SU1363459A1 - Аналого-цифровой преобразователь переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  точного преобразовани  переменного напр жени  в цифровой код. Процесс преобразовани  Состоит из трех тактов. В первом такте блок управлени  12 формирует цепь преобразовател  переменного напр жени  в посто нное , состо щую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резистора 9. Выходное напр жение преобразовател  переменного напр жени  в посто нное , снимаемое в точке соединени  диодов, преобразуетс  в АЦП посто нного тока и поступает на суммирующий вход устройства 12 сложени  и вычитани . По сигналу конца преобразовани  первого такта блок управлени  13 формирует цепь преобразовател  переменного напр жени  в посто нное,состо щую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резистора 9. Выходное напр жение, снимаемое также в точке соединени  диодов, оцифровываетс  АЦП посто нного тока и поступает на суммирующий вход устройства 12 сложени  и вычитани . По сигналу конца преобразовани  второго такта блок управлени  13 формирует цепь преобразовател  переменного напр жени  в посто нное , состо щую из последовательно соединенных диодов 4, 5 и резис- тора 9, но выходное напр жение снимаетс  с резистор а 9 Это напр жение, оцифрованное АЦП 11 посто нного тока, поступает на вычитающий вход устрой (Л со О) со ел ;о

Description

ства 12 сложени  и вычитани .В результате трех тактов преобразовани  в устройстве 12 сложени  и вычитани  образуетс  результат преобразовани 

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  точного преобразование переменного напр жени  в цифровой код.

Цель изобретени  - повьппение точности .

На фиг. 1 приведена блок-схема аналого-цифрового преобразовател  переменного тока; на фиг. 2 - схема блока управлени .

Устройство содержит масштабный преобразователь 1, преобразователь 2 переменного напр жени  в посто нное , выполненный в виде коммутатора 3, диодор А и 5, коммутаторов 6-8 и резистора 9, фильтр 10 нижних частот , аналого-цифровой преобразователь 11 посто нного тока, устройство 12 сложени  и вычитани , которое может быть выполнено в виде реверсив кого счетчика, и блок 13 управлени , выполненный на двух D-триггерах 14 и 15 и элементе ИЛИ-НЕ 16 и представл ющий собой замкнутый в кольцо сдви говый регистр, управл емый сигналами конца преобразовани  напр жени  в цифровой код, поступающими от аналого-цифрового преобразовател  посто нного тока, например врем импульсно

го типа.

I- ,-

Процесс измерени  состоит из трех тактов преобразовани .

В первом такте блок 13 управлени  сигналом и2 (фиг. 3) воздействует на коммутаторы преобразовател  переменного напр жени  в посто нное и подключает вход коммутатора 3 к выходу 17, вход коммутатора 8 . к выходу. 18 и через коммутатор 7 к фильтру Ю нижних частот и вход коммутатора 6 к выходу 19. Вьрсод аналого-цифрового преобразовател  11 подключен к суммирующему входу устройства 12 сложени  и вычитани .

входного напр жени  в цифровой код, не завис щий от падени  напр жени  на диодах, их температурного и вре менного дрейфа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Таким образом, в первом такте преобразований фо1)мируетс  цепь преобразовател  переменного напр жени  в посто нное, состо ща  Из последова- 5 тельно соединенных диодов 4 и 5 и резистора 9. Выходное напр жение снимаетс  с фильтра 10 нижних частот, подключенного к точке соединени  диодов . Это напр жение U 8t,,xi ,,

10 где Ug - входное напр жение, Ug - падение напр жени  на первом диоде.

Напр жение ,1 в аналого-цифровом преобразователе 11 посто нного ,тока преобразуетс  в цифровой,

/Ь код М.

По сигналу конца преобразовани  и первого такта блок 13 управлени  сигналом Uj подключает вход коммутатора 3 к выходу 20, вход коммутатора

20 6 к выходу 21 и через коммутатор 7 к фильтру нижних частот и вход коммутатора В к выходу 22. Выход аналого- цифрового преобразовател  11 посто нного тока остаетс  подключенным к суммирующему входу устройства 12 сложени  И вычитани .

Таким образом, во втором такте преобразовани  формируетс  цепь преобразовател  переменного напр жени  is посто нное, состо ща  из последовательно включенных диодов 4 и 5 и резистора 9. Выходное напр жение снимаетс  с фильтра 10 нижних частот, подключенного к точке соединени  диоЗбдЬв: ивь,х , где Ugj - падение напр жени  на втором диоде.

Это напр жение подаетс  на вход 40 аналого-цифрового преобразовател  11 и образуетс  в цифровой код Nj, который поступает на суммирующий вход устройства 12 сложени  и вычитани .

В результате первых двух тактов преобразовани  в последнем накапли25

30

45

ваетс  сумма ( i-Uj-) ,

где - коэффициент преобразовани  аналого-цифрового преобразовател .

По сигналу и, конца второго та/кта преобразовани  блок 13 управлени  сигналом и подключает выход ком- мутатора 7, соединенный с фильтром нижних частот, к резистору 9 и пере- .ключает выход аналого-цифрового преобразовател  11 с суммирующего входа устройства 12 сложени  и вычитани  на вычитающий. Далее схема аналогична описанной дл  предыдущего такта.

Таким образом, в третьем такте преобразовани  формируетс  цепь пре- образовател  переменного напр жени  в посто нное, состо ща  из последовательно соединенных диодов 4 и 5 и резистора 9, причем выходное напр жение снимаетс  с фильтра 10 нижних частот, подключенного к резистору 9- Это напр жение, равное U i, U - Ua - V qt в аналого-цифровом преобразователе преобразуетс  в цифровой код N , который поступа ет на вычитаю- щий вход устройства 12 сложени  и вычитани .

В результате всех трех тактов преобразовани  в устройстве 12 сложени  и вычитани  накапливаетс  результат , „pUj,.

По сигналу и, конца третьего такта преобразовани  схема возвращаетс  в исходное состо ние.

Таким образом, результат на выходе аналого-цифрового преобразовател  не зависит от падений напр жени  на диодах 4 и 5, а следовательно, и погрешность аналого-цифрового преобразовател  переменного тока не зависит от характеристик диодов, их идентичности и инвариантна к их временному и температурному дрейфу.

Claims (2)

1. Аналого-цифровой преобразователь переменного тока, содержащий блок управлени  и последовательно соединенные масштабный преобразователь ,, вход которого  вл етс  входной шиной, преобразователь переменного напр жени  в посто нное, фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь посто нного тока, устройство сложени  и вычитани , управл ю- щий вход которого подключен к первому выходу блока управлени , вход которого соединен с выходом Конец преобразовани  аналого-цифрового преобразовател  посто нного тока, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в нем преобразователь переменного напр жени  в посто нное выполнен на четырех коммутаторах , двух диодах и резисторе, первый вывод которого подключен к общей шине, второй вывод объединен с первым информационным входом первого коммутатора и подключен к первым выходам второго и третьего коммутаторов , второй выход второго коммутатора объединен с вторым информационным входом первого кoм гyтaтopa, анодом первого диода и подключен к первому выходу, четвертого коммутатора, второй выход которого объединен с вторым выходом третьего коммутатора и подключен к аноду второго диода и третьему информационному входу первого коммутатора, выход которого  вл етс  выходом преобразовател  переменного напр жени  в посто нное,входом которого  вл етс  информационный вход четвертого коммутатора, а катод первого диода соединен с информационным входом третьего коммутатора, катод второго диода соединен с информационным входом второго коммутатора , первые управл ющие входы первого , второго, третье о и четвертого коммутаторов подключены к первому выходу блока управлени , второй выход которого соединен с вторыми управл ющими входами первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, третий выход - с третьим управл ющим входом первого коммутатора и вторым управ- л кнцим входом устройства сложени  и вычитани .

2. Преобразователь по п. 1, о т- личающийс  тем, что, блок управлени  вьшолнён на двух D-тригге- pax и элементе ШШ-НЕ, выход которого  вл етс  первым выходом блока и соединен-с D-входом первого D-тригге- ра, С-вход которого объединен с С- входом второго D-триггера и  вл етс  входом блока, выход первого D-триггера  вл етс  вторым выходом блока и соединен с D-входом второго В-тригг е- ра, выход которого  вл етс  третьим выходом блока и подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого D-триггера, а R-входы первого и втр- рого D-триггероЕ соединены с шиной установки нул .

иг

Uif

1

Фиг. 2

Us