Цифровой вольтметр

Цифровой вольтметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06. 04. S1 (21) 3270380/18-21 ($1) М. Кл. с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Н 03 К 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.10,82. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30. 10. 82!

$3) УДК681. 325 (0S8. S) (72) Авторы изобретения

Г.Г.Воробьев и Н.Г.Сидоров

Куйбышевское специальное конструкторское

Научно- производственного объединения

"Нефтехимавтоматика" (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ВОЛЬтМЕтр

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании цифровых приборов, предназначенных для исследования свойств функции, заданной напряжением в аналоговой форме.

Известны устройства для подобных целей, содержащие генератор тактовых . импульсов, главный. и вспомогательный реверсивный счетчики, цифроаналоговый преобразователь, дешифратор,триггер, компаратор, линию задержки, схему Й (1).

Недостатком данного устройства является то, что,измеряя абсолютное значение функции, оно не определяет ее экстремальных значений и крутизну (производную).

Известен цифровой вольтметр, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов, реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь и компаратор, прямой выход которого через первый и второй ключи соединен с первыми входами элементов

ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами третьего и четвертого ключа, выходы элементов ИЛИ через второй реверсивный счетчик и определитель нулевого состояния, одновибратор и коммутатор соединены с входом регистра памяти, входы коммутатора соединены с выходами первого реверсивного счетчика, входы сложения и вычитания которого подключены к инверсному и прямому выходам компаратора, управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами триггера, элемент И-НЕ 3 2 ).

Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, выражаемой в невозможности измерения крутизны (производной функции).

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой вольтметр, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов, первый реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь и компаратор, прямой выход которого через первый и второй ключи соединен с первыми входами элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами третьего и четвертого ключей, выходы элементов ИЛИ через, второй реверсивный счетчик, определитель нулевого состояния, одновибратор и коммутатор соединены с входом регистра памяти входы коммутатора соединены с выходами первого реверсивного счетчика, входы сложения и вычитания которого подключены к инверсному и прямому выходам компаратора, управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами триггера, элемент

И-НЕ, введены последовательно соединенные первая линия задержки, дополнительный ключ, вторая линия IG задержки, а также два элемента И и сдвиговый регистр, информационный вход которого соединен с прямым выходом компаратора, первый входом элемента И-НЕ, первым входом первого 15 элемента И, выход - с вторым входом элемента И-HE первым входом второго элемента И и входами третьего и четвертого ключей, выходы элементов

И соединены с входами триггера,вторые входы — с выходом определителя нулевого состояния, выход элемента И-НŠ— с управляющим входом дополнительного ключа, а выход первой линии задержки соединен с управляющим вхОдом сдвигового регистра, выход второй линии задержки - с счетным входом второго реверсивного счет чика.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого вольтметра; на Фиг.2 — диаграммы напряжений в точках a,b,c d.

Устройство состоит иэ реверсивных счетчиков 1 и 2, сдвигового регистра

3, генератора 4 импульсов, цифро-ана- 35 логового преобразователя (ЦАП) 5, компаратора б, линии 7 задержки, элемента И-НЕ 8, ключа 9, триггера 10, элементов И 11 и И 12, определителя 13 нулевого состояния, ключей 14-17, 40 элемента ИЛИ 18 и 19, линии 20 задержки, одновибратора 21, коммутатора 22, регистра 23 памяти.

Устройство работает следующим образом. 45

Перед началом измерения подается команда "Установка в "0". Реверсивные счетчики 1 и 2 устанавливаются в "0", а в сдвиговый регистр 3 заносится число 0101,...,01. Емкость И регистра 3 определяется заданным интервалом àt(N= ьt/ ; ), где - период частоты импульсного генератора 4.

Первый импульс с генератора 4 записывается в реверсивном счетчике 1.

На выходе ЦАП 5 возникает первая ступенька напряжения (диаграмма а„фиг.2).

Срабатывает компаратор б и на его прямом выходе появляется потенциал

"0" (диаграмма Ь). С небольшой эадерж кой, обусловленной переходным процес- сом в счетчике 1, импульс с генератора 4, пройдя линию 7 задержки,сдвинет число в регистре 3 на разряд вправо. На выходе регистра 3 также появится потенциал "0". На выходе эле- 65 мента И-HE 8 установится потенциал

"1", ключ 9 откроется. Одновременно происходит первоначальная установка триггера 10 через элементы И 11 и 12, которые открыты потенциалом "1" с определителя нулевого состояния 13. установка триггера осуществляется потен« циалом "1", поступающим с входа или выхода регистра З.ДО четвертого импульса, пока напряжение измеряемой функции

IJ„ (t) меньше. кванта ЦАП, реверсивнйй счетчик 1 записывает, а в следующий такт списывает поступающий на его вход импульс (импульс 1-4 диаграмма а,d). В это время реверсивный счетчик 2 закрыт, его нулевое состояние не изменяется. Закрытое состояние реверсивного счетчика 2 обусловлено либо закрытым ключом 9, либо отсутствием разрешения по счету на шинах сложения (+) и вычитания (-).

Начиная с 5 импульса потенциал

"1" с прямого выхода компаратора б пройдя открытый элемент И 11 (И 12 закрыт потенциалом "0" с выхода регистра 3 (диаграммы Ь,c), установит триггер 10 в "1" состояние по прямо- му выходу, что означает также минимум функции Б (t) . При этом из четыре:х ключей 14-17 будет открыт только 15, который через элемент

ИЛИ 18 дает разрешение счетчику 2 на сложение. На шину вычитания (-) через элемент ИЛИ 19 поступает "0" дотенциал запрета. Пятый импульс с генератора 4, пройдя линию задержки

7, осуществив сдвиг информации в ре гистре 3, пройдя ключ 9, линию 20 . задержки, запишется в реверсивном счетчике 2. Запись единицы снимает разрешение на входе элемента 13,вход триггера.10 будет заблокирован. Таким образом, пока счетчик Z не будет снова обнулен, триггер 10 выдает сигнал о положительном знаке производной (Sign . ЬБ ".,(й)/àt)..По .мере роста

0„ (t) происходит запись импульсов в обоих реверсивных счетчиках. Причем счетчик 1 записывает в цифровой форме измеряемую Функцию (UÄ I(tj), а счетчик 2 в цифровой форме — приращение (производную) функции

s Цф(й) за время, Ьй, равное времени заполнения регистра 3 (Дй

=N/T). Начиная с момента пуска этот интервал Qt) перемещается но оси времени от нуля до конца исследуемого интервала времени (исследуемого значения функции) с шагом дискретности, равным периоду частоты импульсного генератора 4.

Несмотря на рост числа в реверсивном счетчике 1 (при возрастающей

Функции U„ (t), рост числа в ревер(aI сивном счетчике 2 происходит только до тех пор, пока полностью не обновится информация в сдвиговом регистре 3, начиная с момента возрастания функции. Далее изменение числа в реверсивном счетчике 2 будет происходить только в зависимости от изменения наклона ЦД (t) . Если угол наклона остается йеизменным, та чис ла, поступившее за это время s сдвиговой регистр 3 будет идентичным числу, поступающему на ега выход.йа шины (+) и (-) реверсивного счетчика 2 будет поступать одинаковая информация, которая не будет изменять его внутреннего состояния. При увеличении крутизны измеряемой функции, пропорционально увеличивается число в реверсивном счетчике 2 и наоборот, 15 при уменьшении крутизны - уменьшается число в счетчике 2. В моментах перегиба кривой U„ <(t) (экстремумах функции), когда происходит обнуление счетчика 2, срабатывает одновибра- 2О тор 21, Его импульс через коммутатор 22 перепишет в регистр 23 памяти из реверсивного счетчика 1 числа, отражающее данное экстремальное (минимальное или максимальное значение измеряемой функции. При э ам состояние триггера 10 в этот момент будет характеризовать характер экстремума.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет одновременно измерить в цифровой форме абсолютное значение измеряемой функции (U>qw(t)) <

СМ! экстремальное значение измеряемой функции (U„ (t)), крутизну (производную) измеряемой функции (а U„ g t) /at}, знак производной и экстремума L Sign (ь У ф(й) /at j. Bce эти иэмерейия осуществляются одновре,менно и с периодом, кратным периоду частоты импульсного генератора, что особенно ценно при проведении исследований.

Формула изобретения

Цифровой вольтметр, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов, первый реверснвный счетчик, цифроаналоговый преобразо- ватель и компаратор, прямой выход которого через первый н второй ключи соединен с первыми входами элементов

ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходами третьего и четвертого ключей, выходы элементов ИЛИ через второй реверсивный счетчик, определигель нулевого состояния, одновибратор и коммутатор соединены с входом регистра памяти, входы коммутатора соединены с выходами первого реверсивного счетчика, входы сложения и вычитания которого подключены к инверсному и прямому выходам компаратора, управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами триггера, элемент И-НЕ, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью ,расширения функциональных возмож" настей, в него введены последовательно соединенные первая линия задержки, дополнительный ключ, вторая линия задержки, а также два элемента И и сдвиговый регистр,информационный вход которого соединен с прямым выходом компаратора, первым входом элемента И-НЕ, первйм входом первого элемента И, выход — с вторым входом элемента И-ЙЕ, первым входом .второго элемента И и входами третье- . го и четвертого ключей, выходю элементов И соединены с вкодамн триггера, вторые входы — с выходом определителя нулевого состояния, выход элемента И-НŠ— с управляющим входом дополнительного ключа, а выход первой линии задержки соединен с управляющим входом сдвигового регистра, выход второй линии задержки — с счетным входом второго реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

Авторское свидетельство СССР

9 54á099, кл. Н 03 К 13/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2790225/18-21, кл. Н 03 К 13/02, 1979.

970675

Маг.1

1Рд Ô5 б78УЮП120

Составитель В. Махнанов

Техред К.Мыцьо Корректор В. Прохненко

Редактор Н. Ковалева

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8424/75 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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