SU1014140A1 - Преобразователь напр жени в интервал времени - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий источник преобразуемого напр жени , выход которого соединен с входом формировател  периода преобразуемого напр жени  и с первьлми входами двух инте7ратррой, вторые входы которых соединены соответственно с общей шиной и через переклю атель - с выходом коммутатора, входы которого соединены с выходами источника образцовых напр жений, первый управл ющий вход - с выходом компаратора знака, а второй управл ющий вход с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени , первый вход которого соединен с выходом первого интегратора , а второй вход - с выходом второго интегратора и с первым входом компаратора знака, второй вход которого соединен с общей шиной, управл ющий вход первого интегратора соединен с выходом блока сброса, отллч ающийс  тем, что, с целью расширени  частотного диапазона работы преобразовател , в него . введены гене1ратор образцовой частоты , блок синхронизации, делитель частоты , дополнительный триггер и элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, первый.вход-« с первым входом дополнительного триг-в гера и выходом формировател  периода преобразуемого напр жени , а второй, вход через делитель частоты - с выходом генератора образцовой частоты и с первым входом блока синхронизации, выход которого соединен с BTOpbif.i вхо- S дом переключател , а второй вход - с первым выходом триггера, второй,выход которого соединен с вторым входом дополнительного триггера, выход которого соединен с входом блока сброса.

Description

Изобретение относитс  к цифровой электроизмерительной технике и може быть использовано дл  создани  цифрвых вольтметров среднего значени .

Известен преобразователь напр жени  в интервал времени, содержащий первый ключ, выход которого соедине с выходами второго и третьего ключа и через резистор - с входом интегратора , выход которого через два блока сравнени  соединен с входами блока управлени , частотный вход которого соединен с выходом генератора образцовой -частоты,управл ющие выходы соединены с управл ющими входами ключей, а выходы соединены с входагли счетчика, входы второго и третьего ключей соединены с выходами источника образцового напр жени  ij

Недостатком устройства  вл етс : узкий частотный диапазон работы устройства.

Известен преобразователь напр жени  в интервал времени, содержаний источник преобразуемого напр жени  , выход которого соединен с входом формировател  периода преобразуемого напр жени  и с первыми входами двух интеграторов, второй вход первого интегратора соединей с общей шиной устройства, а второй вход второго интегратора соединен с выхо.дом переключател , первый вход которого соединен с выходом коммутатора , а второй вход - с выходом триггера и входом блока сброса, выход которого соединен с управл ющим входом перрого интегратора, выход которого соединен с первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен с выходом второго интегратора и с первым входом компаратора знака, а выход - с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом формировател  периода преобразуемого напр жени  и первым управл ющим входом коммутатора , второй управл ющий вход которого соединен с выходом компаратора знака, второй вход которого соединен с общей шиной устройства, а входы коммутатора соединены с выходами источника образцового напр же ни  2 .

Недостатком устройства  влветс  то, что оно сохран ет работоспособность и задание характеристики лишь в ограниченном частотном диапазоне изменени  преобразуемого сигнала. Смещение частоты преобразуемого напр жени  в сторону низких и инфранизких частот (в силу ограниченного динамического диапазона выходной характеристики интеграторов ) может быть достигнуто лишь увеличением посто нной времени интеграторов. Однако обеспечение больших значений посто нной, времени интегратора ( пор дка дес тков и сотен рекунд); при сохранении высокой точности интегрировани   вл етс  неразрешимой задачей.

Цель изобретени  - расширение 5 частотного диапазона работы устройства.

Поставленна  цель достигаетс  j тем, что в преобразователь напр жени  во временной интервал, содержащий источник преобразуемого напр жени , выход которого соединен с входом формировател  периода преобразуемого напр жени  и с первыми входами двух интеграторов, вторые входы которых соединены соответственно с общей шиной и через переключатель - с выходом коммутатора, входы которого соединены с выходами источника образцовых напр жений , первый управл ющий вход - с

Q выходом компаратора знака, а второй управл ющий вход - с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени , первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, а второй вход - с выходом второго интегратора и с первым входом компаратора знака, второй вход которого соединен с общей шиной, управл ющий вход первого интегратора соединен с выходом блока сброса, введены генератор образцовой частоты, блок синхронизации, делитель частоты , дополнительный триггер и элемент ИЛИ, выход которого соединен с

5 первым входом триггера, первый вход .с первым входом дополнительного триггера и выходом формировател  периода преобразуемого напр жени , а второй вход через делитель частоты - с

0 выходом генератора образцовой частоты и с первым входом блока синхронизации , выход которого соединен с вторым входом переключател , а второй вход - с первым выходом триггера, второй выход Которого соеди- нед с вторым входом дополнительного триггера, выход которого соединен с входом блока сброса.

На фиг. 1 приведена структурна 

Q электрическа  схема устройстваf на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит источник 1 преобразуемого напр жени , интеграторы 2 и 3, блок 4 сброса, компара- ; тор 5 знака, блок 6 сравнени , триг-гер 7, источник 8 образцовых напр жений , коммутатор 9, переключатель 10,формирователь 11 периода преобразуемого напр жени , триггер 12, элемент 13 ИЛИ, делитель 14 Частоты, блок 15 синхронизации, генератор 16 образцовой частоты.

На фиг. 2 обозначено; форма 17 нарр жени  на выходе источника 1 U)i(t),

5 сигнал 18 на; выходе формировател  11, форма 19 сигналов на .вчходе делител  14,-форма 20 сигналов на выходе : генератора 16, форма 21 напр жений н входах блока 6, форма 22 сигналов на выходе блока 6, форма 23 напр же ний на входе интегратора 2. Устройство работает следующим образом . Пусть посто нна  составл юща  пре образуемого напр жени  больше нул , В момент времени -t приходит импульс с формировател  11, что обуславливае срабатывание триггера 12 и через элемент 13 триггера 7. Сигнал с-, триг гера 12 отключает блок 4 от интегра тора 3, а импульс с триггера 7 чере блок 15 и переключатель 10 подключает положительное образцовое напр  жение от источника 8 на вход интегр тора 2. В результате этого напр жение на выходе интегратора 2 будет (линейно возрастать со скоростью i OO-UK ,: I - t- L I a на выходе дополнительного интегр I тора 3 линейно убывать со скоростью Ux/t ,где UQ- образцовое напр жение ,7 посто нна  времени интегратора. В момент времени t напр жени  на выходах обоих интеграторов оказываютс  равны, что приводит к срабатыванию блока б и триггера 7. При этом срабатывает триггер 12 и посредством блока 4 производитс  воз.врат интегратора 3 в исходное сос то ние. С приходом очередного импульса с выхода генератора 16 на вх блока 15 синхронизации последний, воздейству  на переключатель 10, отключает образцовое напр жение. В результате выходное напр жение инте ратора 2 будет линейно убывать со скоростью 0)/1, а на выходе интегратора 3 установитс  нулевое значение напр жени . В момент времени t при ходит импульс с выхода делител  14триггер 7 через элемент 13, что обу лавливает срабатывание триггера 7, а следовательно, подключение образцового напр жений на вход интеграг тора 2, причем блок 4 сброса остаетс  подключенным к интегратору 3, так как триггер 12 осталс  в прежнем состо нии. В результате на выходе интегратора 2 напр жение будет л1«1ейно нарастать со скоростью j:° Ь. I и в момент времени t достиГнет нулевого уровн , что вызЬвет срабатывание блока б, переброс триг гера 7, а следовательно, отключение образцового напр жени  от интегратора 2 с приходом ближайшего импуль ра образцовой частоты. В результате выходное напр жение интегратора 2 будет линейно убывать со скоростью Ux .L1 а на выходе интегратора 3 с помощью блока 4 будет поддерживатьс  нулевой потенциал..С приходом следующего импульса с делител  14 (в момент времени t) процесс работы устройства повтор етс . В момент времени t приходит следующий импульс с формировател  11, что обуславливает срабатывание триггеров 7 и 12, и, в целом, процесс преобразовани  за врем  периода преобразуемого напр жени  повторитс . При смене знака посто нной составл ющей преобразуемого напр жени  процессы в устройстве протекают так же, как и в известном устройстве с учетом вьшеизложенных особенностей. Информативной величиной в предлагаемом устройстве  вл етс  сумма временных интерваловТ| за все врем , преобразовани  Т|, . Процесс преобрааовани  за врем  Т„ описываетс  следующим уравнение. ЦР-ЦХ ., , .p .JL-r, ,п п. /2% 2т а-уЬ . и.(Ж-..Цр-Цчи. «Л т;- где . iv...; , где Т: - посто нна  времени интегра; тора 3. Подставл   выражени  (3) и (4) в (2) и провод  упрощени , а также учитыва ,что Тл; const. --I -ц a получим систему уравнений. Up-Uy. t Ox 4L : : y l 1 Реша  систему уравнений (5, найдем функцию преобразовани  . т. где Tvi 1|, - частота преобразуемого напр жени  . Следует отметить, что при суквиировании непримыкающих интервалов времениТ ; не возникает методическа  погрешность дискретности,- так как она устран етс - sa счет синхронизации моментов переключени  образцового напр жени  по импульсу с блока 6 с импульсами образцовой частоты посредством блока 15. Таким образом, устройство имеет сравнительно простую структуру и обладает более широким частотным диапазоном в области низких и инфранизких частот, поскольку за счет разбиени  общего времени интегрирова- ни  Т|,, соответствующего периоду преобразуемого сигнала, на m частных циклов не требуетс  обеспечение больших значений посто нной времени интеграторов.

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий источник преобразуемого напряжения, выход которого соединен с входом формирователя периода преобразуемого напряжения и с первыми входами двух интеграторов, вторые входы которых соединены соответственно с общей шиной и через переключатель - с выходом коммутатора, входы которого соединены с выходами источника образцовых напряжений, первый управляющий вход - с выходом компаратора знака, а второй управляющий вход - с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом первого интегратора, а второй вход - с выходом второго интегратора и с первым входом компаратора знака, второй вход которого соединен с общей шиной, управляющий вход первого интегратора соединен с выходом блока сброса, от лич ающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона работы преобразователя, в него введены генератор образцовой частоты, блок синхронизации, делитель частоты, дополнительный триггер и элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, первый вход 'с первым входом дополнительного триггера и выходом формирователя периода преобразуемого напряжения, а второй, вход через делитель частоты - с выходом генератора образцовой частоты и с первым входом блока синхронизации, выход которого соединен с вторым вхо-В дом переключателя, а второй вход - с первым выходом триггера, второй,выход которого соединен с вторым входом дополнительного триггера, выход ± которого соединен с входом блока Ч сброса. . * во вховход обвход выхо*30