Устройство для автоматического выбора диапазона измерения переменного напряжения

Устройство для автоматического выбора диапазона измерения переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС .КОГО ВЫБОРА ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее усилитель с переключаемым коэффициентом усиления, вход которого подключен к входу устройства, а выход - к выходу устройства и одновременно к входам компараторов верхнего и нижнего пределов , и реверсивный счетчик, выходы которого подключены к управляющим входам усилителя, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьшения переходных процессов, в него введены усилитель-ограничитель , устройство задержки , два D -триггера и логический элемент НЕ, причем вход усилителяограничителя соединен с входами компараторов , а выход усилителя-ограничителя соединен сJ -входамиD-триггеров и через устройство задержки с тактовыми входами D-триггеров, D-ВХОД первого триггера через логический элемент НЕ соединен с выходом компаратора верхнего предела,) -вход второго триггера - с «ыходом компа9 ратора нижнего предела, выходы Ц-трнг геров подключены соответственно к . суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 1 Р С 01 R 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3512776/24-21 (22) 18. 11. 82 (46) 30.12.84, Бюп. Ф 48 (72) И. Г.Мальтер и Ю.А.Мочалов (53) 621. 317.:7 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 366417, кл. G 01 R 15/08, 1970.

2. Патент ГДР У 133597, кл. G 01 R 15/08, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫБОРА ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее усилитель с переключаемым коэффициентом усиления, вход которого подключен к входу устройства, а выход — к выходу устройства и одновременно к входам компараторов верхнего и нижнего пределов, и реверсивный счетчик, выходы которого подключены к управляющим

„„ЯЦ„„1132235 А входам усилителя, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьшения переходных процессов, в него введены усилитель-ограничитель, устройство saдержки, два Э -триггера и логический элемент НЕ, причем вход усилителяограничителя соединен с входами компараторов, а выход усилителя-ограничителя соединен с S -входами 5 -триггеров и через устройство задержки— с тактовыми входами 11 -триггеров, 9-вход первого триггера через логический элемент НЕ соединен с выходом компаратора верхнего предела,3 -вход второго триггера — с выходом компаQ ратора нижнего предела, выходы 1) -триг геров подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика.

1132235

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных радиотехнических устройствах.

Известно устройство для автоматического выбора диапазона измерения переменного напряжения, содержащее усилитель с переключаемым коэффициентом усиления, вход. которого является входом устройства, а вйход — вы- 10 ходом устройства, компараторы верхнего и нижнего пределов, входы которых соединены с выходом усилителя, и реверсивный счетчик, входы которого соединены с выходами компараторов, а выходы — с управляющими входами усилит.еля (1l °

Недостатком этого устройства является большая интенсивность и длительность переходных процессов, что приводит к увеличению погрешности измерений измерителей переменного напряжения, в которых используются данные устройства.

Наиболее близким к изобретению

25 является устройство для автоматического выбора диапазона измерения переменного напряжения, содержащее усилитель с переключаемым коэффициентом усиления, вход которого подключен к входу устройства, а выход — к выходу З0 устройства, амплитудный детектор, включенный между выходом усилителя и входами компараторов верхнего и нижнего пределов, выходы которых через реверсивный счетчик соединены 35 с управляющими входами усилителя (2).

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие, поскольку при выборе диапазона анализируется сигнал после амплитудного детек- 40: тора и в результате время выбора циапазона равно:

"= .дer И, где Lp,qT — постоянная времени ампли-45 тудного детектора;

И вЂ” число переключаемых диапазонов между двумя последовательными измерениями. 50

Недостатком устройства является также большая интенсивность и длительность переходных процессов, поскольку переключение коэффициента усиления производится в произвольные 55 моменты времени, хотя минимального значения они .достигают в случае, если изменение коэффициента усиления пр оисх одит в момент п ер ех ода с и r нала через ноль. Измеритель переменного напряжения, в котором используются ! данные устройства, автоматически производит определенное количество единичных измерений в единицу времени, затем автоматически их усредняет и таким образом получает результат

Ф измерения. Из-за значительной длительности и интенсивности переходных процессов, возникающих при переключении диапазонов, нельзя сократить интервалы времени между единичными измерениями, поэтому число единичных измерений, т.е. усредняемых величин, ограничено, из-за чего ограничена точность .результатов усреднения, т.е. результата измерения измерителя переменного напряжения. При использовании данного устройства в измеритепях переменного напряжения переходные процессы, возникающие во время переключения диапазонов, увеличивают погрешность измерений.

Цель изобретения — увеличение .быстродействия устройства, а также уменьшение переходных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического выбора диапазона измерения, содержащее усилитель с переключаемым коэффициентом усиления, вход которого подключен к входу устройства, а выход — к выходу устройства и одновре— менно к входам компараторов верхнего . и нижнего пределов, и реверсивный счетчик, выходы которого подключены к управляющим входам усилителя, введены усилитель-ограничитель устройство задержки, два ))-триггера и логический элемент НЕ, причем вход усилителя-ограничителя соединен с входами компараторов, а выход усилителя"ограничителя соединен с 5 -входами

Э-,триггеров и через устройство задержки " с тактовыми входами Э-триггеров, Э -вход первого триггера через логический элемент НЕ соединен с выходом компаратора верхнего предела, 3 -вход второго триггера †. с выходом компаратора нижнего предела, выходы 3-триггеров подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 (а-з) — диаграммы, поясняющие работу устройства (где на

3 .1132 фиг. 2а — напряжение на входе устройства; на фиг. 2б — напряжение на вы-1 ходе устройства; на фиг. 2в — напряжение на входе В -триггера 7; на фиг. 2г — напряжение на входе I} -триг5 гера 8; на фиг. 2д — напряжение, поступающее на Я -входы 3-триггеров

7 и 8; на фиг. 2е — импульсы, поступающие на тактовые входы D -триггеров

7 и 8; на фиг. 2ж — импульсы, поступающие на вход реверсивного счетчика

9 при выходе входного сигнала за верхний предел диапазона; на фиг.2з— импульсы, поступающие на вход реверсивного счетчика 9 при выходе входного сигнала за нижний предел диапазона) .

Устройство содержит усилитель 1 с переключаемым коэффициентом усиле ния, компаратор 2 верхнего предела, компаратор 3 нижнего предела, усилитель-ограничитель 4, логический элемент 5 НЕ, устройство 6 задержки, 3-триггеры 7 и 8, реверсивный счетчик 9.

Вход устройства соединен с входом усилителя 1 с переключаемым коэффици- . ентом усиления, выход которого под— ключен к входу усилителя-ограничите— ля 4, а также к первым входам компараторов 2 и 3 соответственно верхне- ЗО го и нижнего пределов, на вторые входы которых подаются постоянные напряжения U и U соответственно верх— него и нижнего пределов, выход компаратора 2 через логический элемент 35

5 НЕ подается на j) -exon|) -триггера 7, а выход усилителя-ограничите ля 4 соединен с 5 -входами триггеров

7 и 8, и через устройство 6 задержки— с тактовыми входами этих триггеров, @ выходы триггеров 7 и 8 соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 9, выходы которого соединены с управляю- . щими входами усилителя 1 с переключаемым коэффициентом, усиления.

Устройство работает следующим об- . разом.

Входной сигнал (фиг. 2а) через усилитель 1 с переключаемым коэффици-50 ентом усиления подается на вход компараторов 2 и 3. С выхода компаратора 2 сигнал через логический элемент

5 НЕ подается на входЭ вЂ .триггера 7 (фиг. 2в — сигнал на входе Р -тригге- 55 ра 7). С выхода компаратора 3 сигнал (фиг, 2г) подается на вход 3 -триггера 8. На тактовые входы D -триггеров

235 .4 сигнал с выхода усилителя 1 подается через усилитель-ограничитель 4 и устройство 6 задержки, которое осуществляет задержку на четверть периода входного сигнала с тем, чтобы передний фронт импульсов, поступающих на тактовые входы В -триггеров 7 и 8 (фиг. 2е), соответствовал максимальному мгновенному значению. Если входной сигнал находится внутри заданного диапазона, то в момент прихода тактового импульса t0 на входах триггеров 7 и 8 напряжение равно логической "1" и сигнал с выхода усилителяограничителя (фиг. 2д), подающийся на Я -входы триггеров не меняет их состояния (логическая " 1"), в результате на входы реверсивного счетчика не поступают счетные импульсы и он не меняет своего состояния. При выходе входного напряжения за границы диапазона сигнал на входе соответствующего триггера в момент прихода тактового импульса (t<, t» t>) равен логическому "0" и триггер (7 при выходе за верхнюю границу диапазона, 8 при выходе за нижнюю границу) изменит свое состояние с логической

"1" на логический "0". В результате в моменты времени tz t и te, когда на 5 †вхо триггеров 7 и 8 подается логический "0" с выхода усилителяограничителя 4, выход одного из них

1(7 в моменты времени t или tg,, 8 в моменты времени йа) перейдет из состояния логического "0" в состояние логической 1, т ° е. на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 9 при выходе входного сиг нала за пределы диапазона подаются .импульсы (фиг. 2ж — при выходе за верхний предел, фиг. 2з — при выходе за нижний предел), при этом реверсивный счетчик меняет свое состояние, что приводит к изменению кода на управляющих входах усилителя с переключаемым коэффициентом усиления и к соответствующему изменению коэффициента усиления. В результате сигнал на выходе усилителя 1 с переключаемым коэффициентом усиления (фиг. 2б) всегда находится в заданном диапазоне независимо от пределов изменения сигнала на входе устройства (фиг. 2а .

Таким образом, благодаря отсутствию в предлагаемом устройстве амплитудного детектора, инерцион1132235 пом.

Составитель Т. Веремейкина

Редактор М.Петрова Техред Ж.Кастелевич

Корректор Е.Сирохман

Заказ 9786/38 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подпис ное

Филиал НПП "патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Ность которого значительно уменьшает быстродействие устройства, а также тому, что анализ выхода переменного напряжения за пределы диапазона происходит каждый его период в момент максимума его мгновенного значения, быстродействия предлагаемого устройства значительно повысилось по сравнению с прототиКроме того, тот факт, что само переключение происходит в момент пе рехода входного сигнала через ноль, приводит к уменьшению переходных процессов, возникающих во время переключения диапазонов, за счет чего точность измерения измерителей переменных напряжений, в которых используют предлагаемое устройство, повысится в несколько раз.