SU732905A1 - Analog-digital integrator - Google Patents
Analog-digital integrator Download PDFInfo
- Publication number
- SU732905A1 SU732905A1 SU772543857A SU2543857A SU732905A1 SU 732905 A1 SU732905 A1 SU 732905A1 SU 772543857 A SU772543857 A SU 772543857A SU 2543857 A SU2543857 A SU 2543857A SU 732905 A1 SU732905 A1 SU 732905A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- input
- output
- integrator
- time
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
1one
УстройстБо о-гаоситс к автоматике и предназначено дл формировани напр жени , пpoпqDциoнaльнoгo интегралу от ЕХОД . ного сигнала. Оно может использоватьс в системах автоматического управлени различными объектами, когда требуютс большие посто5шные интегрировани .The device is about-gaosits to automation and is designed to form a voltage, which is a process integral of the EXIT. signal. It can be used in systems of automatic control of various objects when large constant integrations are required.
Известны аналого-цифровые интеграторы , содержащие последовательно соединенные преобразователь напр жени в частоту , реверсивный счетчик импульсов и ци ьро- аналоговый преобразователь Ij.Analog-to-digital integrators are known that contain a voltage-to-frequency converter connected in series, a reversible pulse counter, and a cyro-analogue converter Ij.
Недостатком таких интеграторов ит етс юс низка помехоустойчивость, поскольку сбои счетчика под действием помех и перерывов в подаче питани (обусловленных , например, автоматическим переключением с основной питающей сети на резервную) вызывают разрушение информации , накопленной интегратором, что может приводить к аварийным последстви м, а потому во многих случа х совершенно недопустимо . того, такие 1 нтегратс ы не обеспечивают автоматическую записьThe disadvantage of such integrators is low noise immunity, since meter failures under the influence of interferences and interruptions in the power supply (due, for example, to automatic switching from the main supply network to the backup network) cause destruction of the information accumulated by the integrator, which can lead to emergency consequences, and therefore, in many cases, it is completely unacceptable. Moreover, these 1 lines do not provide automatic recording.
начальных условий, что затрудн ет их использование в системах управлени .initial conditions, which makes them difficult to use in control systems.
Наиболее близким техническим решением к предложенному вл етс аналого-циф .ровой интегратор 2, который содержит последовательно соединенные преобразователь напр жени в частоту, реверсивный счетчик импульсов, цифро-аналоговый преобразователь с выходным усилителем, пе10 реключатель, другой вход которого соединен с источником начальных условий, блок слежени -хранени , блок сраы ени , подключенный другим входом к выходу цифро-аналогового преобразввател , и блок The closest technical solution to the proposed one is an analog-to-digital integrator 2, which contains series-connected voltage-to-frequency converter, a reversible pulse counter, a digital-to-analog converter with an output amplifier, a switch whose other input is connected to an initial condition source, tracking unit-storage unit of the battle, connected by another input to the output of the D / A converter, and the unit
15 выделени модул , выход которого подключен ко входу перестройки частоты преобразовател напр жени в частоту и через элемент И-НЕ к управл ющему входу блока слежениа-хранени .15 allocation module, the output of which is connected to the input of the frequency adjustment of the voltage to frequency converter and through the IS-NOT element to the control input of the tracking-storage unit.
2020
Этот интегратор работает недостаточю точно при кратковреме щых перерыв-чк 1итани . Цель изобретени - повышение точности работы интегратора при кратковременных перерывах питани . Поставленна цель достигаетс тем, что в аналого-цифровой интегратор, содер- жащий два источника напр жени противоположной пол рности и последовательно включенные первый переключатель, первый информационный вход которого вл етс информационным входом интегратора, пре образователь напр жени в частоту, реверсивный счетчик импульсов, цифро аналогор вый преобразователь, выход которого вл етс выходом интегратора, второй переключатель , другой информационный вход которого вл етс входом начальных условий интегратора, блок слежени -хранени , блок сравнени ,, подключенный другим входом к выходу цифро-аналогового преобразовател , и блок выделени модул , нход которого соединен со вторым информацион ным входом первого переключател , а выход подключен к управл ющему входу первого переключател , ко входу перестройки частоты преобразовател напр жени в частоту и к первому входу элемента И-НЕ, подсоединенного выходом к управ л ющему входу блока слежени -хранени согласно изобретению введены пиковый де тектор, сигнализатор напр жений питани и реле времени. Выход реле, подключен ко второму входу элемента И-НЕ и к управл ющему входу второго переключател ; вход реле времени соединен с источником напр жени положительной пол рности и со входом пикового детектора. Выход детектора подключен к первому дополнительному входу блока слеж;ени хранени и ко входу питани сигнализатора напр жений питани , подсоединенного выходом ко второму дополнительному нходу блока слежени -хранени . Две группы входов сигнализатора напр жений питани подключены к двум основным и группе дополнительных источников напр жений положительной и отрицательной пол рности. Сигнализатор напр жений питани содержит выходной каскад на двух транзисторах различного .типа проводимости, выход , которого вл етс выходом сигнал затора , две группь ЕОСОДНЫХ транзисторов различного типа проводимости и две группы делителей напр жени , образованные последовательно соединенными стабилит ронами и резисторами и подключенные входами к соответствующим входам сигнализатора . Выходы делителей .напр жени подсоединены к базам соответствующих входных транзисторов различного типа провош1.1ости, эмиттеры которых соединены с шиной нулевого потенциала, а коллектор ; объешшены и подключены ко входу выходного каскада. Блок слежени -хранени содержит операционный усилитель, в цепь между инвертирующим входом и выходом которого включены двухсторонний органичитель и последовательно соединенные запоминающий конденсатор, МОП-транзистор, поасоединенный затвором и подложкой к дополнительным входам блока, и первый ог раничивающий резистор. Между инвертирующим входом операционного усилител и входом блока включены последовательно соединенные нормально замкнутый ключ и второй ограничивающий резистор, а между инвертирующим входом операционного усилител к щиной нулевого потенциала последовательно соединенные третий ограничивающий резистор и нормально разомкнутый ключ, утфавл ющий ЕКОД которого соед1шен с управл ющим входом нормально замкнутх го ключа и с утфавл ющим входом блока, узел соединени первого ограничивающего резистора с МОП-транзистором вл етс выходом блока. На фиг. 1 представлена функциональна схема аналого-цифрового штегратора на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Интегратор содержит последовательно подключенные ко входу 1 первый перекгакц чатель 2, преобразователь 3 напр жени в частоту с .дифференциальным импульсным выходсм и входом 4 перестройки частоты, реверсивный счетчик импульсов 5 с импульсными входами сложени 6 и вычитани 7, цифро-аналоговый преобразователь 8, второй переключатель 9, другой вход которого подключен к источнику 1О начальных условий интегратора, блок слеже НИН-хранени 11, выполненный на операционном усилителе 12 с запоминающим конденсатором 13 в цепи отрицательной обратной св зи и нормально замкнутым ключом 14 между инвертирующим входом и суммирующей точкой, к которой подключ чены входной резистор 15 и резистор 16 обратной св зи, блок сравнени 17 и бло 18 выделени модул , выход которого co-i единен с управл ющим входом переключател 2 и с одним из входов элемента 19, другой вход которого подкл1очен к управл ющему входу переключател 9, а выход соединен с управл ющим входом нормально замкнутого ключа 14. Запоминающий конденсатор 13 соешьнен с выходом операционного усилител 12 через последовательно включенные МОП-транзистор 20 и ограничивающий резистор 21, Инвертирующий вход операционного усилител 12 подключен к шине нулевого потенциала через последователь но соединенные ограничивающий резистор 22 и нормально разомкнутый ключ 23, управл ющий вход которого соединен с щ 1ходом элемента И-НЕ 19. К неинвертир тощему входу операцион ного усилител 12 подключен симметри . рующий резистор 24, а в цепь отр1щател ной обратной св зи усилител 12 включе нелинейный элемент 2 5, выполненный по схеме двустороннего ограничени выходного напр жени усилител . Аналого-цифровой интегратор содержит также два источника 26, 27 напр жени противоположной пол рности, пиковый детектор 28, сигнализатор 29 напр жени питани с выходным транзистором ЗО, эмиттер которого подключен к первому и точнику 26 питани , и реле времени 31 с врем задающей RC-цепью на вкоке (ре зистор 32 и конденсатор 33) и гистерезисным релейным элементом 34 на выходе , причем последовательно с врем зада ющим конденсатором 33 включены параллельно соединенные диод 35 и резистор 36. Коллектор выходного транзистора 3Q соединен через резистор 37 с выходом пикового детектора 28, а также с затво ром MCfI-транзистора 20, подложка которого подключена к выходу пикового детектора 28. Вход пикового детектора 28 и времЯ задающий резистс 32 соединены с иоточниксм напр жени 27, а выход гистерезисного релейного элемента 34 подклю чен к управл ющему входу переключател 9, Сигнализатор 29 напр жений питани нар ду с выходным .транзистором 30 содержит транзистор 38 другого типа проводимости , резисторы 39-41, входные р-г - р-транзисторы 42, 43 и п-р-п - -транзистор 44, причем коллекторы транзисторов 42-44 соединены с базой транзистора 38, эмиттеры подключены к щине нулевого потенциала, а базы соедшгены с выходами делителей напр жени , образованных стабилитронами 45-47 и резисто рами 48-5О. Делители напр жени включены между источниками напр жений противоположной пол рности таким образом. что база ако/шюро р-и -р трлнз1к.тора 43 подключена к аноцу стабилитрона, которого соединен с источн1 ком напр жени положительной пол рности, а база входного п-р-П -транзистора 42 подключена к катощ стабилитрона, анод которого соединен с источником напр жени огрицательной пш рности. Кроме источников питани 26 и 27 и источника питани 51 (положительной пол рности ), втор1гчных источников питани может быть больше,. так как их число определ етс TiffloM примененных в интегр а- торе функциональных узлов и требовани ми р их цеп м питани . . Нелинейный элемент 25 может быть образован стабилитронами 52, 53, диода ми 54, 55 и резисторами 56, 57. Ина егратор может работать в режимах 1датегрирование, восстановление информации после сбоев счетчика, запись начапг ных условий п восстановление гюформации после кратковременных перерывов в подаче питани , В режиме 1штегр1фовани устройство работает после окончани переходных процессов в цеп х питани и включени реле времени 31, . когда напр жение на конденсаторе 33 СЦ,) превышает уровень срабатывани гнстерезисного релейного элемента 34 и выходной сигнал реле имеет единичное значение. По этому сигналу переключатель 9 соедин ет вход блока слежени -хранени 11 с выходом цифроаналогового преобразовател 8. При этом вь ходные напр жени источников питани 26, 27, 51 имеют номинальные значени , входные транзисторы 42-44 сигнализатора 29 напр жений питани , транзисторы 38 и ЗО открыты, в результате чего МОП-транзистор 2О находитс в открьп ом состо нии и подключает запоминающий конденсатор 13 через резистор 21 к выходу операционного усилител 12. Исходное состо ние контура восстанов лени информации, в Еспючающего в себ блокслежени -хранени 11, блок сравнени 17 блок 18 выделени модул и элемент И-НЕ 19, соответствует равенству абсолютных значений выходных напр жений ци4ро-аналогоЕого преобразовател 8 ( блока слежени -хранени 11 (ЦО при этом выходное напр х ение блока 18 выделени модул имеет нулевое значение , и переключатель 2 соедин ет вход преобразовател 3 напр жени в частоту с источником входного сигналаи у, а элемент . И-НЕ 19 удерживает ключ 14 в зам кнутом состо нии и блок слежени -хранени 11 работает в режиме слежени за напр жением При наличии входного сигнала (( О) преобразователь 3 напр жени в частоту генерирует импульсы с частотой f, пропорциональной U , которые в зависимости от знака и,, поступают на входы сложени 6 или вычитани 7 вход реверсивного счетчика 5 импульсов. За каждый период работы преобразовател 3 в счетчике 5 фиксируетс величина и знак приращени интеграла входного напр жени иц, т.е. осуществл етс квантование интеграла входного сигнала по уровню. Таким об разом, в счетчике 5 формируетс цифровой код N , характеризующий , ко торый с помощью цифро-аналогового преобразовател 8 преобразуетс в эквйвалентное электрическое нагф жение . При нормальной работе аналого-цифрового интегратора (без сбоев счетчика) блок слежени -хран0н;ЕШ И находитс в режиме слежени за выходным сигналом причем скорость слежени выбираетThis integrator does not work accurately for short breaks. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the integrator during short power interruptions. The goal is achieved by the fact that an analog-digital integrator containing two sources of voltage of opposite polarity and a series-connected first switch, the first information input of which is the information input of the integrator, voltage-to-frequency converter, reversible pulse counter, digital analogue converter, the output of which is the output of the integrator, the second switch, the other information input of which is the input of the initial conditions of the integrator, block and - storage, the comparison unit, connected by another input to the output of the D / A converter, and the allocation unit of the module, whose input is connected to the second information input of the first switch, and the output connected to the control input of the first switch, to the frequency converter input A peak detector, a power supply voltage detector and a time relay are introduced into the frequency and to the first input of the NAND element connected by the output to the control input of the tracking and storage unit according to the invention. The relay output is connected to the second input of the NAND element and to the control input of the second switch; a time relay input is connected to a positive polarity voltage source and to a peak detector input. The detector output is connected to the first auxiliary input of the monitoring unit, and to the power input of the power supply voltage detector connected to the second additional node of the tracking storage unit. Two groups of inputs of the power voltage detector are connected to two main and a group of additional sources of positive and negative polarity. The power supply voltage detector contains an output cascade on two transistors of different conductivity types, the output of which is the output of the mash signal, two groups of EOSODUS transistors of different conductivity type and two groups of voltage dividers formed by series-connected stabilizers and resistors and connected inputs to the corresponding alarm inputs. The outputs of the voltage dividers are connected to the bases of the corresponding input transistors of various types of conductors, the emitters of which are connected to the zero potential bus, and the collector; connected to the input of the output stage. The tracking-storage unit contains an operational amplifier, the circuit between the inverting input and the output of which includes a double-ended suppressor and a storage capacitor connected in series, a MOS transistor connected by a gate and a substrate to the additional inputs of the unit, and the first limiting resistor. Between the inverting input of the operational amplifier and the input of the unit, a serially connected normally closed key and a second limiting resistor are connected, and between an inverting input of the operational amplifier, a third limiting resistor and a normally open switch, connected to the control input of normally closed, are connected to a zero potential to the zero potential key and with the utflaval input of the block, the node connecting the first limiting resistor to the MOS transistor is the output ohm block. FIG. 1 is a functional diagram of the analog-digital integrator in FIG. 2 - time diagrams that show his work. The integrator contains the first switch-over unit 2, the voltage-to-frequency converter 3 with the differential pulse output and the frequency tuning input 4, the reversing pulse counter 5 with the pulse inputs of addition 6 and subtraction 7, the digital-to-analog converter 8, the second switch 9, the other input of which is connected to the source 1O of the initial conditions of the integrator, the block next to NIN-storage 11, performed on the operational amplifier 12 with a storage capacitor 13 in the negative feedback circuit and a normally closed key 14 between the inverting input and the summing point to which the input resistor 15 and the feedback resistor 16 are connected, a comparison unit 17 and a module 18 of the allocation unit, the output of which co-i is single with the control input of the switch 2 and c one of the inputs of the element 19, the other input of which is connected to the control input of the switch 9, and the output is connected to the control input of the normally closed switch 14. The storage capacitor 13 is connected to the output of the operational amplifier 12 through the series-connected MOS-transponder The resistor 20 and the limiting resistor 21, the inverting input of the operational amplifier 12 is connected to the zero potential bus through a series-connected limiting resistor 22 and a normally open switch 23, the control input of which is connected to the u-input of the IS 19 element. amplifier 12 is connected to symmetry. and a resistor 24, and in the back feedback circuit of amplifier 12, includes a non-linear element 2 5, which is made according to the circuit of two-sided limiting of the output voltage of the amplifier. The analog-digital integrator also contains two voltage sources 26, 27 of opposite polarity, a peak detector 28, a power supply signaling device 29 with an output transistor ZO, the emitter of which is connected to the first power supply point 26, and a time relay 31 with the time setting RC- circuit on Vkok (resistor 32 and capacitor 33) and a hysteresis relay element 34 at the output, and in parallel with time the driving capacitor 33 is connected in parallel to the diode 35 and the resistor 36. The collector of the output transistor 3Q is connected The output of the peak detector 28, as well as the gate of the MCfI transistor 20, the substrate of which is connected to the output of the peak detector 28. The input of the peak detector 28 and the time setting resistor 32 are connected to the voltage source 27, and the output of the hysteresis relay element 34 is connected to the input input of the switch 9, the signaling device 29 of the supply voltage, along with the output transistor 30, contains a transistor 38 of a different conductivity type, resistors 39-41, input p-g - p-transistors 42, 43 and pn-p-transistor 44 The collectors of transistors 42-44 are connected to The base of the transistor 38, the emitters are connected to the zero potential potential, and the bases are connected to the outputs of the voltage dividers formed by the zener diodes 45-47 and the 485O resistors. Voltage dividers are connected between sources of opposite polarity in this way. that the base of the acou / circuit p-and-p trlnz1ktora 43 is connected to the anion of the zener diode, which is connected to a source of positive polarity, and the base of the input pnp-transistor 42 is connected to the power bank of the zener diode, the anode of which is connected to the source of the voltage is negative. In addition to the power sources 26 and 27 and the power source 51 (of positive polarity), there may be more secondary power sources. since their number is determined by the TiffloM applied in the integrator of functional units and the requirements of their supply chains. . Nonlinear element 25 can be formed by zener diodes 52, 53, diodes 54, 55, and resistors 56, 57. The inerter can work in 1degeneration modes, recovering information from meter failures, recording nachapngy conditions and restoring gyrations, after short interruptions in power supply, In the 1v Integrated mode, the device operates after the termination of transients in the power circuits and the time relay 31 is turned on. when the voltage on the capacitor 33 of the SC,) exceeds the response level of the nestled relay element 34 and the output signal of the relay has a single value. On this signal, the switch 9 connects the input of the tracking-storage unit 11 to the output of the digital-to-analog converter 8. In this case, the input voltages of the power sources 26, 27, 51 are nominal, the input transistors 42-44 of the voltage detector 29, the transistors 38 and The DA is open, as a result of which the MOS transistor 2O is in the open state and connects the storage capacitor 13 through the resistor 21 to the output of the operational amplifier 12. The initial state of the information recovery circuit, in the tracking unit - storage 11, the comparison unit 17, the module 18 allocation module and the element IS-NOT 19, corresponds to the equality of the absolute values of the output voltages of the cy-analogue converter 8 (tracking block-storage 11 (the output voltage of the module 18 allocation module 18 has zero value, and a switch 2 connects the input of a voltage to frequency converter 3 with an input source and an element. AND-HE 19 holds the key 14 in a closed state and the tracking unit 11 operates in a voltage tracking mode If present input signal a ((D) converter 3 to a frequency voltage generates pulses with a frequency f, proportional to U, which depending on the sign ,, and to the inputs of adder subtractor 6 or 7 input down counter 5 pulses. For each period of operation of the converter 3, the magnitude and sign of the increment of the integral of the input voltage, i.e. the input level integral is quantized by level. Thus, in the counter 5, a digital code N is generated, which characterizes, which with the help of the digital-to-analog converter 8 is converted into an equivalent electrical gain. During normal operation of the analog-digital integrator (without meter failures), the tracking unit is stored; ESH is in the mode of tracking the output signal, and the tracking speed selects
с выше максимальной скорости изменени Ц у , а зона нечувствительности блока сравнени 17 не менее одаого квантаc is higher than the maximum rate of change of C y, and the dead band of the comparison block 17 is not less than one quantum
сигналаЦSignalC
lg,yx , и контур восстановлени информации находитс в исходном состо нии Если в процессе интегрировани (или хранени интеграла О) произойдет сбой счетчика 5, то из-за ограниченной скорости слежени блока слежени -хра нени 11 сигаалы на входах блока сраЕ нени будут отличатьс на вел 1чину, превышающую его зсиу чувствительности. Hat выходе блока сравнени 17 возникает напр жение , знак которого определ етс рас согласованием сигналов и и. При этом блок 18 выделени модул формирует независимо от знака рассогласовани сигналовил| иУп единичное значение логического сигнала, по которому элемент 19 переводит ключ 14 в разомкнутое состо ние, и блок слежени -хранени 11 переходит в режим поддержани напр жени и, предшествующего сбс о счетчика 5 режим хранени ). Одновременно по сигналу блока 18 выДелени модул переключатель 2 соедин ет вход преобразовател 3 напр жени в частоту с выходом блока сравнени 17. Под действием сигнала с блока сравнени 17 преобразователь 3 восстанавливает информацию в счетчике 5, так как подача импульсов на один из входов счетчика осуществл етс до тех пор, пока разностьlg, yx, and the recovery circuit are in the initial state. If the integration process (or the storage of the integral O) fails to counter 5, then due to the limited tracking speed of the tracking unit 11, the signal at the inputs of the time block will differ by Led 1 reason, exceeding his zsiu sensitivity. Hat the output of the comparison block 17 produces a voltage, the sign of which is determined by the matching of the signals and and. In this case, the module allocation module 18 generates, regardless of the sign of the error signal, | iUp is the single value of the logical signal, according to which the element 19 switches the key 14 to the open state, and the tracking-storage unit 11 goes into the voltage maintenance mode and, prior to the counter, 5) the storage mode). Simultaneously, according to the signal of the module 18, the module 2 switches the input of the voltage-frequency converter 3 to the output of the comparison block 17. Under the action of the signal from the comparison block 17, the converter 3 restores the information in the counter 5, since the pulses are fed to one of the counter inputs until the difference
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772543857A SU732905A1 (en) | 1977-11-09 | 1977-11-09 | Analog-digital integrator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU772543857A SU732905A1 (en) | 1977-11-09 | 1977-11-09 | Analog-digital integrator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU732905A1 true SU732905A1 (en) | 1980-05-05 |
Family
ID=20733168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU772543857A SU732905A1 (en) | 1977-11-09 | 1977-11-09 | Analog-digital integrator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU732905A1 (en) |
-
1977
- 1977-11-09 SU SU772543857A patent/SU732905A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230128107A1 (en) | Insulation resistor detection circuit, method, and apparatus, and storage medium thereof | |
US5512837A (en) | Voltage drop detecting circuit | |
US3277395A (en) | Pluse width modulator | |
SU732905A1 (en) | Analog-digital integrator | |
US4360782A (en) | Maximum frequency detector | |
US3939413A (en) | Low cutoff digital pulse filter especially useful in electronic energy consumption meters | |
US3967270A (en) | Analog-to-digital converter | |
US3366948A (en) | Reference level zero adjuster for analog to digital converter | |
GB870131A (en) | Improvements in electric pulse generator systems | |
SU936408A1 (en) | Device for setting trigger circuits into initial state | |
SU425168A1 (en) | PRECISION STABILIZER OF CONSTANT VOLTAGE | |
SE450663B (en) | DEVICE FOR ELECTRIC Saturation of the amount of heat consumed in a heat consumer | |
SU1672477A1 (en) | Analog-digital integrator | |
SU1370759A1 (en) | Threshold device | |
SU680080A1 (en) | Relay-type measuring power source | |
SU1583879A2 (en) | Electric power plant | |
SU1264156A2 (en) | Multichannel device for stabilizing d.c.voltage | |
SU1195442A1 (en) | Time relay | |
SU858111A1 (en) | Analogue storage device | |
SU1372311A1 (en) | D.c.voltage stabilizer | |
SU1170422A1 (en) | Device for tolerance checking of voltage | |
SU1159101A1 (en) | Device for overvoltage protection of load | |
SU877591A1 (en) | Alarm signalling device | |
SU1024938A1 (en) | Periodic drift-corrected operational amplifier | |
SU1377844A2 (en) | D.c. voltage pulse regulator |