174609. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés váltakozó feszültségek jelszintjének digitális meghatározására, valamint mérési mennyiségek szabályozására befolyásolható időállandóval
9 174609 10 az állandó értéken tartandó vagy programozandó mennyiségek méréséhez, amely átalakító kimenete a 2 egyenirányítóval és a szabályozási körnek ahhoz tartozó, már említett elemeivel van összekötve. A számláló tartalma vezérli a fokozatos 1 feszültségosztót vagy erősítőt, úgy, hogy a fizikai mennyiség mindig a kívánt szintet veszi fel. Különös figyelmet kell fordítani a kapcsolási elrendezés tranziens viselkedésére, mivel az általiban erősen kiemelkedő rezonancia helyeket az átviteli karakterisztikában kompenzálni kell, és hibásan illesztett időállandónál a tapasztalatok szerint igen könnyen instabilitások lépnek fel. Megfelelő tranziens viselkedést úgy biztosíthatunk, hogy a 12 frekvenciagenerátor kimenetét a 11 impulzusformálóra kapcsoljuk, amley állandó számú számlálóimpulzust ad, például a generátor feszültség nullátmeneteinél a számláló bemeneti kapujára, és ez biztosítja a lassú berezgést az előírt értékre alacsony frekvenciákon, és a gyors berezgést magas frekvenciákon. A 4. ábrán azt tüntettük fel, hogyan lehet a számláló-frekvenciát magában a szabályozási körben előállítani. A 4 összegező kimenetén rendelkezésre álló hibajel a 17 feszültség-frekvencia átalakítót vezérli, és ebből a célból egy tetszőlegesen kivitelezhető 15 korrekciós tagon van átvezetve. A 15 korrekciós tag lineáris vagy nem-lineáris átviteli karakterisztikája biztosítja az éppen megkívánt tranziens viselkedést. A lehetséges lineáris átviteli függvények lényegében a szabályozástechnikában ismert átviteli tagok, így például tehetetlenségi, integráló vagy differenciáló tagok, kombinációiból adódnak. Nem-lineáris tulajdonságokat, például az amplitúdó karakterisztika torzításával, a hibajel kétutas egyenirányításával vagy a hibajel egy hatványfüggvényének képzésével hozunk létre. Egy elsőrendű tehetetlenségi tagnak (egyszerű RC aluláteresztő szűrő) megfelelő, gyakran szükséges tranziens viselkedés a szabályozási körnek a mérésmennyiség logaritmálása által keletkező nem-linearitásai az időállandó számításakor elhanyagolhatók. A zárt szabályozási kör kívánt F(p) átviteli függvénye a követelményeknek megfelelően 2 egyenirányító effektívérték-képző áramköre gyakran mutatja egy elsőrendű tehetetlenségi tag viselkedését, ezért tehát a 15 korrekciós tagnak egy késleltetőtag reciprok frekvenciamenetével kell ren- S delkeznie. A bemeneti mennyiség ugrásszerű csökkentésekor egy elsőrendű tehetetlenségi tag a kimeneti mennyiség lineáris csökkenését idézi elő logaritmikus amplitúdóléptékben ábrázolva. A számláló 10 visszafutása folyamán az is lehetséges, hogy a 17 feszültség-frekvencia átalakító konstans számláló frekvenciája a 15 korrekciós tag kimeneti feszültségétől függetlenül elérjük a számláló tartalmának kívánt időben lineáris változását. Gyakorlatüag ez 15 akkor fordul elő, ha például a 17 feszültségfrekvencia átalakító csak egy polaritást képes feldolgozni, vagy ha a feltöltési és kisülési időállandó különböző érték, mint például a hangszintmérés technika szabványosított „impulzus” kijelzési 20 dinamikájánál. A 4. ábrán ezt a lehetőséget a 17 feszültség-frekvencia átalakító előtt elhelyezett, és az 5 komparátorrál vezérelt 16 kapcsoló beiktatásával biztosítjuk, amely a 17 feszültség-frekvencia átalakítót előre számlálásnál a 15 korrekciós tagra, 25 visszafelé számlálásnál egy külön beállítható 14 feszültségforrásra kapcsolja. Egy további kiviteli alaknál, amelyet az 5. ábrán tüntettünk fel, hosszú idejű középérték mérését végezzük. Ezeket a méréseket szabványosított eljá- 30 rások szerint például az emberi testre haió vibráció mérésére, vagy az Leq egyenértékű tartós hangszint mérésére használjuk. Ez utóbbi egy számmal jellemzi az embereket ért hosszú ideig tartó zajhatást. Az utóbbi esetben lehetőség van arra, hogy 35 bármely tetszőleges t időpontban az ekvivalens tartós hangszint addig összegezett értékét a 6 előre- visszafelé számlálón közvetlenül leolvassuk. A definíció szerint a Leq egyenértékű tartós hangszint és a hangszint LA(t) pillanatnyi érték 40 között a következő összefüggés áll fenn: Uq'öj *1 45 - 2, 5 ... 6 1 T T f T O lO^i^d (IV) F(p) =--------, pr = egy átviteli tag normált I + W frekvenciája (I) Az F(p) átviteli függvény frekvenciamenetének és a nyüt lánc Fo(p) átviteli függvénye frekvenciamenetének ismert összefüggéséből a visszacsatolás »egy” átviteli viszonyánál: Abban az esetben, ha a leírt szabályozási kör a 6 előre- visszafelé számlálóval minden időpillanatban kijelzi az Leq(t) egyenértékű tartós hangszint addig 50 meghatározott értékét, a pillanatnyi szint a kijelzett érték, valamint az egyenirányító Ug kimeneti feszültsége és az Uref referenciafeszültség közötti pillanatnyi eltérés összegeként adódik. F(p) = Fo(p) 1 + Fo(p) megkapjuk a kívánt (I) függvényt, ha (II) Fo(p) = — (IH) pr Ez éppen a 6 előre- visszafelé számláló állása a 4. ábrán. 'Az átviteli útban elhelyezett további tagok referenciamenetének ki kell egyenlíteni egymást. A 55 Leq(t) = rrr fe + 20 lg 60 fi1/ Lt O dt’l Uref J 0,3 Ug(t’) 0,3 10-----(Leq(t’) + q (V) Ebből adódik az n(t) számlálóállás, a digitális kijelzés SL legkisebb szintlépése az Leq(t) érték és a f,(t) számláló-frekvencia közötti összefüggés fel- 65 használásával a számláló bemenetén 5
