SU1451615A1 - Преобразователь активной мощности в цифровой код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике. Цель изобретени  - .повьшение точности преобразовани  активной мощности в цифровой код. В преобразователе вводитс  коррекци  систематической аддитивной погрешности аналоговых узлов преобразовател , а также коррекци  погрешности отклонени  от расчетного значени  коэффициента преобразовани  цифроаналогового преобразовател  18. Введение коррекции приводит к работе аналого-цифрового преобразовател  5 практически в окрестност х одной точки. Это позвол ет значительно увеличить точность результата преобразовани . В преобразователь активной мощности в цифровой код введены дифференциальный операционный усилитель 4, регистр 14, третий блок 17 пам ти, селекторы 19, 20 и 21, Кроме этого преобразователь содержит калиброванный резистор 1, аналоговый коммутатор 2, источник 3 опорного напр жени , сумматор 6, усилитель 7, регистры 8-13, блоки 15 и 1-6 пам ти, формирователь 22 импульсов, генератор 23 опорной частоты, счбтчики 24 и 25 импульсов, элемент 26 задержки и формирователь 27 управл ющих сигналов. 2 ил. с (О

Description

де ,ййцп, цдп оу

напр жение смещени  нул  аналогового коммутатора 2, аналого- цифрового преобразовател  5, цифроаналого- вого преобразовател  18, дифференциального операционного усилител  4 соответственно,

ЦАП

АЦп

расчетное значение коэффициента преобразовани  цифроаналого- вого преобразовател  18;

систематические отклонени  реальных значений коэффициентов преобразовани  соответственно цифроаналогового

и аналого-цифрового преобразователей 18 и 5 от расчетных.

После умножени  Д на 2/N.,. код величины д k коррекции одновременно с записью в регистр 14 заноситс  и в регистр 10 (фиг,2р) где хранитс  до следующего интервала ее определени .

Корректирующий коэффициент k вв дитс  дл  коррекции погрешности (т отклонени  от расчетного значени  коэффициента преобразовани  цифро- аналогового преобразовател  18. Периодически , после периода Т, вьщел - етс  период Т, определени  k. (Фиг. 2с), в течение которого на первый вход сложени  дифференциаль - ного операционного усилител  4 аналоговым коммутатором 2 подключа516158

-етс  напр жение U с выхода источника 3 опорного напр жени , а в регистре 9 записьшаетс  код числа 5 о .АЦП этого в конце 1-го такта первого шага дискретизации пери- ода Т, в регистр 13 с выходов регистра 12 записываетс  код I (фиг.2т), разрешающий вьщачу на вы- 10 ходы блока 16 пам ти кода U . k

о АЦ П

записанного в нем предварительно по адресу 1. с выходов блока 16 пам ти код Uo kдц„ переписьшаетс  в регистр 9 (фиг.2и), после чего ре- 15 гистр 13 сбрасьшаетс  в нулевое состо ние (фиг, 2п) Работа преобразовател  в течение Т | осуществл етс  аналогично таковой за Т .В результате, к концу преобразовани  20 в регистре II сформируетс  код величины:

N

N

корл vop N,/2 , o-k,

7 f j - ° )(k,,« , .A,,,J (k,,, . ,k,,J- u,.k,, . u,k Uok,4,(I-uk,/k).

После умножени  N на 2/NT °Д N Kop одновременно с записью в регистр 14 заноситс  и в регистр 13, после чего определ ет адрес считывани  блока 16 пам ти, где по этому адресу предварительно записьюаетс  значение корректирующего коэффициента

1 -лkц,„/kц,,, (4) Введение в предлагаемом устройстве корректирующих велотин и k и И„.„

КьОР

30

35

40

в процессе преобразовани  сигналов на текущем (т-ом кретизации совместно с вве рицательной обратной св зи аналоговым преобразователе дущего результата преобраз добавки опорного напр жени приводит к работе АЦП прак окрестност х одной точки Ц позвол ет значительно уточ зультат преобразовани  а„

N

от

а. Д.к - (N,, -ьйц,п)(Ч«.+ Uk,,, )д +д -

А 1, 1 т...ТJ J

(kдl, + &kA,,)+N., ,

kAцn йk,4„/kц,„ + )а„- a.Jk.A m-i дц„ i цд„ йkl J„/kцpп

«ор.(а«-а„., ).

, АЦП

цдп п U ,

)

(k,,/k,;

1

где отклонение коэффициента преобразовани  преобразовател  I9 в т-ой точке дискретизации входного сигнала, учитывающее как мультипликативную погрешность, так

тч k,ц„(йk4,„/kц,„)x

(5)

50 погрешность

нейности.

При этом, дл  периодичес ньпс сигналов U(t) и i(t) о 55 на  погрешность преобразова вит:

ЦЙП

(3)

30

35

40

в процессе преобразовани  входных сигналов на текущем (т-ом) шаге дискретизации совместно с введением отрицательной обратной св зи с цифро- аналоговым преобразователем предыдущего результата преобразовани  и добавки опорного напр жени , что приводит к работе АЦП практически в окрестност х одной точки Ц,+(а -а ) позвол ет значительно уточнить%е- зультат преобразовани  а„

k

«ор.(а«-а„., ).

, АЦП

A

тч k,ц„(йk4,„/kц,„)x

(5)

50 погрешность от нелинейности .

При этом, дл  периодических вход- ньпс сигналов U(t) и i(t) относитель- 55 на  погрешность преобразовани  соста- вит:

(6)

4 ЦЙП-юр

ль

Ц ЛПцср

средние значени  отклонени  коэффициента преобразовани  цифроаналого- 5 вого преобразовател  18 от своего расчетного значени  при преобразовании соответственно i(t) и u(t)

ормула изобретени 

10

Преобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий калиброванный резистор, аналоговый коммутатор , источник опорного напр жени , аналадго-цифровой преобразо- вател ь, сумматорj умножитель, первый- шестой регистры, первьш и второй блоки пам ти, формирователь импульсов , генератор опорной частоты, первый и второй счетчики импульсов, элемент задержки и формирователь управл ющих сигналов, причем первый вход аналогового коммутатора подключен через калиброванный резистор к входной .шине тока и входу формировател  импульсов, а второй вход - к выходу источника опорного напр жени , выход генератора опорной частоты соединен с входом синхрониз а- ции формировател  импульсов, первым входом формировател  управл ющих сигналов и входом первого счетчика импульсов , вьпсоды разр дов которого подключены к входам первого регистра и вторым входам формировател  управл ющих сигналов,, а вход установки в начальное состо ние - к входу второго счетчика импульсов и через элемент задержки - к входу управлени  записью первого регистра и выходу формировател  импульсов, третьи входы формировател  управл ющих сигналов соединены с выходами разр дов второго счетчика импульсов, а выходы - соответственно с первым - третьим входами управлени  аналогового коммутатора, тактовым входом аналого-цифрового преобразовател , входами управлени  записью второго - шестого регистров и умножител , входами разрешени  считьшани  третьего регистра, сумматора, первого и второго блоков пам ти, входами начальной установки четвертого, шестого регистров, входами выбора первого и второго каналов сумматора, входы

- 5

-20

г , - - оо и

45161510

третьего канала которого подключены к выходам че-вертого регистра, входы четвертого канала - к входам п того регистра, а выходы - к входам первого канала умножител  и входам третьего, четвертого регистров, входы второго канала умножител  соединены с выходами первого и второго 10 блоков пам ти, а выходы первого и шестого регистров соединелы с адресными входами соответственно первого и второго блоков пам ти, отличающийс  тем, что, с це- 15 лью повьшени  точности преобразовани , в него.введены дифференциальный операционный усилитель, цифро- аналоговый преобразователь, третий блок пам ти, первый - третий селектор и седьмой регистр, причем третий и четвертый входы аналогового коммутатора подключены соответственно к входной плине напр жени  и шине Общей , первый и второй входы сложе- 25 ни  и вход вычитани  дифференциального операционного усилител  соединены с выходами аналогового коммутатора , источника опорного напр жени  и цифроаналогового преобразова- 30 тел  соответственно, а выход - с входом аналого-цифрового преобразовател , выходы которого подключены к входам первого канала сумматора, , входы второго канала которого соединены с выходами третьего регистра, входы третьего канала - с выходами первого канала первого и второго канала второго селекторов, входы четвертого канала - с выходами третьего блока пам ти и выходами первого канала третьего селектора, а выходы - с входами шестого регистра и выходами третьего канала первого селектора , выходы второго канала которого дс соединены с выходами первого канала второго селектора и входами цифро- аналогового преобразовател , а входы - с выходами п того регистра, входы второго канала умножител  подключены к входам второго регистра, выходы которого соединены с входами второго селектора, и выходам второго канала третьего селектора, выходы третьего канала которого соединены с входами седьмого регистра, а входы - с выходами умножител , кроме того, четвертый вход управлени  аналогового коммутатора, входы управлени  первого - третьего селекторов.

35

40

50

55

б

6

-{l..J JlJTjn...Ji

-1 7|, 7-л-

д

е

ё. ё ж

zJ

1 п г--lJ JтлJ---глJ-LГlJ-LTLTLTЦ- -Ll- и I I I I I I L.i LLLLJLLU LLLLLL II I

z

7

zJ

z

zf z

Claims (1)

1. Преобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий калиброванный резистор, аналоговый коммутатор, источник опорного напряжения, аналого-цифровой преобразователь, сумматорj умножитель, первый- шестой регистры, первый и второй блоки памяти, формирователь импульсов, генератор опорной частоты, первый и второй счетчики импульсов, элемент задержки и формирователь управляющих сигналов, причем первый вход аналогового коммутатора подключен через калиброванный резистор к входной шине тока и входу формирователя импульсов, а второй вход к выходу источника опорного напряжения, выход генератора опорной частоты соединен с входом синхрониз'а-ции формирователя импульсов, первым входом формирователя управляющих сигналов и входом первого счетчика импульсов, выходы разрядов которого подключены к входам первого регистра и вторым входам формирователя управляющих сигналов, а вход установки в начальное состояние - к входу второго счетчика импульсов и через элемент задержки - к входу управления записью первого регистра и выходу формирователя импульсов, третьи входы формирователя управляющих сигналов соединены с выходами разрядов второго счетчика импульсов, а выходы - соответственно с первым третьим входами управления аналогового коммутатора, тактовым входом аналого-цифрового преобразователя, входами управления записью второго шестого регистров и умножителя, входами разрешения считывания третьего регистра, сумматора, первого и второго блоков памяти, входами начальной установки четвертого, шее того регистров, входами выбора первого и второго каналов сумматора, входы третьего канала которого подключены к выходам четвертого регистра, входы четвертого канала - к входам пятого регистра, а выходы - к входам ⁵ первого канала умножителя и входам третьего, четвертого регистров, входы второго канала умножителя соединены с выходами первого и второго fO блоков памяти, а выходы первого и шестого регистров соединены с адресными входами соответственно первого и второго блоков памяти, о т личающийся тем, что, с це15 лью повышения точности преобразования, в него.введены дифференциальный операционный усилитель, цифроаналоговый преобразователь, третий блок памяти, первый - третий селек2Q тор и седьмой регистр, причем третий и четвертый входы аналогового коммутатора подключены соответственно к входной шине напряжения и шине Общей”, первый и второй входы сложе25 ния и вход вычитания дифференциального операционного усилителя соединены с выходами аналогового коммута· тора, источника опорного напряжения и цифроаналогового преобразова30 теля соответственно, а выход - с вхо· дом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого подключены к входам первого канала сумматора, входы второго канала которого соеди35 йены с выходами третьего регистра, входы третьего канала - с выходами первого канала первого и второго канала второго селекторов, входы четвертого канала - с выходами третьего 40 блока памяти и выходами первого канала третьего селектора, а выходы с входами шестого регистра и выходами третьего канала первого селектора, выходы второго канала которого 45 соединены с выходами первого канала второго селектора и входами цифроаналогового преобразователя, а входы - с выходами пятого регистра, входы второго канала умножителя подклю50 чены к входам второго регистра, выходы которого соединены с входами второго селектора, и выходам второго канала третьего селектора, выходы третьего канала которого соединены 55 с входами седьмого регистра, а входы - с выходами умножителя, кроме того, четвертый вход управления аналогового коммутатора, входы управления первого - третьего селекторов, вход управления записью седьмого регистра, входы установки в начальное состояние второго, третьего и пятого регистров, входы разрешения считывания четвертого регистра и

   1 1 третьего постоянного запоминающего устройства подключены к соответствующим выходам формирователя управляющих сигналов.