174609. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés váltakozó feszültségek jelszintjének digitális meghatározására, valamint mérési mennyiségek szabályozására befolyásolható időállandóval
7 174609 8 A találmány egy további kiviteli alakjánál, amely előnyösen egy elsőrendű tehetetlenségi tag időállandójával rendelkezik a mérési érték képzésénél, a bemeneti kapuzás elé kapcsolt számláló-impulzusadó feszültség-frekvencia átalakítóként van kivitelezve. Ennek bemenete vagy közvetlenül, vagy a komparátor által vezérelt kapcsolón át a kívánt időállandót realizáló és bemenetével az összegező kimenetére csatlakozó korrekciós tagra van kapcsolva. A vezérelt kapcsoló második bemenete egy külön feszültségforrásra csatlakozik. A szintek hosszúidejű középértékének mérése egy olyan találmány szerinti berendezéssel történik, amelynél a feszültség-frekvencia átalakító a kívánt időállandó biztosítása érdekében több, egyidejűleg működő vezérlő bemenettel van ellátva, amelyek egyike a bemenetével az összegező tagra csatlakozó korrigáló hálózat kimenetére van kapcsolva, és a további bemenetek a kívülről ható tetszőleges vezérlőmennyiségekkel vannak összekötve. A korrigáló hálózat és a feszültség-frekvencia átalakító vezérlő bemenetei előnyösen az előre- visszafelé számláló kimenetével vannak összekötve. A találmány szerint a kapcsolási elrendezés úgy bővíthető ki, hogy a referenciaforrás egyik vezérlő bemenete a szabályozókor egy tetszőleges pontjával van összekötve, vagy hogy a referenciafonás előnyösen egy mérő egyenirányítóval van megvalósítva. A mérő egyenirányító bemenete a mérési mennyiségeket előállító mérőlánc egy tetszőleges, de a digitálisan vezérelhető feszültségosztó vagy erősítő bemenetével nem egyező pontjára van kapcsolva. Ezáltal a szabályozókörbe még egy további alapjel juttatható be. A találmányt a továbbiakban példakénti kiviteli alakok és rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés tömbvázlata, a 2. ábra változó időállandójú mérési elrendezés keskenysávú frekvencia analízishez, a 3. ábra változó időállandójú mérési elrendezés egy mérési mennyiségnek egy állandó vagy programozott értékre való szabályozásához, a 4. ábra egy elsőrendű tehetetlenségi tagnak megfelelő mérési elrendezés speciális berezgési viszonyok előállításához, az 5. ábra mérési elrendezés hosszúidejű középérték méréséhez, és a 6. ábra mérési elrendezés szintkülönbségek méréséhez. Az 1. ábrán a mérendő feszültség az E bemenetről a fokozatokban vezérelhető 1 feszültségosztóra vagy erősítőre jut. A csatlakozó 2 egyenirányító kimenő feszültségét a 4 összegező úgy adja hozzá a 3 referenciaforrás feszültségéhez, hogy a 4 összegező kimenő feszültsége a hibajel nagyságára és előjelére jellemző érték, és a szabályozási kör kiegyenlített állapotában nullával egyenlő. Ez a feszültség egy vagy több 5 komparátorra kerül, amelyek a 6 előre- visszafelé számláló számlálási irányát és a 7 bemeneti kaput vezérlik ( amelynek bemenetére a 8 számlálóimpulzus-adó változtatható számláló frekvenciája van kapcsolva. A 3 referenciaforrás egyik kiviteli alakja előnyösen 18 mérő egyenirányítóból áll. A számlálási frekvencia változása lehetővé teszi a szabályozási kör berezgési idejének változtatását, és ezzel a mérési mennyiség rövidebb vagy hosszabb időn át történő integrálását. A bemeneti kapuzás a szabályozási kör leírt működési módjánál nem feltétlenül szükséges, de számos gyakorlati előnyt nyújt, így két 5 komparátor segítségével, melyek megszólalási küszöbértékei egymástól kissé különböznek, lehetővé válik a szabályozási kör kiegyenlítési pontjában egy holt zóna létrehozása, és ezzel a kisebb zavarok (kapcsolási jelenségek, az egyenirányító hullámossága) befolyásának kiküszöbölése. A számlálási impulzusok megszakításával megakadályozható a 6 előre- visszafelé számláló túlcsordulása. Végül ' lehetséges még a maximális érték tárolása, amikor „visszafelé” számlálási iránynál a 7 bemeneti kapu a számláló impulzusok számára zárva van. A 2. ábrán keskenysávú frekvencia analízishez alkalmas mérési elrendezést tüntettünk fel. A tulajdonképpeni szabályozási kör előtt egy hangolható, célszerűen állandó relatív sávszélességgel működő 10 keskenysávú szűrő van elhelyezve, amelynek kimeneti feszültsége a keskenysávúság miatt csak kevéssé ingadozó frekvencia esetén szinuszoshoz hasonló alakú. A számláló impulzusok előállításánál, amely például a feszültség null-átmeneteinél egy alkalmas 11 impulzusformáló segítségével történik, a szabályozási kör berezgési ideje fordítottan arányos a szűrő középfrekvenciájával. Mivel az állandó relatív sávszélességű szűrőknél a szűrő berezgési ideje szintén fordítottan arányos a szűrő középfrekvenciájával, az itt feltüntetett mérési elrendezés időben optimális tranziens viselkedéssel rendelkezik, és például különösen alkalmas automatikus mérőberendezésekhez és kisfrekvenciás vagy sztochasztikus folyamatok frekvencia analíziséhez. A számláló frekvenciás impulzusoknak a vezérelt 1 feszültségosztó vagy erősítő kimenetéről való levételéből gyakorlati előnyök adódnak, mivel ezen a helyen lényegében állandó szint van jelen. A 3. ábrán egy másik változó időállandójú kapcsolási elrendezés látható. Itt a 12 frekvenciagenerátor szinuszos feszültség vagy keskenysávú zajfeszültség szolgáltatásán kívül elsősorban egy tetszőleges fizikai váltakozó mennyiség előállítására szolgál, amikor a vezérelhető 1 feszültségosztón vagy erősítőn át egy erre a célra alkalmas 13 berendezés van a 12 frekvenciagenerátorra kapcsolva. Az előállított fizikai mennyiség szintjét állandó értéken kell tartani, vagy előre megadott összefüggések szerint programozni kell. Ilyen követelményeket támasztanak fel például elektroakusztikai átviteli egységek mérésekor, továbbá elektromos és mechanikai négypólusok frekvenciamenetének mérésekor és rezgések vizsgálatánál. A 13 berendezés többnyire egy teljesítményerősítőt és egy azután kapcsolt átalakítót tartalmaz, a kívánt fizikai mennyiség előállítására. Itt gyakran jelentős nem-kívánatos ingadozások lépnek fel az átviteli tulajdonságokban a frekvencia függvényéből. Ezért a 13 berendezés egy továbbá átalakítót tartalmaz 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
