SU838598A1 - Universal digital integrating voltmeter - Google Patents
Universal digital integrating voltmeter Download PDFInfo
- Publication number
- SU838598A1 SU838598A1 SU792817689A SU2817689A SU838598A1 SU 838598 A1 SU838598 A1 SU 838598A1 SU 792817689 A SU792817689 A SU 792817689A SU 2817689 A SU2817689 A SU 2817689A SU 838598 A1 SU838598 A1 SU 838598A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- code
- unit
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Description
Изобретение относитс к цифровой : электроизмерительной теЗснике и можеа быть использовано дл измерений интегральных характеристик переменного сигнала в широком частотном диапазоне. Известен цифровой вольтметр переменного сигнала, содерзкащий. преобразователь напр жени в интервал времени, четыре ключа, преобразователь код-частота,реверсивный счетчик , формирователь элементарных циклов, блок управлени , арифметический узел, цифровой отсчет 1ый блок генератор опорной частоты, делитель частоты, причем вход преобразовател напр жени в интервал времени соединен со входом формировател элементарных циклов, а выход - с управл ющими входами первого и второго , ключей, выходы которых соединены с сигнальным и управл ющим входам преобразовател код-частота, выход последнего соединен с сигнальными входами третьего и четвертого ключей разноименные входы реверсивного счет чика подключены к выходам последних ключей, а выход - ко входу арифметического узла, выход которого соеди йен со входом цифрового отсчетного блока, выходы формировател элементарных циклов подключены к тактирующему входу преобразовател напр жени в интервал времени ко входу сброс преобразовател код-частота и ко входу блока управлени , выход последнего соединен с управл кхцими входами формиррвател элементарных циклов третьего и четвертого ключей и арифметического узла соответственно выход генератора опорной частоты соединен ссигнальным входом второго ключа и входом де-чител опорной частоты , выход которого подключен к сигнальнокту входу первого ключа. Значение опорной частоты дл получени высокой точности измерени необходимо выбирать значительно меньше периода Т входного сигнала. При этом погрешность измерени вольтметра в основном -определ етс значением частоты на выходе преобразовател код-частота Cll Однако создание высокочастотных подобных преобразователей вл етс сложной технической задачей, поэтому на результат измерени большое вли ние оказывает погрешность дискретности, а это обуславливает низкую точность вольтметра .The invention relates to digital: electrical measuring equipment and can be used to measure the integral characteristics of a variable signal in a wide frequency range. Known digital voltmeter AC signal containing. voltage converter to time interval, four keys, code-frequency converter, reversible counter, elementary cycle shaper, control unit, arithmetic unit, digital readout 1st unit frequency reference generator, frequency divider, the voltage converter in the time interval connected to the input shaper elementary cycles, and the output with the control inputs of the first and second, keys, the outputs of which are connected to the signal and control inputs of the code-frequency converter, the output of the last connection The third and fourth signal inputs of the opposite inputs of the reversing counter are connected to the outputs of the last keys, and the output is connected to the input of the arithmetic node whose output is connected to the input of the digital reading unit, the outputs of the elementary cycle generator are connected to the clock input of the voltage converter time to the input reset the code-frequency converter and to the input of the control unit, the output of the latter is connected to the control inputs of the formformer of the elementary cycles of the third and fourth quarters keys and the reference oscillator output of the arithmetic unit connected respectively ssignalnym input of the second switch and the input of de-chitel reference frequency, the output of which is connected to the input of the first signalnoktu key. The value of the reference frequency to obtain high measurement accuracy must be selected significantly less than the period T of the input signal. In this case, the measurement error of the voltmeter is mainly determined by the frequency at the output of the code-frequency converter Cll. However, the creation of high-frequency converters of this kind is a difficult technical problem, therefore the measurement result is greatly affected by the discreteness, and this causes the accuracy of the voltmeter to be low.
Кроме того, описанна структура н позвол ет полностью использовать возможности заложенного в ней способа в плане измерени других интегралных характеристик переменного сигнал ( среднее и средневыпр мленное значени ) в широком частотном диапазоне, . что вл етс недостатком вольтметра. Цель изобретени - повышение точности измерени и расширение функциональных возможностей, заключающеес в дополнительной возможности измерени среднего и средневыпр мленного значений напр жений переменного сигнала .In addition, the structure described above makes it possible to fully utilize the possibilities of the method incorporated in it in terms of measuring other integral characteristics of the variable signal (mean and average value) in a wide frequency range. which is the disadvantage of a voltmeter. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and enhance the functionality, which is an additional possibility of measuring the average and average voltage of the variable signal voltages.
Поставленна цель достигаетс тем, что в универсальный цифровой интегрирующий вольтметр, содержащий преобразователь напр жени в интервал времени, преобразователь кодчастота , реверсивный счетчик, формирватель элементарных циклов, первый, второй, третий и четвертый переключающие блоки, блок управлени , арифметический узел,,цифровой отсчетный блок, генератор опорной частоты , при ЭТ9М вход преобразовател напр жени в интервал времени соединен с шиной входного сигнала, со входом формировател элементарных циклов , выход -последнего подключен к тактирующему входу преобразовател напр жени в интервал времени и к входу блока управлени , выход которого соединен с управл ющим входом формировател элементарных циклов, а выход преобразовател напр жени в интервал времени соединен с первым входами первого и второго переключающих блоков, вторые входы которых соединены с выходом генератора опорной частоты, кроме того, первый и второй входы третьего переключающего блока соединены соответственно с выходом преобразовател код-частота и с выходом блока управлени , который также соединен с первыми входами арифметического узла и четвертого переключающего блока,введены блок совпадени кодов,триггер и счетчик,причем выходы первого и второго переключающих блоков соединены с разноименными входами реверсивного счетчика, выход которого подключен к входу блока совпадеНИН кодов и первому входу арифметического , узла, выход блока совпадени кодов соединен с первым входом триггера , выход которого соединен с третим входом третьего переключающего блока и управл ющим входом преобразовател код-частота, при этом выход третьего переключающего блока соединен с входом счетчика,.выход последнего соединен со вторым входом арифметического узла, выход которого соединен с вторым входом четвертого переключающего блока, выход последнего подключен к входу цифрового отсчетного блока, причемThe goal is achieved by the fact that a universal digital integrating voltmeter containing a voltage-to-time converter, code-frequency converter, reversible counter, elementary cycle generator, first, second, third and fourth switching blocks, control unit, arithmetic node, digital readout unit , the reference frequency generator, at ET9M the input of the voltage converter in the time interval is connected to the input signal bus, to the input of the elementary cycle generator, the output is the last connected to the clock input of the voltage converter in the time interval and to the input of the control unit, the output of which is connected to the control input of the elementary cycle shaper, and the output of the voltage converter in the time interval is connected to the first inputs of the first and second switching blocks, the second inputs of which are connected to the output of the reference frequency generator, in addition, the first and second inputs of the third switching unit are connected respectively to the output of the code-frequency converter and to the output of the control unit, which It also connects to the first inputs of the arithmetic node and the fourth switching block, introduces a code matching block, a trigger and a counter, the outputs of the first and second switching blocks are connected to opposite inputs of the reversing counter, the output of which is connected to the input of the coincident NID codes and the first input of the arithmetic node , the output of the code matching unit is connected to the first input of the trigger, the output of which is connected to the third input of the third switching unit and the control input of the code-frequency converter, with this output of the third switching unit is connected to the input of the counter, the output of the latter is connected to the second input of the arithmetic node, the output of which is connected to the second input of the fourth switching unit, the output of the latter is connected to the input of the digital reading unit, and
выход блока управлени соединен с управл ющими входами первого и второго переключающих блоков, блока совпадени кодов, а также со вторым входом триггера и с входами сброс реверсивного счетчика и преобразовател код-частота, сигнальный ход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, с четвертым входом третьего переключающего блока , вторым входом блока управлени и входом квантовани преобразовател Напр жени в интервал времени, выход которого соединен с третьим входом блока управлени .the output of the control unit is connected to the control inputs of the first and second switching blocks, the code matching block, as well as to the second trigger input and the reset inputs of the reversible counter and code-frequency converter, the signal path of which is connected to the output of the reference frequency generator, to the fourth input of the third the switching unit, the second input of the control unit, and the quantization input of the voltage converter in the time interval, the output of which is connected to the third input of the control unit.
На фиг,1 представлена структурна схема вольтметра, на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу .FIG. 1 shows a block diagram of a voltmeter; FIG. 2 - time diagrams that show his work.
Вольтметр содержит преобразовател 1 напр жени в интервал времени, преобразователь код-частота 2, реверсивный счетчик 3, формирователь 4 элементарных циклов, блок 5 управлени , арифметический узел 6, цифровой отсчетный блок 7, генератор 8 опорной частоты, первый и второй переключающие блоки 9 и 10, блок 11 совпадени кодов, триггер 12, третий переключающий блок 13, счетчикThe voltmeter contains a voltage-to-time converter 1, a code-frequency converter 2, a reversible counter 3, a shaper of 4 elementary cycles, a control unit 5, an arithmetic unit 6, a digital reading unit 7, a reference frequency generator 8, the first and second switching units 9 and 10, block 11 match codes, trigger 12, the third switching unit 13, the counter
14,четвертый переключающий блок14, fourth switching unit
15,причем вход преобразовател 15, with input converter
1 напр жени в интервал времени соединен со входом формировател 4 элементарных циклов, выход последнего подключен к тактирующему входу преобразовател 1 напр жени в интервал времени и к входу блока 5 управлни , выход которого соединен с управл ющим входом формировател 4 элементарных циклов; первые сигнальные входы первого и второго переключающих блоков 9 и 10 соответственно соединены с выходом преобразовател 1 напр жени в интервал времени, а выходы - с разноименными входами реверсивного счетчика 3, выход которого подключен к входу блока 11 совпадени кодов и пepвo y входу арифметического узла 6, выход блока 11 совпадени кодов соединен с первым входом триггера 12, выход которого соединен с первым сигнальным входом третьего переключающего блока 13 и управл ющим входом преобразовател код-частота 2, выход последнего подключен k третьему сигнальному входу третьего переключающего блока 13, выход которого соединен с входом счетчика 14, выход последнего соединен со вторым входом арифметического узла б, выход которого соединен с входом четвертого переключающего блока 15, выход последнего подключен к входу цифрового отсчетного блока 7, выход блока 5 управлени соединен соответственно с управл ющим входами первого, второго, третьего и четвертого переключающих блоков 9, 10,13 и 15, блока 11 совпадени ко дов и арифметического узла 6, а так же со вторым входом триггера 12 и входами сброс реверсивного счетчи ка 3 и преобразовател код-частота 2, сигнальный вход которого сое нен с выходом генератора 8 опорной частоты, со вторыми сигнальными входами первого, второго и третьего переключающих блоков 9,10 и 13 вхо дом блока 5 управлени и входом ква товани преобразовател 1 напр жен в интервал времени, выход которого соединен с входом блока 5 управлени . На фиг. 2 показаны форма 16 вход ного сигнала, импульсы 17, поступа ющие на тактирующий вход преобразовател 1 напр жени в интервал времени , изменение кода в реверсивном счетчике 3-18, импульсы 19 линей .«о измен ющейс частоты с выхода преобразовател код-частота. Работает вольтметр следующим обр зом. В режиме измерени действующего значени напр жени формирователь 4 элементарных циклов по сигналу с блока 5 управлени вырабатывает эл ментарные циклы Тдд T,i . тТ-Ъ(тТ--. где I - текущее значение номера эле ментарного цикла, (i 1,2,3,...,п) m и п - коэффициенты, которые выбираютс из услови заданной точности измерени (п) в заданном частотном диапазоне (т),поступающие на тактирующий вход преобразовател 1 напр жени в интервал времени (фиг. 2у вз то равным l), чтобы не загромождать рисунок). За первый элементарный цикл на выходе преобразовател 1 напр жени в интервал времени выдел етс интервал времени Т Til . где Vx - интегральное значение вход ного сигнала за ТЭА Г. Vg - опорное напр жение. В течение т Щ импульсы частот ной f) с выхода генератора 8 опорной частоты через первый переключающий блок 9 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 3, в результат код Ыэл TI в счётчике равен ,, За второй элементарный цикл Тдл Г в течение т t2l через второй переключающий блок 10 на вычитающий вход реверсивного счетчика 3 поступит чис ло импульсов N.tar-Twaf.. К концу второго элементарного цикла Тдд Г21 в реверсивном счетчике 3 остаетс код Ндд Tl,2 I равный . N. Ш-N гт гп-т ot v Vo - По концу Т ЭД 23 сигнсшом с блока 5 управлени триггер 12 устанавливают в определенное логическое состо ние, а его вхОд вычитани реверсивного счетчика 3 продолжают подавать импуль сы частотой fj. При равенстве, кода в реверсивном счетчике 3 нулевому значению сработает блок 11 совпадени , и триггер 12 вернетс в исходное состо ние. Информационный интервал времени Т 1, выдел емый триггером 12, .равен тсо-з 1„; Если N эл ll NJ Г2 , то по концу 23 сигналом с блока 5 управлени триггер 12 устана;вливают в. определенное логическое состо ние, а импульсы частотой f подают на суммирующий вход реверсивного счетчика 3. Информативный интервал времени Т 1 определ етс аналогичным образом. Полученный интервал времени поступает на управл ющий вход преобразовател код-частота 2, имеющего функцию преобразовани вида М f -i f NO, где f, частота следовани импульсов на выходе преобразовател код-частота 2; - емкость счетчиков преобразовател 2; N - код управл ющего счетчика преобразовател 2. Частота f в течение времени Т l через третий переключающий блок 13поступает в счетчик 14, код N 1 в счетчике 14 равен JNtO T V f- - о o атем элементарные циклы повтор ют L раз. В.результате в счетчике 4накапливаетс код NCU о ассмотренный алгоритм дл уменьшени огрещности дискретности позвол ет вести два вида квантовани (синхроизации ) . Первый вид квантовани (по астоте f) заполнени интервалов ремени Т-э ГО сзсуществл етс слеующим образом. Конец т i синхроизируетс .с первым пришедшим после го окончани импульсом частоты f. результате 13-ТСО T Ci O Tti+43-At + t, tv 3-TCvil- t.+Aty,1 voltage in the time interval is connected to the input of the former 4 elementary cycles, the output of the latter is connected to the clock input of the voltage converter 1 in the time interval and to the input of the control unit 5, the output of which is connected to the control input of the former 4 elementary cycles; The first signal inputs of the first and second switching units 9 and 10 are respectively connected to the output of the voltage converter 1 in the time interval, and the outputs to the opposite inputs of the reversing counter 3, the output of which is connected to the input of the code matching unit 11 and the first y input of the arithmetic node 6, the output of the code matching unit 11 is connected to the first input of the trigger 12, the output of which is connected to the first signal input of the third switching unit 13 and the control input of the code-frequency converter 2, the output of the last connected k tr the third signal input of the third switching unit 13, the output of which is connected to the input of the counter 14, the output of the latter is connected to the second input of the arithmetic node b, the output of which is connected to the input of the fourth switching unit 15, the output of the latter is connected to the input of the digital reading unit 7, the output of the control unit 5 connected respectively to the control inputs of the first, second, third and fourth switching blocks 9, 10, 13 and 15, block 11 of the codes and the arithmetic node 6, as well as with the second input of the trigger 12 and the inputs Reset counter 3 and code-frequency converter 2, the signal input of which is connected with the output of the reference frequency generator 8, with the second signal inputs of the first, second and third switching blocks 9,10 and 13 of the control unit 5 and the input of the converter 1 is wired for a time interval, the output of which is connected to the input of control unit 5. FIG. Figure 2 shows the input signal form 16, pulses 17 arriving at the clock input of the voltage converter 1 in the time interval, code change in the reversible counter 3-18, linear pulses 19 of the variable frequency from the code-frequency converter output. A voltmeter works as follows. In the mode of measuring the effective value of the voltage, the shaper of 4 elementary cycles, based on the signal from the control unit 5, generates the elementary cycles TDD T, i. tT-b (tT--. where I is the current value of the number of the elementary cycle, (i 1,2,3, ..., n) m and n are the coefficients that are selected from the condition of a given measurement accuracy (n) in a given the frequency range (t), arriving at the clock input of the voltage converter 1 in the time interval (Fig. 2u is taken equal to l), so as not to clutter the figure). During the first elementary cycle at the output of the voltage converter 1 in the time interval, the time interval T Til is allocated. where Vx is the integral value of the input signal beyond the tea gauge G. Vg is the reference voltage. Within t U frequency pulses f) from the output of the generator 8 of the reference frequency through the first switching unit 9 are fed to the summing input of the reversible counter 3, the result is the code El TI in the counter equal to, During the second elementary cycle Tdl G for t t2l through the second the switching unit 10 to the subtractive input of the reversible counter 3 will receive the number of N.tar-Twaf pulses. By the end of the second elementary cycle Tdd G21 in the reversible counter 3 there remains the code Ndd Tl, 2 I is equal. N. Sh-N gt gp-ot ot v Vo - At the end of the T-ED 23 after the signal from the control unit 5, the trigger 12 is set to a certain logical state, and its input to the subtraction of the reversible counter 3 continues to send pulses of the frequency fj. If the code in the reversible counter 3 is equal to zero, the block 11 matches, and the trigger 12 returns to the initial state. The information time interval T 1 allocated by trigger 12 is equal to tso-3 1; If N el ll NJ G2, then at the end of 23, the signal from the control unit 5 controls the trigger 12 is set; a certain logical state, and pulses of frequency f are fed to the summing input of the reversible counter 3. The informative time interval T 1 is determined in a similar way. The resulting time interval is fed to the control input of the code-frequency converter 2, having a conversion function of the form M f -i f NO, where f is the pulse frequency at the output of the code-frequency converter 2; - the capacity of the counters of the transducer 2; N is the control counter code of the converter 2. The frequency f during the time T l goes through the third switching unit 13 to the counter 14, the code N 1 in the counter 14 is equal to JNtO T V f- - o o then the elementary cycles are repeated L times. B. As a result, in the counter 4, the NCU code is accumulated. The approved algorithm for reducing the discreteness of the discreteness allows one to conduct two types of quantization (synchronization). The first type of quantization (in terms of frequency f) of filling the intervals of the belt T-e GO is implemented as follows. The end of t i is synchronized with the first pulse f of frequency f that came after the end of the pulse. the result is 13-TCO T Ci O Tti + 43-At + t, tv 3-TCvil- t. + Aty,
где TI ВД - квантованный интервал времени; дц - интервал времени между концом Тэд 1 и первы пришедшим импульсом ча тоты -L ). отсюда 2Т,с з тс з л1:-ь.хтс;+ :-л1 At. Ы 11 nTcOfit.. Таким образом значение суммы любого числа квантованных интервалов времени тк Til отличетс от истинног не более чем на 1ц. Рассмотрим второй вид квантовани по частоте f заполнени интер лов времени Т D1 . При списывании кода N,,, D ,1 + 1 в реверсивном сче чике 3 импульсами -частотой fj- коне информативного интервала времениi Т П определ ют по первому пришедшему импульсу частоты f после выполнени услови i, (фиг т.т. tj.t,): В результате списанный код равен , , NC«3 .3-ЛГ,.,-АЧ,, . отсюда . S Ni:i Nj nO-«-&N -«-tl Ng CA3-bN +u. rUNj COtbN. где Д N j . по эквивалентному значени не превосходит yj . Таким образом , введение операций квантовани позвол ет при тех же требовани х к преобразователю код-частота 2 умень шить относительную погрешность дискретности в L раз. После получени кода N Lj в счетчике 14 осуществл ют сдвиг элементарных циклов на врем t. , а также предустанавливают управл ющий счетчик преобразовател код-частота 2/ тем самЕ подготавлива его к новому циклу работы, по ле этого повтор ют описанные операции . В результате в счетчике 14 нак ливаетс код и ViCt I N,u K. v oNo который, как и в известном устройс ве, поступает 8 арифметический узел б, осуцествл кхций нормирование и изwhere TI VD is the quantized time interval; ds is the time interval between the end of Ted 1 and the first incoming impulse of the frequency —L). hence 2T, d h ss hl1: -l.hts; +: -l1 At. Ы 11 nTcOfit .. Thus, the value of the sum of any number of quantized time intervals mc Til differs from the true one by no more than 1 c. Let us consider the second type of quantization with respect to the frequency f of the filling of the time intervals T D1. When the code N ,,, D, 1 + 1 is written off in a reversible counter with 3 pulses - frequency fj - the end of the informative time interval i T P is determined by the first received frequency pulse f after condition i, (fig. Tj.t ,): As a result, the code written off is equal to,, NC “3 .3-LH,., - AH ,,. from here. S Ni: i Nj nO - "- & N -" - tl Ng CA3-bN + u. rUNj COtbN. where D N j. by equivalent value does not exceed yj. Thus, the introduction of quantization operations allows, with the same requirements for the code-frequency converter 2, to reduce the relative discrete error by a factor of L. After receiving the code N Lj in the counter 14, the elementary cycles are shifted by time t. , as well as presetting the control counter of the code-frequency converter 2 / the same by preparing it for a new cycle of operation, after which the described operations are repeated. As a result, in the counter 14, the code and ViCt I N, u K. v oNo which, as in the known device, receives 8 arithmetic node b, normalization and from
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792817689A SU838598A1 (en) | 1979-09-07 | 1979-09-07 | Universal digital integrating voltmeter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792817689A SU838598A1 (en) | 1979-09-07 | 1979-09-07 | Universal digital integrating voltmeter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU838598A1 true SU838598A1 (en) | 1981-06-15 |
Family
ID=20849783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792817689A SU838598A1 (en) | 1979-09-07 | 1979-09-07 | Universal digital integrating voltmeter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU838598A1 (en) |
-
1979
- 1979-09-07 SU SU792817689A patent/SU838598A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU838598A1 (en) | Universal digital integrating voltmeter | |
SU849092A1 (en) | Digital frequency meter | |
SU411632A1 (en) | ||
SU619928A1 (en) | Device for logarithmation of two electric signals ratio | |
SU656018A1 (en) | Arrangement for measuring pulse duration with random recurrence period | |
SU1065822A1 (en) | Time interval digital meter | |
SU573797A1 (en) | Time-to-number converter | |
SU497011A1 (en) | Phase biosynchronizer | |
SU365036A1 (en) | INTEGRATING VOLTAGE CONVERTER | |
SU516960A1 (en) | Active Power to Code Converter | |
SU725238A1 (en) | Pulse repetition frequency divider with fractional division coefficient | |
SU1040432A1 (en) | Phase shift meter (its versions) | |
SU864137A1 (en) | Multi-function analogue-digital converter | |
SU1140054A2 (en) | Ac voltage effective value measuring method | |
SU700926A1 (en) | Measuring transducer | |
SU1728857A2 (en) | Multichannel measuring device | |
SU805199A1 (en) | Vlf digital phase-frequency meter | |
SU765749A1 (en) | Digital switching phase meter | |
SU1621052A1 (en) | Device for integrating electric signals with background component | |
JPS5952383B2 (en) | RMS conversion circuit | |
SU881764A1 (en) | Digital function generator | |
RU2027303C1 (en) | Analog-to-code functional converter | |
SU1061063A1 (en) | Digital phase meter | |
SU1607078A1 (en) | Frequency-to-code converter | |
SU892334A1 (en) | Low frequency digital meter |