Спосіб вимірювання амплітуди періодичного сигналу

Спосіб вимірювання амплітуди періодичного сигналу, що включає порівняння її з опорною напругою і перетворення цифрового коду у відповідне значення опорної напруги, який відрізняється тим, що за половину періоду порівняльна напруга підвищується на рівень, що відповідає збільшенню двійкового коду на вході цифро-аналогового перетворювача на одиницю, а амплітуда вимірюваного сигналу визначатиметься за формулою: Корисна модель відноситься до вимірювальної техніки та може бути використаний для вимірювання амплітуди періодичного сигналу. Відомий спосіб вимірювання амплітуди синусоїдальної форми [1], що передбачає квантування періодичного сигналу лише по додатній півхвилі з наступним визначенням його амплітудного значення. Пристрій на основі цього способу складається з компаратора 1, на прямий вхід якого подається вхідна напруга синусоїдальної форми, на інверсний вхід - постійне значення напруги з виходу цифроаналогового перетворювача 5. Компаратор 1 через підсилювач 2 та формувач прямокутних імпульсів 3 з'єднаний з лічильником 4, який під'єднується до цифроаналогового перетворювача 5 та через дешифратор 6 до семисегментного індикатора 7. Однак використання такого пристрою обмежується низькою швидкодією вимірювання амплітуди періодичного сигналу, що обумовлена квантуванням лише по додатній півхвилі. В основу корисної моделі покладено завдання підвищення швидкодії вимірювання амплітуди періодичного сигналу. Поставлене завдання вирішується тим, що за один період квантування періодичного сигналу здійснюється як по додатній так і по від'ємній півхвилі (фіг.2). Спосіб вимірювання амплітуди, що включає порівняння її з опорною напругою і перетворення цифрового коду у відповідне значення опорної напруги, згідно корисної моделі, за половину пері оду порівняльна напруга підвищується на рівень, що відповідає збільшенню двійкового коду на вході цифроаналогового перетворювача на одиницю (фіг. 1), а амплітуда вимірюваного сигналу визначатиметься за формулою: Um  int( x / 2)  i:0 (U0 / 2n )i , (13) int  (U0 / 2n ) , UA (11) 66518 i:0 де U0 - максимальна напруга на виході цифроаналогового перетворювача, n - кількість розрядів цифроаналогового перетворювача, x - кількість періодів порівняння. В пристрої для здійснення даного способу, що складається з компаратора, лічильника, цифроаналогового перетворювача, підсилювачаобмежувача, формувача прямокутних імпульсів, дешифратора та індикатор, додатково введений компаратор 2, підсилювач-обмежувач 2, формувач прямокутних імпульсів 2 і логічний елемент АБО. На фіг. 1 приведена структурна схема для здійснення способу вимірювання амплітуди періодичного сигналу прямим методом квантування за рівнем по додатній і від'ємній півхвилі. Пристрій для вимірювання амплітуди напруги періодичного сигналу складається з компаратора 1, на прямий вхід якого подається вхідна напруга періодичного сигналу, на інверсний вхід— постійне значення напруги з виходу цифроаналогового перетворювача 5, компаратора 8, на інверсний вхід (19) Um  U де U0 - максимальна напруга на виході цифроаналогового перетворювача, n - кількість розрядів цифро-аналогового перетворювача, x - кількість періодів порівняння. 3 якого подається вхідна напруга періодичного сигналу, а на прямий постійне значення напруги з виходу цифроаналогового перетворювача 5. Компаратор 1 і компаратор 8 через підсилювач 2 і підсилювач 9 та формувач прямокутних імпульсів 3 і формувач прямокутних імпульсів 10 через логічний елемент АБО 11 з'єднаний з лічильником 4, який під'єднується до цифроаналогового пертворювача 5 та через дешифратор 6 до семисегментного індикатора 7. Пристрій працює наступним чином: Перед початком вимірювань лічильник 4 переводиться в стан коли на його виході будуть всі логічні нулі, що буде відповідати нульовому рівню на виході цифроаналогового перетворювача. Періодичний сигнал невідомої амплітуди надходить на прямий вхід компаратора 1 і на інверсний вхід компаратора 8. Різниця напруг з компаратора 1 і компаратора 8 підсилюється на рівні додатної півхвилі підсилювачем-обмежувачем 2 і на рівні від'ємної півхвилі підсилювачем-обмежувачем 9. Сформовані послідовності прямокутних імпульсів з виходів формувача 3 і формувача 10 надходять на логічний елемент АБО 11, який їх об'єднує. З виходу логічного елемента АБО 11 прямокутні імпульси надходять на вхід лічильника 4. На виході лічильника 4 формується двійковий код, що надходить на вхід цифроаналогового перетворювача 5 і дешифратора 6. В залежності від опорної напруги і двійкового коду лічильника 4 змінюється Комп’ютерна верстка М. Мацело 66518 4 рівень напруги на виході цифроаналогового перетворювача 5. При встановленні на виході цифроаналогового перетворювача 5 напруги, що відповідає або перевищує амплітудне значення амплітуди додатної чи від'ємної півхвилі вимірюваного періодичного сигналу, на виході компаратора 1 і 8, а також підсилювача 2 і 9 буде відсутня змінна складова. Тому лічильник 4 припинить лічбу і процес вимірювання закінчиться. Двійковий код з виходу лічильника 4 за допомогою дешифратора 6 перетвориться на семисегментний код та відобразиться на індикаторі 7. Таким чином точність вимірювання амплітуди періодичного сигналу залежить від точності її порівняння з опорною напругою за допомогою компаратора 1 і компаратора 8 та від кількості розрядів цифроаналогового перетворювача 5. Всі функціональні блоки запропонованого пристрою широко застосовуються та легко піддаються інтеграції. Позитивний ефект у порівнянні з найближчим аналогом полягає у підвищенні швидкодії вимірювання амплітуди періодичного сигналу в 2 рази. Джерела інформації 1. Пат. 13542 Україна, MПK6G01R19/04. Спосіб вимірювання амплітуди синусоїдального сигналу/ Петрушак B.C., Петрушак О.М.; №200507228; заявл. 20.07.2005; опубл. 17.04.2006, Бюл. №4. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП ―Український інститут промислової власності‖, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601