166279. lajstromszámú szabadalom • Szorzó és integráló áramköri elrendezés, célszerűen villamos teljesítmény mérésére
3 166279 4 juk össze oly módon, hogy az egyik jelátalakító jelbemenete a megelőző jelkimenethez van csatlakoztatva. A jelfolyamat irányában elhelyezett első jelátalakító jelbemenete vezérlő impulzusgenerátorhoz van csatlakoztatva. Bemenőjel-átalakítóként - a találmány szerint -integráló áramkörrel rendelkező üzemmódban működő impulzus-szélesség-modulátor, ez utóbbi elé kapcsolt kiirókapu, kiolvasó kapcsolás, ezt megelőzően kapcsolt névlege s-értékkapcsoló-alkalmazható, amely utóbbi az előre meghatározott integrátor kimenőjel elérésekor impulzust kelt. Ha a javasolt számláló áramköröket villamosteljesítmény számlálására alkalmazzuk, úgy impulzus-szélesség-üzemmodú- differenciál modulátort alkalmazunk a bemenőjel átalakítására, amely utóbbi hídkapcsolással van kiegészítve. A hídkapcsolás egyik átlós ága emellett vonatkozási feszültség-forráshoz csatlakozik, míg a másik átlós ág a vezeték mellékáramkörében levő villamosszámláló ellenállásához csatlakozik. A szomszédos hídágakban van az impulzusszélesség különbségi modulátor csatlakoztatva. Az integráló áramkör bemenetét emellett a hálózathoz csatlakoztatjuk. Ha a a javasolt számlálóáramkört hőmennyiség mérésre alkalmazzuk, a bemeneti átalakító állandó jelszélességű impulzusformáló áramkört tartalmaz, amelyhez a hőfogyasztó pillanatnyi értékének érzékelője és egy kiíró kapukkal ellátott impulzus-szélesség-üzemmódú különbségmodulátor csatlakozik, amely utóbbiaknak vezérlőbemenetei az impulzusformáló áramkör kimenetén, a többi bemenetei pedig hőmérséklet érzékelőkhöz csatlakoznak, amelyek a hővezetők fel- és leszálló vezetékeiben vannak elrendezve. Az ilyen kapcsolásnál az integráló áramkör bemenetére állandó amplitúdójú jelet adnak. A találmány szerint a különbség-modulátort két azonos impulzusszélesség üzemmódban működő egyszerű modulátorból alkotjuk, amelyeknek négyszögletes karakterisztikájú vasmagjaik, küró tekercseik és visszatároló kiolvasó kapcsolásuk, van, amely kapcsoláshoz impulzus időkülönbségképző áramkört kapcsolunk. A kiolvasó tekercseket kapuáramkörökön keresztül a zavarimpulzust kioltó kapcsolás kapuáramköréhez csatlakoztatjuk. A találmányi gondolatot példakénti kiviteli alak kapcsán rajz alapján ismertetjük részletesen A rajzon az 1. ábra a szorzó és integráló áramkör találmány szerinti blokk-vázlatát ismerteti részletesen, a 2. ábra blokk-vázlatot szemléltet, a találmány szerinti szorzó és integráló áramkörben alkalmazott bemenőjel-átalakítók és összekapcsolásának szemléltetésére, több szorzótényező szorzatából alkotott függvény integráljának számítására.. a 3. ábra az impulzus-szélesség-modulátor blokkvázlatának egyik fokozatát ábrázolja, amely a találmány szerint a regisztráló és leolvasó ciklust végző kaszkád-kapcsolás részét képezi, a 4. ábra watt-óra számláló blokk-vázlatát szemlélteti a találmány szerinti szorzó és integráló áramkörrel kialakítva, az 5. ábra blokk-vázlatot ábrázol, amelyet hőmennyiség számlálónál alkalmazunk és amely a találmány szerinti szorzó és integráló áramkörrel van kialakítva, a 6. ábra a találmány szerinti bemenőjel-átalakító elvi vázlatát mutatja. Ahogy az az ábrákon látható, a találmány szerinti szorzó és integráló áramkörnek 1 integrálóáramköre van (lásd 1. ábrát), amelynek bemenetén 2 kapuáramkör, 3 összehasonlító áramkör, 4 vezérlőáramkör van az integrálóáramkör nullázására, továbbá 5 impulzusszámlálóval rendelkezik, amely kimenetként szolgál, továbbá 6 bemenő jelátalakítója van a bemenőjelamplitudó szabályozására. Az 1 integrálóáramkörre 2 kapuáramkörön át Un jelet adunk, amely utóbbi az integrálandó függvény egyik szorzótényezőjét képezi le. A 3 összehasonlító áramkör egyik bemenetére az integrálóáramkör kimenőjelét, a másik bemenetére pedig az U0 összehasonlító jelet adjuk. A 3 összehasonlító áramkör kimenőjelét egyrészt 4 vezérlőáramkörre az integrálóáramkör nullázása céljából, másrészt az 5 impulzusszámláló bemenetére is adjuk. A többi szorzótényezőt leképező, Ui, U2 U n , jeleket a 6 jelátalakítóra adjuk, amely a 2 kapuaramkör vezérlő bemenetéhez csatlakozik. Több Uj, U2 U n , jelből alkotott szorzat integrálására impulzusszélesség üzemmódban működő (I) bemenőjelátalakítók (lásd. 2. ábra) szolgálnak, amelyeknek száma azonos a szorzótényezők számával és ezek előnyösen sorba vannak kapcsolva. Az első (I) bemenő jelátalakítót 7 űtemadó impulzusgenerátorhoz csatlakoztatjuk, mig valamennyi sorban következő bemenőjel -átalakító bemenetét a megelőző hasonló áramkör kimenetéhez csatlakoztatjuk. A jel útja mentén a legutolsó bemenőjel-átalakító kimenetét a 2 kapuaramkör vezérlő bemenetéhez csatlakoztatjuk. A 2 kapuáramkör második bemenetéhez ilyen módon még egy Un szorzóáramkör csatlakoztatható. Valamennyi bemenőjel-átalakítónak 8 kiíró kapuja és egy impulzusszélesség üzemmódban működő 9 modulátora van. A 3. ábra bemenő-jelátalakító kiviteli példáját ábrázolja, amely kiiró és kiolvasó ciklusokkal működő impulzusszélesség-modulátort tartalmaz. A modulátornak folyamatos kiiróimpulzussal vezérelt 10 kiirókapuja és 11 integrálóáramköre van, amely utóbbihoz 12 névleges érték-kapcsoló csatlakozik. A 12 névleges értékkapcsolóhoz 13 billenőáramkör egyik bemenete csatlakozik. A billenőáramkör másik bemenete a 10 kapuáramkör bemenetével van összekötve, és a 14 differenciáló áramkörön átvezeti a kiíróimpulzusokat. A 13 billenőáramkör kimenete a 15 kiolvasó kapuvezérlőbemenetével van összekötve. Az U01 bemenőjelet a 10 kiírókapun keresztül a 11 integrátor bemenetére adjuk. 11 integrátorként sokféle integrátortipust alkalmazhatunk. Igen gyakran alkalmaznak a kapcsolás egyszerűsítése érdekében négyszögletes vasmag-karakterisztikával kialakított elektromágnest és integrátorokat. Impulzusszélesség modulátor, amely ilyen integrálóáramkörrel rendelkezik, igen jó linearitású jelleggörbéje van, aholis T01 = f(U01 r 0 ), r 0 i akimenőimpulzus időtartamát, U01 pedig a bemenőfeszültséget jelenti. A jelleggörbének egy érzéketlen tartománya van. Gyenge bemenőjeleknél a bemenőjel átalakító részére célszerű differenciáló kapcsolást alkalmazni. Impulzusszélesség üzemmódban működő differenciamodulátor, pl. a watt-óraszámláló árammérőjének modulátoraként (lásd. 4. ábrát) is felhasználható. Az impulzusszélesség üzemmódban billentyűzendő jelet a 2
