passes the frequency detector 1 to the cumulative element 3 in the presence of a permit at the control input or does not omit it in its absence.

Наконнтельный элемент 3 формирует выходное посто нное напр жение, равное амплитуде входного переменного напр жени , и может быть выполнен в виде пнтегрир}ющего элемента, например, на базе уснлптел с емкостной обратной св зью.The plug-in element 3 forms an output DC voltage equal to the amplitude of the input AC voltage, and can be made in the form of a plug-in element, for example, on the base of an Usnptel with capacitive feedback.

Компаратор 4 вырабатывает сигнал yiiравленн лсдущим мультивибратором 5 по результатам сравнени амплитуды входного напр жени с напр жением накопительного элемента 3.Comparator 4 generates a signal yiiravlenn the scattering multivibrator 5 according to the results of the comparison of the amplitude of the input voltage with the voltage of the storage element 3.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При подаче на вход устройства переменного нанр л ени , частота повторени которого равна, иаиример, средней частоте FO рабочего диапазона, на в.ходе комиаратора 4 но витс сигнал, иод действием которого мультивибратор 5 вырабатывает сигнал разрешени . Элемент 2 открываетс , и напр жение, пропорциональное частоте входного переменного сигнала с выхода частотного детектора 1, беснреп тственноWhen an input device is supplied with an alternating pattern, the repetition frequency of which is equal, iaiymer, to the average frequency FO of the operating range, at the input of the comi-rator 4, a signal appears, and the action of which by the multivibrator 5 generates a resolution signal. Element 2 is opened, and a voltage proportional to the frequency of the input variable signal from the output of frequency detector 1 is freely

проходит на иаконнтельиый элемент 3, в результате чего его выходное напр жение увеличиваетс , а носле достижен1 уровн амнлитуды входиого сигнала на выходеpasses to the terminal element 3, as a result of which its output voltage increases and the current reaches 1 the amplitude of the input signal at the output

комнаратора 4 затем на входе мультивибратора 5 исчезает снгиал управлени , элемент 2 отключает након ггельиый элемент 3 от частотного детектора 1. В последующем нрн уменьщении выходного напр жени элемента 3 нронсходит иериодический подзар д накопительного элемента 3 но команде компаратора 4 аналогично описаниому выще (при подаче входного неременного напр жени ), причем врем подзар да равно посто нной времени ждущего мультивибратора 5, в результате чего выходиое иосто нное нанр жение устройства поддерживаетс равным а.мплитуде выходного напр женн .The unit 4 then disappears the control unit input at the input of the multivibrator 5, element 2 disconnects the sensor element 3 from the frequency detector 1. In a subsequent decrease in the output voltage of element 3, a periodic imitation of accumulative element 3 occurs, but the comparator 4 command is similar to the one above (when the input voltage is voltage), and the charging time is equal to the constant time of the waiting multivibrator 5, as a result of which the output and constant operation of the device is maintained equal to the amplitude of One example Gennes.

Измененне частоты выходного нанр жеии в ту или другую стороиу от средней ирнводит к изменению величины выходного наир жени частотного детектора 1, а поскольку врем нодзар да остаетс попрежнему равным носто нной времени мультивибратора 5, интегрирующий элемент 3 под действием, например, большого выходного напр жени детектора (дл большей частоты повторени ) быстрее достигает уровн амплитуды входного перемеипого напр жени или, наоборот, под действием меньшего выходного нанр женн детектора (дл меньшей частоты FI повторени медленнее достигает уровн амилитуды , что обеспечивает в обоих случа х такой же уровень выходного нанр жени , что и иа средней частн рабочего диапазона.Changing the output frequency in one direction or another from the average irradiation leads to a change in the output voltage of the frequency detector 1, and since the discharge time remains equal to the time of the multivibrator 5, the integrating element 3 under the action of, for example, a large output voltage of the detector (for a higher repetition frequency) reaches the amplitude level of the input alternating voltage faster or, on the contrary, under the action of a smaller output nanometer of the detector (for a lower repetition frequency FI In a long time, it reaches the level of amilitude, which in both cases provides the same level of output nanotube as in the average private operating range.

Справедливость этого процесса подтверждаетс теоретически в соответствии с указанным выше оиисанне.м напр жени интегратора 6вых 6вхТ/7 н иллюстрируетс на фиг. 2 эпюрами выходного нанр жени устройства. Рост выходного нанр женн (крива FO) продолжаетс и носле того,The validity of this process is confirmed theoretically in accordance with the above determination of the voltage of the integrator 6 out 6 in T / 7 n illustrated in fig. 2 diagrams of the output nanra the device. The growth of the output nanrun (curve FO) continues

ь;ак срабатывает компаратор 4 и на его входе исчезает сигнал управл.нн мультивибратором 5.b; how the comparator 4 is triggered and at its input the control signal of the multivibrator disappears 5.

Только в момент /2, т. е. через врем т (посто нна времени мультивибратора), нрекращаетс рост выходного наир л енн , так как на входе мультивибратора 5 исчезает сигнал, н элемент 2 отключает элемент 3 от детектора 1. Аналогично дл частоты выходное напр жение (крива FI) нарастает медленнее, н сигнал управлени на выходе компаратора 4 исчезиет позже (момент tl), также нозже отключаетс элемент 2 (момент tz). Аналогично дл частоты выходное напр жение (крива F) нарастает быстрее, и сигнал управлени на выходе комнаратора 4 исчезает раньще (момент ), такжеOnly at time t / 2, i.e., after time t (time constant of the multivibrator), the output nair stops growing, because the signal disappears at the input of the multivibrator 5, element 2 disconnects element 3 from detector 1. Similarly, the voltage (curve FI) rises more slowly, the control signal at the output of comparator 4 disappears later (time tl), element 2 (time tz) is also switched off later. Similarly, for frequency, the output voltage (curve F) rises faster, and the control signal at output of the complex 4 disappears earlier (moment), also

раньше (момент t) отключаетс элемент 2. Видно, что во всех трех показанных на фиг. 2 случа х выходное напр жение устройства достигает одного и того же уровн независимо от частоты выходного сигнала .earlier (time t), element 2 is turned off. It can be seen that in all three of FIG. In two cases, the output voltage of the device reaches the same level regardless of the frequency of the output signal.

Наибольший эффект достигаетс в результате согласованной настройки элементов устройства, а именно посто нной времени мультивибратора 5 (времени интегрировани т) и посто нной времени Т интегрирующего элемента 3.The greatest effect is achieved as a result of coordinated adjustment of the elements of the device, namely, the constant time of the multivibrator 5 (integration time t) and the constant time T of the integrating element 3.

Кроме того, устройство практически не воспринимает случайные импульсные помехи , так как имеетс двойна защита, выходное напр жение частотного детектора практически не искажаетс присутствием случайной импульсной помехи, а если это и случитс , то интегрирующий элемент 3, как инерционное звено, не изменит заметно свое выходное напр жение.In addition, the device practically does not perceive random impulse noise, since there is dual protection, the output voltage of the frequency detector is almost not distorted by the presence of random impulse noise, and if this happens, the integrating element 3, as an inertial element, will not noticeably change its output voltage.

Claims

Invention Formula

Linear amplitude converter, variable voltage, containing a comparator and a series-connected standby multivibrator, a key element and a cumulative element connected to the first input of the comparator, characterized in that, in order to improve the accuracy of the conversion, a frequency detector is inserted between the second input of the comparator and the signal input of the key element, and the output of the comparator is connected to the input of the waiting multivibrator.

Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 526050, cl. H 02R 7/00, 1976.

2. USSR author's certificate number 431460, cl. H 02R 7/00, 1974.

Urobenb Output Voltage Ug Freak amplitude / Input voltage ffoucmSa