Функциональный преобразователь

Функциональный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ 6 щ809234

К АВТОУСКОМУ СВИ ЮТВЛИЙВУ

Сееез Советсннв

Сецюалнстмчесмнх

Ржеублнк (63) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 280479 (2!) 2759531/18-24 ®)М )(Л с присоединением заявки Мо

G G 7/26

Государственный комнтет

СССР яо деаам изобретений я открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28,02,81, Бюллетень ЙЯ 8

Дата опубликования описания, 28.02.81 (53) УДК 681. 335 (088.8) (72) Авторы изобретения

Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения (71) Заявитель (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ и цепь сброса. Этот преобразователь имеет интервал времени, прямо пропорциональный первой степени входного напряжения (2).

Недостатком известного функционального преобразователя является отсутствие возможности получения выходного интервала времени, прямо пропорционального квадрату входного

10 напряжения, что при имеющихся преимуществах сужает область его примене ния при преобразовании интегральным характеристик электрических сигналов переменного тока.

15 цель изобретения — расширение класса воспроизводимых функций.

Указанная цель достигается тем, что в известный функциональный преобразователь, содержащий два интегра20 тора, причем первый вход первого ин тегратора соединен с входной шиной преобразователя, а выход первого интегратора через компаратор знака под" ключен к первому входу источника об25 разцовых напряжений, второй вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, подключенного входами к выходам первого и второго интег раторов, первый триггер, первый

3Q вход которого соединен с выходом геИзобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано при создании цифровых измерителей интегральных параметров электрических сигналов переменного и постоянного тока, а также в сос" таве аналого-цифровых вычислительных машин в качестве функциональных преобразователей.

Известен преобразователь, содержащий интегратор, подключаеМый источник образцовых напряжений, два блока сравнения, генератор пилообразного напряжения, генератор тактовых импульсов, триггер и ключ (1). Выходной интервал времени у него прямо пропорционален первой степени входного напряжения.

Недостаток данного преобразователя заключается в невозможности получения временного интервала, прямо пропорционального квадрату входного н апряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаеМому является преобразователь, содержащий блок сравнения, переключаемый источник образцовых напряжений, компаратор знака, электронный переключатель,генератор тактовых импульсов, триггер

А.Б. Андреев, A.A. Богородицкий, З.Ю. Готра., Э.Н-. Дэисйа,. ;, В.И. Фролов и M.Ï. Шадрин

809234 нератора тактовых импульсов, второй вход подключен к выходу первого блока сравнения, а выход является первым выходом преобразователя и подключен к первому входу цепи сброса, выход которой связан со входом сброса второго интегратора и управляющему входу первого переключателя, сигнальный вход которого соединен с выходом источника образцовых напряжений, апервый выход подключен ко второму входу первого интегратора, введены второй блок сравнения, второй триггер и второй переключатель, управляющий вход которого подключен к выходу первого триггера, сигнальные входы соединены соответственно с входной шиной преобразователя и вторым выходом первого переключателя, а выход подключен ко входу второго интегратора, выход которого через второй блок сравнения соединен со вторым входом цепи сброса и первым входом второго триггера, выход которого является вторым выходом преобразователя,а второй вход подключен к выходу первого блока сравнения.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы его работы.

Преобразователь (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 инТеграторы, цепи

3 сброса, компаратор 4 знака, первый блок 5 сравнения, первый триггер б, первый переключатель 7, источник 8 образцовых напряжений, генератор 9 тактовых импульсов, второй переключатель 10, второй блок 11 сравнения, второй триггер 12.

На временных диаграммах работы преобразователя (фиг. 2) обозначены:

13 — форма напряжения на входной шине преобразователя,. 14 — форма сигнала на выходе генератора 9 тактовых импульсов, 15 — форма напряжений на входах первого блока 5 сравнения, 16 — форма сигнала на выходе первого блока 5 сравнения, 17 — форма.сигнала на выходе второго блока 13 сравнения, 18 — форма напряжения на выходе переключаемого источника 8 образцовых напряжений.

Устройство работает следующим об разом.

Пусть на входную шину подано поло жительное преобразуемое напряжение (e U<). В момент времени t„ импульс с выхода генератора 9 тактовых импульсов вызывает срабатывание первого триггера б. При этом первый элект ронный переключатель 7 подключает положительное образцовое напряжение (ФUO) с выхода переключаемого источника 8 образцовых напряжений к одному из входов первого интегратора 1, второй электронный переключатель 10 подключает преобразуемое напряжение

U ко входу второго интегратора 2.В

Х этот же момент времени отключается цепь 3 сброса. В результате выходное напряжение первого интегратора 1 начинает линейно возрастать со скоростью — - .—, а выходное напряжение второго ийтегратора 2 — линейно убывать со скоростью Й(— постоянная ъ времени интеграторов 1 и 2) . В момент времени t выходные напряжения обоих интеграторов 1 и 2 оказываются равными, что приводит к срабатыванию первого блока 5 сравнения. Импульс с последнего вызывает срабатывание первого б и второго 13 триггеров.При этом второй электронный переключатель

10 отключает преобразуемое напряжение U от входа второго интегратора

2. Первый электронный переключатель

7 отключает образцовое напряжение

U0 от входа первого интегратора 1 и подключает его через второй электронный переключатель 10 ко входу второщ го интегратора 2. В результате выходное напряжение первого интегратора

1 начинает линейно убывать со скоростью -4-, а выходное напряжение второго интегратора 2 — линейно возраст ть со скоростью -Р- . В момент времени t выходное напряжение

3 второго интегратора 2 достигает нуля, что приводит к срабатыванию второго блока 11 сравнения. Импульс с последнего вызывает срабатывание второго триггера 12 и цепи 3 сброса. В результате выходное напряжение второго интегратора 2 поддерживается равным нулю до прихода очередного тактового импульса. В момент времени t4

З5 приходит очередной тактовый импульс с выхода генератора 9 тактовых импульсов, вновь срабатывает первый триггер 6 и цикл работы повторяется.

При смене знака преобразуемого на40 пряжения, например в момент времени

t5-, происходят следующие процессы.

Начиная с момента времени t „ выходное напряжение первого интегратора

1, которое до этого момента времени

45 возрастало со скоростью „. Л, проV -V должает возрастать, но с большей скоростью, равной 0 . Выходное напряжение второго йнтегратора 2, которое до момента времени t> убывало щ со скоростью, начинает возрастать

V с той же скор стью. B момент времени выходное напряжение первого ин6 тегратора 1 достигает нуля, что приводит к срабатыванию компаратора 4 знака, импульс с которого подготавливает переключение источника 8 образцовых напряжений. В момент времени t выходные напряжения интеграто7 ров 1 и 2 оказываются равными, что приводит к срабатыванию первого бло40 ка 5 сравнения. Импульс с последнего вызывает срабатывание первого б и второго 13 триггеров. При этом второй электронный переключатель 10 отключает преобразуемое напряжение

Я (- 0„) от входа второго интегратора

809234

Формула изобретения

1х =.т)-.т У

<х о (2) ° 2. Одновременно по импульсу с первого блока 5 сравнения происходит окончательное срабатывание переключаемого источника 8 образцовых напряжений, на выходе которого появляется отрицательное образцовое напряжение ("Ug). Это напряжение с помощью первого 7 и второго 10 электронных переключателей подключается ко входу второго интегратора 2. В результате этого выходное напряжение первого ин тегратора 1 продолжает линейно возрастать, но со скоростью ". вЂ, а выходное напряжение второго интегратора 2 — линейно убывать со скоростью

v — Я.. В момент времени с выходное напряжение второго интегратора 2 до- 15 стигает нуля, что вызывает срабатывание второго блока 11 сравнения.Им пульс с последнего приводит к срабатыванию второго триггера 12 и цепи

3 сброса. В результате выходное на- 2О пряжение второго интегратора 2 поддерживается равным нулю до прихода очередного тактового импульса. В момент времени t> приходит очередной тактовый импульс, по которому вновь срабатывает .первый триггер 6, и цикл

25 работы повторяется аналогично описанному выше, начиная с момента времени tq с в тойлишь разницей, что теперь действуют отрицательные входное и образцовое нагряжения.

Информативный интервал времени Т„ выделяется с помощью первого триггера 6 от момента прихода тактового импульса до момента равенства выходных н,апряжений интеграторов 1 и 2.

Информативный интервал времени ТхК формируетея с помощью второго триггера 12 от момента равенства выходных напряжений интеграторов 1 и 2 до момента равенства нулю выходного напря- 40 жения второго интегратора 2. Работа предлагаемого устройства в соответствии с фиг. 2 описывается следующими соотношениями:

to Ux U тх — (т-Tx ) (/<>

1х = 1хк i r= const.

Отсюда можно определить информативные интервалы времени Т и Т„К

1хк- — .r. ) 55

vP (3

Как видно из выражения (2) и приведенного выше описания работы, предлагаемое устройство сохраняет возможность линейного преобразования д) напряжения U с прежней точностью.

Функциональный интегрирующий преобразователь наряду с получением информации о первой степени преобразуемого напряжения позволяет обеспечить получение информации о его квадрате с сохранением высокой точности преобразования. Расширение функциональных возможностей, наличие унифицированного выходного параметра, высокая точность преобразования выгодно отличают предлагаемое устройство от известных.

Функциональный преобразователь, содержащий два интегратора, причем первый вход первого интегратора соединен с входной шиной преобразователя, а выход первого интегратора через компаратор знака подключен к первому входу источника образцовых напряжений, второй вход которого соединен с выходом перввго блока сравнения, подключенного входами к выходам первого и второго интеграторов, первый триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй вход подключен к выходу первого блока сравнения, а выход является первым выходом преобразователя и подключен к первому входу цепи сброса, выход которой связан со входом сброса второго интегратора и управляющему входу первого переключателя, сигнальный вход которого соединен с выходом источника образцовых напряжений, а первый выход подключен ко второму входу первого интегратора, отличающийся тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, в него введены второй блок сравнения, второй триггер и второй переключатель, управляющий вход которого подключен к выходу первого триггера, сигнальные входы соединены соответственно с входной шиной преобразователя и вторым выходом первого переключателя,а выход подключен ко входу второго ин-. тегратора, выход которого через второй блок сравнения соединен со вторым входом цепи сброса и первым входом второго триггера, выход которого является вторым выходом преобразователя, а второй вход подключен к выходу первого блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3745556, кл. G 06 G 7/26, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2037545/24, кл. G 06 G 7/26, 1974 (прототип).