заявка
№ SU 1337784
МПК G01R19/00

Устройство для измерения средних значений нестационарных сигналов

Авторы:
ПОРЫНОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ
Номер заявки
3973072
Дата подачи заявки
04.11.1985
Опубликовано
15.09.1987
Страна
SU
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Чертежи 
3
Реферат

[318]

Изобретение может использоваться в устройствах технической диагностики по cneKTpajibHONry составу шумов и вибраций режимов работы различных промышленных объектов. Цель изобретения- повышение точности измерения. Устройство содержит интегратор 1, генератор 2 гиперболических импульсов, блок 3 выборки-хранения и блок 5 управления . Оснащение устройства масштабирующим блоком 4 и ключом 6 обеспечивает введение переме)1ного масштаба интегрирования и расширение диапазона вариаций времени усреднения исследуемого сигнала. В описании представлены примеры реализации блока 5 управления , интегратора 1, выполненного многодиапазонным , и масштабирующего блока 4. 4 з.п. ф-лы, 7 ил. с S (Л Фиг.

Формула изобретения

Vs (f)

M

Заказ 4125/42 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

„ - - ,- - ..«.« - - - ....в-. - -.- - - - - -..«-

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Описание

[1]

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения средних значений сигналов и может быть использовано в устройствах технической диагностики по спек- тральному составу шумов и вибраций режимов работы различных промышленных объектов, а также в медицине при измерении среднего давления крови в те- чение каждого сердечного цикла, определении среднего выдыхаемого объема СОг. в каждом дыхательном цикле и т.д.

[2]

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет введения переменного масштаба интегрирования и расширения диапазона вариаций времени усреднения исследуемого сигнала.

[3]

На фиг.1 изображена общая струк

[4]

турная схема устройства для измерения jg Дом триггера 15, выход которого сое

[5]

средних значении нестационарных сигналов- , на фиг.2, 3 и 4 - функциональные схемы блоков соответственно мно- годиапазониого интегратора, блока управления и масштабирующего блока, на фиг.З, 6 и 7 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства соответственно многодиапазонного интегратора и блока управления.

[6]

Устройство для измерения средних значений нестационарных сигналов содержит мтюгодиапазонный интегратор 1 , генератор 2 гиперболических импульсов , блок 3 выборки-хранения, масшта- бирующ1ш блок 4, блок 5 управления, ключ 6. На фиг.1 также показаны управляющий вход 7 и сигнальный вход 8 устройства который соединен с входом многодиапазонного интегратора 1, аналоговый выход которого соединен с входом генератора 2 гиперболических импульсов, выход которого соединен с входом блока 3 выборки-хранения, первый , второй и третий выходы блока 5 управления соединены соответственно с управляющими входами ключа 6 многодиапазонного интегратора 1, генера- 1тора 2 гиперболических импульсов, четвертый выход блока 5 управления соединен с управляющими входами блока 3 выборки-хранения и масштабирующего блока 4, первый и второй входы которого соединены соответственно с цифровым выходом многодиапазонного интегратора 1 и пятым выходом блока 5 управления.

[7]

Многодиапазонный интегратор 1 (фиг.2) содержит источник 9 опорных напряжений, два компаратора 10 и 11,

[8]

[9]

элемент ИЛИ 12 и управляемый интегратор 13, выход которого соединен с первыми входами компараторов 10 и 11, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам источника 9 опорных напряжений, а выходы - к входам элемента ИЛИ 12, выход которого соединен тактовым входом управляемого интегратора.

[10]

Блок 5 управления (фиг.З) содержит источник 14 опорных напряжений, RS- триггер 15, два компаратора 16 и 17, управляемый интегратор 18, элемент ИЛИ-НЕ 19, ключ 20, одновибратор 21 и инвертор 22. Вход блока 5 управления соединен с входом одновибратора 21, первым входом элемента 19, управляющ1гм входом ключа 20 и R-BXO0

[11]

5

[12]

Ь

[13]

0

[14]

5

[15]

0

[16]

5

[17]

динен с управляющим входом управляемого интегратора 18, выход которого соедиЕсен с первыми входами компараторов 16 и 17, выходы которых соединены соответственно с S-входом триггера 15 и тактовым входом управляемого интегратора 18, выход одновибратора соединен с входом сброса интегратора 18, входом инвертора 22 и вторым входом элемента ИПИ-НЕ 19, выход которого является первым выходом блока 5 управления, вторым, третьим, четвертым и пятым выходами которого являются соответственно выходы одно- вибратора 21, триггера 15, компаратора 17 и инвертора 22.

[18]

Управляемые интеграторы 13 и 18 содержат (фиг.2) резистор 23, операционный усилитель 24, конденсатор 25, ключ 26, блок 27 коммутируемых конденсаторов (28-1)-(28-п) и ключей (29-1)-(29-п), регистр 30 и элемент 31 задержки. Вход управляемого интегратора 13, 18 через резистор 23 соединен с входом операционного усилителя 24, первыми выводами ключа 26, конденсатора 25 и блока 27 коммутируемых конденсаторов (28-1)-(28-п), вторые выводы конденсатора 25, ключа 26 и блока 27 коммутиру1.мых конденсаторов соединены с выходом операционного усилителя 24 и выходом управляемых интеграторов 13 и 18, управляющие входы которых соединены с управляющим входом ключа 26 с параллельными входами регистра 30 и через элемент 31 задержки с управляюшим входом регистра 30, пход сброса и тактовый вход которого являются соответствующими входами управляемых интеграторо 13 и 18.

[19]

Масштабирующий блок 4 (фиг.4) содержит последовательно соединенные дешифратор 32, регистр 33, блок 34 индикации, а также элемент 35 задержки и реверсивный счетчик 36, суммирующий и вычитающий входы которого являются первым и вторым входами масштабирующего блока 4, а выход соединен с входом дешифратора 32, управляющий вход масштабирующего блока 4 соединен с управляющим входом регистра 33 и через элемент 35 задержки с управляющим входом реверсивного счетчика 36.

[20]

Устройство работает следующим образом .

[21]

На сигнальный вход 8 устройства подают исследуемый сигнал Vp, подлежащий усреднению, а на управляющий вход 7 - управляющий импульс, характеризующий своей длительностью время усреднения Т исследуемого сигнала.

[22]

При поступлении управляющего импульса на вход 7 устройства блок 5 управления вырабатывает последовательно во времени сигналы управления интегратором 1, генератором гиперболических имлульсов, блоком 3 выборки хранения, блоком 4 масштаба.

[23]

В исходном состоянии на управляющем входе 7 устройства установлено напряжение нулевого уровня (фиг.55). При этом на первом, третьем и пятом выходах блока 5 управления устанавливается напряжение уровня 1 (фиг.5в,г, к), а на втором и четвертом выходах блока 5 управления - напряжение уровня О (фиг .55, 5) . На входе блока 5 управления (фиг.З) установлено напряжение нулевого уровня, в результате чего, управляемый интегратор 18 находится в состоянии сброса (фиг.З), так как напряжением уровня 1, поступающим на его управляющий вход с выхода RS-триггера 15, замкну электронный ключ 26 (фиг.З) и взведе регистр 30, поэтому ключи (29-1)- (29-п) замкнуты. С выхода элемента ИЛИ-НЕ 19 напряжение уровня 1 (фиг.76,г) поступает на первый выход блока 5 управления (фиг.5 в,г). В результате этого напряжение на аналоговом выходе многодиапазонного интегратора 1 отсутствует (фиг.5е), так как замкнут электронный ключ 26 управляемого интегратора 13 (фиг.2) на37784

[24]

[25]

[26]

4

[27]

tf 4 И

[28]

поступающим на

[29]

пряжением уровня 1 его управляющий йхсд. Регистр 30 взведен, поэтому электронные ключи (29-1)-(29-п) замкнуты.

[30]

В момент времени t, на управляющий вход 7 устройства подается управляющий импульс напряжения уровня 1 (фиг.55), который запускает блок 5

[31]

,д управления.

[32]

С приходом в момент Ц на вход блока 5 управления управляющего импульса напряжения уровня Г (фиг.7(я) уровень напряжения на выходе элемен 5 та ИЛИ-НЕ 19 (фиг.З) меняется на противоположный , (фиг.77,j), размыкая тем самым электронный ключ 26 управляемого интегратора 13, на выходе RS-триггера 15 также устанавливается

[33]

20 нулевой уровень напряжения, размыкая ключ 26 управляемого интегратора 18. Таким образом снимаются условия сброса управляемых интеграторов 13 и 18. Напряжение на входе управления за25 писью регистра 30 удерживается на

[34]

уровне 1 в течение времени задержки элемента 31 задержки (фиг.б), достаточного для занесения нулевого кода с параллельных входов на выходы ре3Q гистра 30. При этом электронные ключи (29-1)-(29-п) размыкаются. Поэтому с момента t подачи управляющего импульса на управляющий вход 7 устройства , напряжение U;, на выходе опера5

[35]

5

[36]

0

[37]

5

[38]

ционного усилителя 24 многодиапазонного интегратора гласно

[39]

0

[40]

1 изменяется со4t )

[41]

;2У

[42]

где М, 5

[43]

Vgdt M,S V dt,(l) t, о

[44]

-- масштаб представ ления выходного напряжения многодиапазонного интегратора 1 в первом диапазоне масштабирования его выходного напряженияi величина сопротивления времязадающе- го резистора 23;

[45]

Cjj. - величина емкости конденсатора 25 Vg - напряжение входного

[46]

сигнала.

[47]

При достижении напряжением U(,, уровня опорных напряжений, поступающих на вторые входы компараторов 10 и П, в момент t, срабатывает (в заСа ,висимости от полярности напряжения U(,,) соответствующий компаратор. Так, при положительной полярности U,, срабатывает компаратор 10, а при отрицательной - компаратор 11. При этом

[48]

,

[49]

„, V

[50]

Vgdt.

[51]

(2)

[52]

[53]

Сигнал с выхода соответствующего компаратора (фиг.5, момент t,,) через элемент ИЛИ 12 поступает на тактовый вход регистра 30 и на цифровой выход многодиапазонного интегратора 1. При этом, на первом выходе регистра 30 в момент t формируется напряжение уровня 1 (фиг.6 8, момент t2),TaK как на последовательном входе регист- ра 30 установлено напряжение уровня 1 электронный ключ 29-1 замыкается, подключая конденсатор 28-1 параллельно конденсатору 25, выходное напряжение операционного усилителя 24 уменьшается скачком до величины

[54]

и

[55]

(2)

[56]

где U;

[57]

U

[58]

г«-1)

[59]

и

[60]

on

[61]

напряжения на выходе операционного усилителя 24 в момент времени ком- парирования t,,

[62]

ч

[63]

tj ;

[64]

величина емкости конденсатора 28-1 напряжения соответственно на плю- совом и минусовом выходах источника 9 опорных напряжений .

[65]

В результате этого в момент t, t,, (начала второго диапазона масштабирования выходной величины многодиапазонного интегратора 1) изменяется масштаб представления результи- руюш,его напряжения на выходе операци- онного усилителя 24

[66]

ттредставления выходного на

[67]

[68]

пряжения многодиапазонного интегратора 1 во втором диапазоне масштабирования его выходного напряжения. Для любого i-ro диапазона масштабирования выходной величины многоди- апаз онного интегратора 1 выходное напряжение операционного усилителя 24 с момента t. начала i-ro диапазона представляется в виде

[69]

1

[70]

15

[71]

20

[72]

(5)

[73]

- мас

[74]

штаб представления выходного напряжения многодиапазонного интегратора 1 в i-м диапазоне масштабирования его выходного напряжения.

[75]

Кратность Ь. i-ro диапазона масштабирования выходного напряжения интегратора 1 может быть выражена через отношение его выходных напряжений U(i) и U(,-..,, соответственно в i-м и (i-l)-M диапазонах, как

[76]

ли

[77]

Ь,

[78]

Ь,

[79]

,Уш.

[80]

(i -ii

[81]

м,

[82]

м

[83]

(6)

[84]

(7)

[85]

((-11

[86]

При этом масштабы М. представления выходных напряжений интегратора 1 в i-x диапазонах масштабирования его выходного напряжения могут быть выражены через масштаб М, представления выходного напряжения интегратора в первом диапазоне согласно

[87]

М. М

[88]

Г

[89]

6 1

[90]

(8)

[91]

45 50

[92]

55

[93]

В частности, при равенстве всех коэффициентов Ь Ь i . Ь.

[94]

Ь

[95]

ti + i)

[96]

(т.е. при равенстве

[97]

кратностей всех диапазонов масштабирования выходного напряжения интегратора 1)

[98]

М, . (9) В течение действия на управляющем входе 7 устройства управляющего импульса , характеризующего своей длительностью время усреднения Т исследуемого сигнала, блок 5 управления устройства формирует на своем выходе

[99]

в соответствующие моменты времени сигналы меток времени, характеризующие границы заранее заданных временных интервалов, на которые блоком 5 квантуется по времени управляющий импульс , т.е. последний с момента t начала своего действия разбивается блоком 5 на диапазоны квантования по времени.

[100]

Границам окончания этих последовательно расположенных во времени диапазонов квантования соответствуют моменты времени, соответственно t-,

[101]

-Кв2 КВЗ KBj (j4i)

[102]

отсчитанные от момента t и определяющие моменты появления соответствующих сигналов меток времени на четвертом выходе блока,5, с которого они поступают на второй вход (см. фиг.1) масштабирующего блока 4.

[103]

Если кратность а j-ro диапазона квантования времени усреднения Т выразить через отношение его границ.

[104]

определенных моментами t

[105]

KB 1

[106]

согласно

[107]

KB (j- 1)

[108]

Э :

[109]

IJiL.

[110]

(10)

[111]

J

[112]

окончания

[113]

t KJ (j.,1

[114]

то моменты времени t

[115]

j-x диапазонов квантования, отсчитанные от момента t, начала действия управляющего импульса, могут быть выражены через нижнюю границу t первого диапазона квантования согласно

[116]

С

[117]

KB р

[118]

[119]

П ..

[120]

где t

[121]

К60

[122]

- момент времени, отсчитанный от момента t .

[123]

1

[124]

В частности, при равенстве всех коэффициентов а а а . . . а, (т.е. при квантовании управляющего импульса на кратные временные интервалы)

[125]

t ,6j t .о- (12)

[126]

Формирование импульсов меток времени производится следующим образом.

[127]

С момента t прихода управляющего импульса с входа блока 5 управления на управляющий вход двухпозиционного ключа 20 последний переключается в состояние, при котором его выход скоммутирован с его первым информационным ВХОДОМ-,

[128]

При этом плюсовый выход источника 14 опорных напряжений блока 5 управления (фиг.З) подключается к аналоговому входу управляемого интегратора

[129]

(фиг,2), в результате чего напряжение Wj,, на выходе операционного усилителя 24 управляемого интегратора 18 для первого диапазона квантования времени усреднения (квантования по времени импульса управления) изменяется согласно

[130]

10

[131]

[132]

,

[133]

15

[134]

[135]

[136]

20

[137]

[138]

40

[139]

W

[140]

1

[141]

t/

[142]

(1)

[143]

45

[144]

25

[145]

R

[146]

где N.

[147]

23

[148]

1

[149]

u;,dt N, u;t,(i3)

[150]

2F

[151]

R

[152]

и

[153]

25

[154]

масштаб представления выходного напряжения управляемого интегратора 18 в первом диапазоне квантования времени усреднения j

[155]

, - величина напряжения на плюс овом выходе источника 14 опорных напряжений блока 5 управления .

[156]

При достижении напряжением W,, уровня опорного напряжения, поступающего на второй вход компаратора 17 (фиг . 7 э), последний в момент t. срабатывает . Сигнал с выхода компаратора 17 поступает через четвертый выход блока 5 управления на второй вход масштабирующего блока 4, а также на тактовый вход регистра 30 управляе- 35 мого интегратора 18 (фиг.5, момент t,).

[157]

При этом на первом выходе регистра

[158]

30 (фиг.З) в момент t формируется

[159]

II II I «

[160]

30

[161]

напряжение уровня

[162]

электронный

[163]

ключ 29-1 замыкается, подключая конденсатор 28-1 параллельно конденсатору 25, выходное напряжение операционного усилителя 24 уменьшается скачком до величины

[164]

W

[165]

(14}

[166]

26

[167]

Cl

[168]

с

[169]

W.

[170]

(1в-1)

[171]

(14)

[172]

t i,

[173]

где W I U pi, - значение на- пряжения на выходе

[174]

операционного усилителя 24 в момент времени tj .

[175]

В результате этого в момент t, начала второго диапазона квантования времени усреднения изменяется масштаб представления результир пошего напряжения на выходе операционного усилителя 24

[176]

(15) Ь

[177]

представления выходного напряжения управляемого интегратора 18 во втором диапазоне квантования времени усреднения .

[178]

Для любого j-ro диапазона квантования времени ycpej:jne nin выходное напряжение операционного усилит оля 24 с момент; t пачалл j-ro д.иллп оил представляется в

[179]

t/t

[180]

- dt

[181]

(16)

[182]

N

[183]

где

[184]

штао представления выходного напряжения управляемого интегратора 18 в j-м Juiana- зоне квантования времени усре;и ения, который при условии равенства величин кратностей всех диапазонов кватггования выражется как

[185]

N

[186]

(17)

[187]

По окончании действия управляющего импульса на входе блока 5 управления спадом управляющего импульса (фиг.7а, момент td) запускается одно вибратор 21 (фиг.З), на выходе которого с момента t формируется импуль напряжения уровня 1 (фиг.7 б) длительностью поступающий на управляющий вход генератора гиперболических импульсов, а также через инвертор 22 на управляющий вход ключа 6, При этом ключ 6 раз№,1кается и па выходе многодиапазонного интегратора 1 сохраняется постоянное значение напряжение, которое к концу действия импульса одновибратора 21 запоминается в генераторе гиперболических импульсов .

[188]

По окончании импульса в момент t, (фиг.5с() генератор гиперболических

[189]

импульсов переходит в режим формирования ма споем выходе напряжения, из- меняющегося по такому

[190]

(18)

[191]

..

[192]

+ )

[193]

г де Z - коэффициент, определяемый параметрами элементов гиперболического преобразователя V - текуи;ее время, отсчитываемое от момента t окончания действия импульса на управляющем входе генератора 2j ) - константа, определяемая свойствами генератора 2 гиперболических импульсов. В то же время с момента tj ллек- гро1И1ые ключи (29-1) - (29-п) размы- каю гся, ) .(-(уль гате чего масштаб ин- 7егри;1ораипя управляемого интегратора 18 стаиолчпс я равным масштабу N (так ;сак к операционному усилителю 2Д остается подключенным только кон- ленс атор 25) .

[194]

Кроме T .iro, с MOMOTiTa t окончания упраиля (Пг,|.м о импу.;П)Сл нл управляющем вхолл ключа 2( i последний переключается во ij iC poe состоя}П1е, при котором его выход ск(1ммутирован с его вторым илформаи,И1 1ЛИ1.1м входом (фиг.З).

[195]

При TTvOM аналоговый вход управляемого плтег11атора 18 подключается к милусон 1у тчлходу источника 14 опорных паприжелий, в результате чего на- лряже1П1е W -( , ла выходе операционного усилит(ля 24 блока мс ляется с момел га t по заколу

[196]

5 (фиг.З) .)

[197]

W ,

[198]

где и

[199]

W, ,

[200]

П

[201]

-;U,

[202]

1

[203]

+ N. - ( b-Jdt,

[204]

. (19) величина напряжения на минусовом выходе источника 14 опор- Н1:1х напряжений, безразмерный коэффициент .

[205]

0

[206]

При достижоь ии лалряжеии - М W, нулевого лотепдиала (()ИГ .7с, момент t-ч.) , устанон.леишчч) кс)мларатора 16 (фи момент L-r (. iJatiaTbntл d

[207]

сигнал HocTviiaei па

[208]

л;, ьтсром входе 3.) , 1и следни1 в т, и его выходной S-вход RS-триг

[209]

гера 15 (фиг.З). В результате на выходе последнего с моме)1та t,. формируется })апряжьнп( уровня 1 Гфиг . 7 ) , поступающее па третий выход блока 5 управления (фпт .З О .

[210]

Временной интервал t.-t , опреде oi

[211]

ляется из условия достижения выходным напряжением W , операционного усилителя нулевого потенциала в момент времени t ределяется выражением 7

[212]

ющий блок 4 вычисляет и отображает

[213]

которое опW

[214]

масштаб Mpf, представления выходной аналоговой величины, пропорциональной среднему значе})ию исследуемого сигнала за время усреднения Т.

[215]

Величина масштаба регистрируется в момент t окончания управляю1 ч1 I ( t)

[216]

+ N j (-/iUpn)dt 0. (20) щего импульса (времени усреднения Т).

[217]

При равенстве всех коэффициентов

[218]

Из уравнения (20) получим

[219]

t t Т 1 /B-N/

[220]

10

[221]

(21)

[222]

квантования выражение для масштаба Mppj примет вид

[223]

Мррз F-b

[224]

(h-l)

[225]

(29)

[226]

После выбора значения /з

[227]

iaf.

[228]

выражение (21) приводится к виду

[229]

4- с

[230]

Чад

[231]

Т.

[232]

1 (п-1)

[233]

Спустя временной интервал

[234]

окончания действия управляющего импульса на входе блока 5 управления последний в момент времени

[235]

.(23)

[236]

формирует на третьем выходе импульс (напряжение уровня 1) управления блоком 3 выборки-хранения для съема информации, поступившей на его вход с выхода генератора 2 в виде напряжения 21 t съема блоком 4 информации о масштабе М jj представления выходного результирующего напряжения .

[237]

При этом выходное результирующее напряжение V(,j, пропорционально среднему значению исследуемого сигнала с масштабом М рр, его представления

[238]

М

[239]

ppj

[240]

F

[241]

(30)

[242]

Здесь m и п - количество импульсов , поступивших за время действия управляющего импульса на первый и

[243]

25 второй входы масштабирующего блока 4 соответственно с второго выхода многодиапазонного интегратора 1 и с четвертого выхода блока управления. Эти импульсы поступают соответственно на

[244]

30 вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 36. В исходном состоянии счетчик 36 сброшен.

[245]

С момента времени t счетчик 36 увеличивает выходные коды, начиная с

[246]

,. нулевого, на единицу после каждого импульса, приходящего на его прямой счетный вход в моменты t,, и t и

[247]

[248]

- 2

[249]

У(Р1) I

[250]

Т.Д. (фиг.5) с цифрового выхода многодиапазонного интегратора 1, что (24) 40 равносильно повышению масштаба выходной величины на единицу масштаба с где - значение текущего времени каждым приходящим импульсом (фиг.5л, работы гиперболического моменты tj, t). Счетчик 36 уменьшает преобразователя 2 в момент выходные коды после каждого импульса, t., отсчитанное относитель- приходящего на его реверсивный счетно момента t мое как

[251]

и определяеный вход с четвертого выхода блока 5 управления (фиг.З,, момент t), что равносильно уменьшению масштаба выходной величины на единицу масштаба (фиг.5/м, момент tj).

[252]

Г

[253]

Если принять

[254]

зад

[255]

-зад

[256]

l

[257]

и (т)

[258]

(Ч,

[259]

Z М

[260]

ргз ср

[261]

где М

[262]

Z М,

[263]

E.±L J; l

[264]

р ЗС-А Блок 3 выборки-хранения фиксирует и отображает информацию, поступающую на его аналоговый вход, а масштабиру (28)

[265]

133778412

[266]

ющий блок 4 вычисляет и отображает

[267]

масштаб Mpf, представления выходной аналоговой величины, пропорциональной среднему значе})ию исследуемого сигнала за время усреднения Т.

[268]

Величина масштаба регистрируется в момент t окончания управляющего импульса (времени усреднения Т).

[269]

10

[270]

(21)

[271]

квантования выражение для масштаба Mppj примет вид

[272]

Мррз F-b

[273]

(h-l)

[274]

(29)

[275]

„ Z-M,- tKBo

[276]

где F константа.

[277]

(22)

[278]

При а г- величина Mpej опреде

[279]

20 ляется как

[280]

М

[281]

ppj

[282]

F

[283]

(n-m)

[284]

(30)

[285]

Здесь m и п - количество импульсов , поступивших за время действия управляющего импульса на первый и

[286]

второй входы масштабирующего блока 4 соответственно с второго выхода многодиапазонного интегратора 1 и с четвертого выхода блока управления. Эти импульсы поступают соответственно на

[287]

вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 36. В исходном состоянии счетчик 36 сброшен.

[288]

С момента времени t счетчик 36 увеличивает выходные коды, начиная с

[289]

нулевого, на единицу после каждого импульса, приходящего на его прямой счетный вход в моменты t,, и t и

[290]

Т.Д. (фиг.5) с цифрового выхода многодиапазонного интегратора 1, что равносильно повышению масштаба выходной величины на единицу масштаба с каждым приходящим импульсом (фиг.5л, моменты tj, t). Счетчик 36 уменьшает выходные коды после каждого импульса, приходящего на его реверсивный счет ный вход с четвертого выхода блока 5 управления (фиг.З,, момент t), что равносильно уменьшению масштаба выходной величины на единицу масштаба (фиг.5/м, момент tj).

[291]

С выхода дешифратора 32 коды счетчика , преобразованные в вид, удобный для индикации, запоминаются в регистре 33 памяти по переднему фронту им- R пульса, поступившего в момент t на тактовый вход регистра 33 с третьего выхода блока 5 управления (фиг.1), и индицируются цифровым блоком 34 индикации масштаба.

[292]

0

[293]

Формула изобретения

[294]

1. Устройство для измерения средних значений нестационарных сигналов, содержащее интегратор, выход которого соединен с входом генератора гиперболических импульсов, выход которого соединен с входом блока выборки и хранения, управляюпще входы интегратора , генератора гиперболических импульсов и блока выборки н хранения подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам блока управления , вход которого является управляющим входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет введепия переменного масштаба интегрирования и расширения диапазона ва- 2о та Ш1И, выход которого соединен с

[295]

риаций времени усреднения, в него введены масштабирующий блок и ключ, а интегратор выполнен многодиапазонным , вход ключа является сигнальным входом устройства, а выход соединен с аналоговым входом многодиапазонного интегратора, второй выход которого подключен к первому входу масштабирующего блока, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, управляющие входы масштабирующего блока и ключа подключены соответственно к третьему и пятому выходам блока управления.

[296]

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления содержит одновибратор, триггер, ключ, инвертор, -управляемый интегратор, источник опорных напряжений, два компаратора и элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является первым выходом блока управления, выход ключа соединен с аналоговым входом управляемого интегратора , управляющий вход которого соединен с выходом триггера, а выход - с первыми входами компараторов первьш вход ключа соединен с плюсовым выходом источника опорных напряжений , минусовой выход которого соединен с вторым входом ключа и вторым входом первого компаратора, выход которого соединен с тактовым входом управляемого интегратора, вход одно- вибратора, R-вход триггера, управляющий вход ключа и первый вход элемента ИЛИ-НЕ объединены и являются входом блока управления, выход одновиб- ратора соединен с входом инвертора, вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и входом сброса управляемого интегратора и является вторым выходом блока управления , третьим, четвертым и пятым выходами которого являются соответственно выходы триггера, первого компаратора и инвертора, второй вход второго компаратора соединен с общей шиной, а выход с S-входом триггера.

[297]

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что многодиапазонный интегратор содержит два компаратора , элемент ИЛИ, источник опорных напряжений и управляемый интегратор,

[298]

5 выход которого соединен с первыми входами компараторов и является первым выходом многодиапазоНног о интегратора , вы:соды компараторов соединены с соответствующими входами элемен0

[299]

5

[300]

0

[301]

5

[302]

0

[303]

5

[304]

тактовым входом управляемого интегратора и является вторым выходом многодиапазонного интегратора, вторые входы первого и второго компараторов соединены соответственно с плюсовым и минусовым выходами источника опорных напряжений, аналоговый и управляющий входы управляемого интегратора являются соответствующими входами многодиапазонного интегратора.

[305]

4.Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что масштабирующий блок содержит индикатор, дешифратор, регистр и реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого являются соответственно первым и вторым входами масштабирующего блока, выходы реверсивного счетчика соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выходы которого соединены с входами индикатора, управляющий вход блока масштаба соединен

[306]

с тактовым входом регистра и через элемент задержки - с установочным входом реверсивного счетчика.

[307]

5.Устройство по пп.1-3, о т л и- чающееся тем, что управляемый интегратор содержит операционный усилитель , ключ, резистор, конденсатор, элемент задержки, регистр и блок коммутируемых конденсаторов, состоящий из п параллельных цепей, последовательно соединенных конденсаторов и ключей, причем управляющие входы ключей соединены с соответствующими выходами регистра, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с первыми выводами ключа, блока коммутируемых конденсаторов, резистора и конденсатора, выход операционного усилителя соединен с вторыми выводами конденсатора, ключа и блока коммутируемых конденсаторов и является выходом управляемого интегратора, второй вывод резистора является аналоговым входом управляемого интегратора, управляющий вход ключа соединен с па

[308]

раллельными входами регистра и через элемент задержки - с входом управления записью регистра и является управляющим входом управляемого интегратора , последовательный вход регистра подключен к шине логической единицы, тактовый вход и вход сброса регистра являются соответствующими входами управляемого интегратора.

[309]

фиг.З

[310]

sk

[311]

i

[312]

36

[313]

S2

[314]

35 Т

[315]

73

[316]

J4

[317]

(риё А

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты