SU1432413A1 - Voltage effective value converter - Google Patents

Abstract

Изобретение может использоватьс  в системах контрол  и измерени  напр жени . Цель изобретени  - повышение быстродействи  достигаетс  за счет введени  выпр мител  1 среднего значени , дифференциального усилител  2, вьшр мител  3, компаратора 12, источника II опорного напр жени , переключател  8 и делител  7 напр жени . Вьтр митель I выдел ет среднее значение напр жени  с большим быстродействием. Полученный сигнал вычитаетс  из выходного сигнала преобразовател  действуюп(его значени  напр жени  дифференциальным усилителем 2. Из выходного сигнала усилител  2 вьтр митель 3 выдел ет модуль, которьй сравниваетс  с опорным напр жением на входе компаратора 12. С помощью переключател  8 компаратор 12 измен ет коэффициент передачи канала преобразовани  сигнала , что приводит к повышению быстродействи  преобразовател . Сумматоры 4 и 5, аналоговый перемножитель 6, интегратор 9 и ннвертор 10 осуществл ют не вное преобразование входного напр жени  в сигнал, пропорциональный величине его действующего значени , 1 ил. S (ЛThe invention can be used in voltage monitoring and measurement systems. The purpose of the invention is to increase the speed by introducing the average value of the rectifier 1, the differential amplifier 2, the transmitter 3, the comparator 12, the reference voltage source II, the switch 8 and the voltage divider 7. Starter I allocates an average value of a high-speed voltage. The resulting signal is subtracted from the output signal of the converter acting (its voltage values are differential amplifier 2. From the output signal of amplifier 2, the converter 3 selects a module that is compared with the reference voltage at the input of the comparator 12. Using the switch 8, the comparator 12 changes the transfer coefficient signal conversion channel, which leads to an increase in the speed of the converter. The adders 4 and 5, the analog multiplier 6, the integrator 9 and the inverter 10 do not explicitly convert the input voltage to a signal proportional to the magnitude of its effective value, 1 ill. S (L

Description

Изобретение относ тс  к средствам измерени  действ а щего эна«енр   напр жений оThe invention relates to the measurement of the effective enen "enr voltage

Целью изобретени  ЯВЛЯЕТСЯ повы-- шение. быстродействи .The aim of the invention is to increase. speed.

На чертеже представлена блок-схема преобразовател .The drawing shows the block diagram of the Converter.

Преобразователь действ-утп его значени  напр жени : содержит выпр митель 1 среднего значени  напр жени- „ дифференциальный усилитель 2„ двух- полупериодкый вьшр мителг, 3, с;гмматоры 4 и 5, аналоговый пepe Iнo китeль 6,-. делитель 7 напр жени  перек.гп-очатель 8 S, интегратор 9 фазоинвертор Q источник опорного нап-о кениЯз компаратор 12, входной 13 и выходкой (4 зажимы.Actual-UTP converter of its voltage value: contains rectifier 1 of average value of voltage-differential amplifier 2, two-half-time high, 3, s; mmmators 4 and 5, analogue Inno kitele 6, -. divider 7 voltage rectifier hc-8 S, integrator 9 phase inverter Q reference voltage source comparator 12, input 13 and trick (4 clamps.

Входной Input

преобразовател converter

действу)ощего значени  напр жени  соедшшн с входог выпр миталк ; сргд него значени  напр жени  . с вьиитаго- щим входом сумматора 4 к с с у даиру- ющим входом сумматора 5. Первый и второй входы акалогозого перемножител  6 соединены соотБетсту енно с выходами Cj MMaTOpOB 4 и 5 Выход ана логового перемножител  6 с.оед:икен с пepвьs s входом переключс тел  8 и с входом делител  7 напр жени ,. выход которого- соединен с вторым входом переключател  8, вьшод KCiTOporo соединен с входом интегратора 9,I act) on the value of the voltage of the connection with the rectifier; compare it to the voltage value. with a connecting input of the adder 4 k with a y of the donating input of the adder 5. The first and second inputs of the similar multiplier 6 are connected respectively to the outputs of Cj MMaTOpOB 4 and 5 The output of the analog multiplier of 6 s. bodies 8 and with the input of the divider 7 voltage,. the output of which is connected to the second input of the switch 8, the output of KCiTOporo is connected to the input of the integrator 9,

Выход интегратора 9 сс единен с неинверткрующкм входо:. дкфференциаль ного усилител  2 с вычита ищш-; входо сумматора 5. с в ; ходнь м зажимом 14 преобразовател  действхп-ощего ;ша - е-- ки  напр жени  и с входоь фазоинвертора IDs--ВЫХОД которого соединен с суммирующим входо;-.} сумматора ч Выход вьг р мите   I среднего значени  напр жени  соединен с икзсртир тащи: входом дифференциалд ного усилител  2} выход которого соединем с входом двухполупернодно ге зылр ; -,ктел  3 j CBOii i вь ходом соединен НС г о с первым входом компаратора 12 в -срой вход которого соединен с выходок источника Г опорного иапр женв:г„ Выход компаратора 12 соединен .: упразл ю- щим входом лереклточател  В,The output of the integrator 9 ss is the same as the non-inverting input :. differential amplifier 2 with subtracted search; input adder 5. with in; with a terminal clamp 14 of the transducer of the actual voltage; voltage bars and inputs of the phase inverter IDs — the OUTPUT of which is connected to the summing input; -.} of the adder h The output is equal to I the average voltage value is connected to the driver: the input of the differential amplifier 2}, the output of which is connected to the input of a two-optical port; -, ktel 3 j CBOii i with the stroke is connected with the first input of the comparator 12 in - the input of which is connected to the output of the source G of the reference and waveguides: g "The output of the comparator 12 is connected: with the elastic input of the speaker B,

Преобразователь дейст..е:го значен   напр жени  работает след до щим образомThe converter is acting. E: the voltage value is working the trace is

Напр жение u(t)э подлежащее пре- образовакио,, подаетс  на вход зыпр 0The voltage u (t) e, the subject transform, is fed to the input 0

00

:ител  1 среднего з; ачени  })апр же- г и  с малой посто нной времени. Это напр жение подаетс  также на вы- читаюший вход сутчматора А и суммиру- Ю1ЛИЙ вход с умматора 5.: ital 1 average s; Acheni}) apr zh - and with a small constant time. This voltage is also applied to the subtracting input of the sumatmator A and the summation of the UTIL input from the ummator 5.

При равенстве нулт выходног о на- пр жепи  и g,. интегратора 9 на выхо- , сумматоров 4 и 5 получают соответственно напр жени  - U(t) и -HI(t), На выходе выпр мител  I среднего значени  напр жени  имеют напр жение , которое прикладываетс  к инвертирующему входу дифференциального усилител  2. а на неинвертирующем входе дифсЬеренциального усилител  нулевое нагф жение в начальный момент . Напр жение ка выходе двухполу- периодного выпр мител  3 принимает положительное значениеj и это напр жение компаратором 12 сравниваетс  с олорньпч напр жением источника 1 1 опорного напр жени . Если напр жение ыа первом входе компаратора 12 больше опорного напр жени ) то компаратор 12 срабатьюает и устан вли- вает переключатель & в положение когда вькод аналогового перемножител  б соединен с входом -интегратора 9 непосредственное Работа аналового перемножител  6 совместно с интегратором 9 и. сумматорами 4 и 5 описываетс  уравнениемIf the output zero is equal, then g and. the integrator 9 at the output, adders 4 and 5 receive voltage respectively - U (t) and -HI (t). At the output of the rectifier I, the average voltage has a voltage that is applied to the inverting input of the differential amplifier 2. non-inverting input of a differential amplifier, zero nagging at the initial moment. The voltage on the output of the two-half-time rectifier 3 takes a positive value j, and this voltage by the comparator 12 is compared with the voltage of the source 1 1 of the reference voltage. If the voltage of the first input of the comparator 12 is greater than the reference voltage), then the comparator 12 triggers and sets the switch & to the position when the analog multiplier b code is connected to the input of the integrator 9 direct operation of the analog multiplier 6 together with the integrator 9 and. adders 4 and 5 are described by the equation

3535

(t) -  (t) -

- (1 К dt - (1 K dt

00

5five

г д еgde

- посто нна  времени интегратора 9|- constant integrator time 9 |

К коэффициент передачи 7 напр жени  (коэффидиент передачи аналогового перемножи- те;л  6 прин т равным 1).To voltage transfer coefficient 7 (analog transfer ratio multiply; l 6 is taken equal to 1).

Измен   коэффициент передачи К за счет вкдгю-чени  или отключени  переключателем 8 делител  напр жени  получают посто нную времени на разных этапах работы преобразова -гел  действующего значени  напр жени .By changing the transmission coefficient K by switching on or turning off the voltage divider switch 8, a time constant is obtained at different stages of the conversion of the actual voltage value of the gel.

5050

-uVt),-uVt),

Ф -о р м у л аF-p p m o l a

иand

о б 13 е т е и и  about 13 e te and u

Преобразователь действую-цего значени  напр жени , содержащ|- Й фазоин- BHpTOpf интегратор, аналоговый пере- кножнтелЬ; первый и сy мaторы ,; причем вхолксй зажи:-- сое. сThe transducer has a real voltage value, containing the | - TH phase-BHpTOpf integrator, analogue multiplier; first and sy mators; and wholly forge: - soy. with

1one

вычитающим входом первого и суммирующим входом второго сумматора, выходы обоих сумматоров соединены с первым и вторьм входами аналогового перемножител  соответственно, вычитающий вход второго сумматора соединен с выходным зажимом преобразовател  действующего значени  напр жени , с выходом интегратора и с входом фазоинвертора, выход которого соединен с суммирующим входом первого сумматора и выходным зажимом преобразовател , отличающий- с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены делитель напр жени , переключатель, источник опорных напр жений, компаратор , дифференциальный усилитель, двухполупериодный выпр митель и the subtractive input of the first and the summing input of the second adder, the outputs of both adders are connected to the first and second inputs of the analog multiplier, respectively; the subtracting input of the second adder is connected to the output terminal of the effective voltage converter, to the integrator output and to the phase inverter input, the output of which is connected to the summing input the first adder and the output terminal of the converter, characterized in that, in order to increase speed, a voltage divider, a switch Source of reference voltage, a comparator, a differential amplifier, a full-wave rectifier and

выпр митель среднего значени  напр жени , вход которого соединен с входным зажимом, а выход соединен с инвертирующим входом дифференциального усилител , неинвертирующий вход которого соединен с выходом интегратора , а выход дифференциального усилител  через двухполупериодный выпр митель соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , а выход компаратора соединен управл ющим входом переключател  первый вход которого соединен с вь1ходом аналогового перемножител  и с входом делител  напр жени , выход которого соединен с вторым входом переключател , а выход переключател  соединен с входом интегратораthe medium voltage rectifier whose input is connected to the input terminal and the output is connected to the inverting input of a differential amplifier, the non-inverting input of which is connected to the integrator output, and the output of the differential amplifier is connected to the first comparator input, the second input of which is connected to the output of the reference voltage source, and the comparator output is connected by a control input of the switch, the first input of which is connected to the input of the analog multiplier and to the input the voltage divider house, the output of which is connected to the second input of the switch, and the output of the switch connected to the input of the integrator

Claims (1)

Преобразователь действующего значения напряжения работает следующим образом.The converter of the effective voltage value operates as follows. Напряжение U(t), подлежащее преобразованию, подается на вход выпря мителя I среднего значения напряжения с малой постоянной времени. Это же напряжение подается также на вычитающий вход сумматора 4 и суммирующий вход сумматора 5.The voltage U (t) to be converted is applied to the input of the rectifier I of the average voltage value with a small time constant. The same voltage is also applied to the subtracting input of the adder 4 and the summing input of the adder 5. Нри равенстве нулю выходного напряжения Ц _gbix интегратора 9 на выходах сумматоров 4 и 5 получают соответственно напряжения - U(t) и +U(t) На выходе выпрямителя 1 среднего значения напряжения имеют напряжение, которое прикладывается к инвертирующему входу дифференциального усилителя 2, а на неинвертирующем входе дифференциального усилителя нулевое напряжение в начальный момент. Напряжение на выходе двухполупериодного выпрямителя 3 принимает положительное значение, и это напряжение компаратором 12 сравнивается с опорным напряжением источника 1 1 опорного напряжения. Если напряжение на первом входе компаратора 12 больше опорного напряжения, то компаратор 12 срабатывает и устанавливает переключатель 8' в положение, когда выход аналогового перемножителя 6 соединен с входом -интегратора 9 непосредственно. Работа аналового перемножителя 6 совместно с интегратором 9 и. сумматорами 4 и 5 описывается уравнением _{If the} output voltage _{g gbix of the} integrator 9 is equal to zero, the voltages U (t) and + U (t) are obtained at the outputs of the adders 4 and 5, respectively. At the output of the rectifier 1, the average voltage values have a voltage that is applied to the inverting input of the differential amplifier 2, and non-inverting input of the differential amplifier zero voltage at the initial moment. The voltage at the output of the half-wave rectifier 3 takes a positive value, and this voltage by the comparator 12 is compared with the reference voltage of the reference voltage source 1 1. If the voltage at the first input of the comparator 12 is greater than the reference voltage, then the comparator 12 is activated and sets the switch 8 'to the position when the output of the analog multiplier 6 is connected directly to the input of the integrator 9. The work of the analog multiplier 6 in conjunction with the integrator 9 and. adders 4 and 5 is described by the equation К dt где С - постоянная времени интегратора 9 ίK dt where C is the integrator time constant 9 ί К - коэффициент передачи 7 напряжения (коэффициент передачи аналогового перемножителя 6 принят равным 1).K is the transmission coefficient 7 of the voltage (the transmission coefficient of the analog multiplier 6 is taken equal to 1). Изменяя коэффициент передачи К за счет включения или отключения переключателем 8 целителя напряжения получают разную постоянную времени на разных этапах работы преобразователя действующего значения напряжения. ₂ By changing the transfer coefficient K by switching on or off the voltage healer switch 8, a different time constant is obtained at different stages of the converter operation of the current voltage value. ₂ В установившемся режиме U_.„(t) = --и (t) .In the steady state, U _. „(T) = - и (t). тени яshadows i Преобразователь действующего значения напряжения, содержащий фазоинвертор, интегратор, аналоговый перемножитель, первый и второй сумматоры, причем входной зажим соединен с вычитающим входом первого и суммирующим входом второго сумматора, выходы обоих сумматоров соединены с первым и вторым входами аналогового перемножителя соответственно, вычитающий вход второго сумматора соединен с выходным зажимом преобразователя действующего значения напряжения, с выходом интегратора и с входом фазоинвертора, выход которого соединен с суммирующим входом первого сумматора и выходным зажимом преобразователя, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены делитель напряжения, переключатель, источник опорных напряжений, компаратор, дифференциальный усилитель, двухполупериодный выпрямитель и выпрямитель среднего значения напряжения, вход которого соединен с вход· ным зажимом, а выход соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с выходом интегратора, а выход дифференциального усилителя через двухполупериодный выпря· 10 митель соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход компаратора соединен управляющим входом переклю15 чателя первый вход которого соединен с выходом аналогового перемножителя и с входом делителя напряжения, выход которого соединен с вторым входом переключателя, а выход переклю20 чателя соединен с входом интегратораA voltage value converter comprising a phase inverter, integrator, analog multiplier, first and second adders, the input terminal being connected to the subtracting input of the first and summing inputs of the second adder, the outputs of both adders are connected to the first and second inputs of the analog multiplier, respectively, the subtracting input of the second adder is connected with the output terminal of the converter of the actual voltage value, with the output of the integrator and with the input of the phase inverter, the output of which is connected to the summing the input of the first adder and the output terminal of the converter, characterized in that, in order to improve performance, a voltage divider, a switch, a reference voltage source, a comparator, a differential amplifier, a half-wave rectifier and an average voltage rectifier, the input of which is connected to the input, are introduced into it · Clamp, and the output is connected to the inverting input of the differential amplifier, the non-inverting input of which is connected to the output of the integrator, and the output of the differential amplifier through two half-voltage rectifier · 10 meter is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the output of the reference voltage source, and the output of the comparator is connected to the control input of the switch15, the first input of which is connected to the output of the analog multiplier and to the input of the voltage divider, the output of which is connected to the second input of the switch , and the output of the switch is connected to the input of the integrator