174609. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés váltakozó feszültségek jelszintjének digitális meghatározására, valamint mérési mennyiségek szabályozására befolyásolható időállandóval
3 174609 4 mérési mennyiséget majdnem mindig logaritmikus léptékben illetve jelszintben kell kiadni.- Igen különböző időviszonyok (változó frekvenciánál változó időállandó, normált akusztikai viszonyok a repülési zaj ellenőrzésénél és hosszú idejű középérték képzés sztochasztikus mennyiségeknél).- Lehetőleg közvetlen digitális mérési érték kiadás, mivel az adatfeldolgozás általában digitális úton történik. A javított tulajdonságokkal rendelkező ismert áramkörök a logaritmikus effektívérték képzéséhez általában diódákat vagy tranzisztorokat tartalmazó logaritmusképző áramkörökkel vannak ellátva, amelyeknél a négyzetre emelés kettővel való szorzást jelent. A megfelelő kapcsolási elrendezésnél az időállandó képzése szintfüggetlenül hajtható végre, és a szint értéke az áramkörről közvetlenül megállapítható. Számos ismert kapcsolási elrendezés amplitúdó szabályozást alkalmaz, hogy a szükséges dinamikatartományt legalább magán az egyenirányítón korlátozza. Az időállandónak általában alárendelt szerepe van. Az analóg szintírókban például a bemeneti váltakozó feszültséget egy mérőpotencióméterre adják. Ennek kimeneti feszültségét egy mechanikailag mozgó, és egy írószervvel csatolt csuszkáról veszik le. A csatlakozó további egységek, például erősítők, egyenirányítók és komparátorok zárt szabályozási kört alkotnak, ha kimeneti feszültségük, amely a hibajelnek felel meg, egy elektromechanikus átalakítón át a mérőpotencióméter csuszkáját mindaddig mozgatja, amíg az egyenirányító a kiegyenlített szabályozási körnek megfelelő munkapontba kerül. A mérőpotencióméter általában nagyszámú kontaktust tartalmaz, amelyek egy érintkezőpálya mentén vannak elhelyezve, és amelyeken az említett csuszka végighalad. Mindegyik érintkezőhöz egy ohmos ellenállásokból álló feszültségosztó egy pontja csatlakozik. Az ellenállások méretezésének megfelelően kapjuk meg a kívánt összefüggést a bemeneti váltakozó feszültség és a csuszka helyzete között, amely a mért mennyiség értékét közvetlenül jelzi. Ennek a helyzetnek digitális kihozatala csak egy további letapogató berendezés segítségével lehetséges. Az elektrografikus íróművek egy folyamatnak az áthaladó regisztráló papírra való feljegyzéséhez számos elektródából álló elrendezést tartalmaznak, amelyek elektromos aktiválása következtében jel keletkezik a közvetlenül az elektródák alatt elhaladó regisztráló papíron. Az elektródákat digitális úton vezérlik. Az egyenfeszültségek feljegyzésére szolgáló ismert kapcsolási elrendezésnél olyan eljárásokat alkalmaznak, amelyek teljesen megfelelnek az egyenfeszültség mérésekhez alkalmazott úgynevezett követő analóg-digitális átalakítók kapcsolástechnikájának. Az egyik fontos egység egy előrevisszafelé számláló, amelynek számlálóállása közvetlenül a digitális mérési információt képviseli. Ezt egyidejűleg a digitálanalóg átalakítás után egy komparátorra vezetik, és összehasonlítják az analóg bemenő jellel. Ha a két jel között eltérés van, a komparátor egyrészt megfelelően vezérli a számláló számlálási irányát, és egyidejűleg egy kaput nyit, amely mindaddig a számlálóra bocsátja a számláló-impulzusokat, amíg a komparátor két bemenő jele között megfelelően kicsivé válik a differencia. Az időbeli viselkedést a számlálási frekvencia határozza meg, amelyre egy meghatározott értéket írnak elő. Ismeretesek olyan eljárások effektívérték mérésére, amelyeknél magán az egyenirányítón csak olyan amplitúdó-változásokat engednek meg, amelyek arányosak bemeneti váltakozó feszültség és a legkisebb mérhető bemeneti váltakozó feszültség arányának logaritmusával, tehát a jelszinttel. Ekkor az egyenirányító feszültségének és a referenciaértéknek az eltérését egy exponenciális átviteli karakterisztikával rendelkező egységre adják, és ennek kimeneti mennyiségét használják fel a kapcsolási elrendezés bemeneti amplitúdójának változtatásához. Az ismert megoldásoknál ezeknek a szabályozási köröknek olyan az időbeli viselkedésük, amely effektívérték vagy négyzetérték képzésének felel meg elsőrendű tehetetlenségi tagon. Ismeretesek olyan kapcsolási elrendezések is, amelyek digitális visszacsatolással rendelkeznek, és így közvetlen digitális mérési mennyiség kiadást tesznek lehetővé, általában nagy dinamika mellett. Az időállandóval kapcsolatban nincsen semmilyen megkötés. Ismeretes továbbá egy állandó szintre kiegyenlítő automatikus szélessávú szintmérő. Ez a berendezés egy szelektív szintmérő elé van kapcsolva, és azt a túlvezérléstől védi, továbbá digitálisan vezérelhető csillapító tagokat tartalmaz. Egy összehasonlító egység reagál a szélessávú szintmérő kimenő feszültsége küszöbértékének túllépésére, illetve akkor, ha a jel a küszöbérték alatt marad, és kimeneti információját egy rövid idejű tárolóra adja amelynek tárolási idejét a színtartomány legkisebb előforduló frekvenciája határozza meg, és amely a csillapító tagokat kapcsolja. Egy ismert hasonló eljárásnál a rövid idejű tároló helyett számlálót alkalmaznak, amely állandó számlálási frekvenciával működik. Az egyszerű logaritmusképző áramkörök dinamikája korlátozott. Az időértékelés egy elsőrendű tehetetlenségi tagnak felelhet meg, de csak nehezen változtathatóan kapcsolható. Valamennyi ismert analóg írómű hátránya az, hogy az önműködő mérési láncokban a mérési értékek további feldolgozása nehézkes, mivel a mérési jel többnyire csak a műszakilag vagy gazdaságilag hátrányos átalakítás után, digitális jelként dolgozható fel. Egy további lényeges hátrány az, hogy az időállandó csak igen kismértékben befolyásolható a mérési mennyiség képzésénél, mihelyt a mozgó tömeg által meghatározott jellemző mechanikai beállítási időnél kisebbé válik. Gyakorlatilag az elérhető sebességek például az akusztikai mérés-technikában vagy túl alacsonyak, vagy nem befolyásolhatók kielégítő mértékben az előírt szabványos tranzien viselkedés eléréséhez. Az elektrografikus íróművek részben kiküszöbölik ezeket a hátrányokat. A mérési jel már digitális alakban áll rendelkezésre, és az írás mechanikai tömegek mozgatása nélkül történik. Mindenesetre eddig éppúgy, mint a digitális feszült5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
