Краткие технические сведения об изделии КР. ПП1 Изделие КР1095ПП1 представляет собой большую интегральную схему (БИС) и обеспечивает преобразование мощности потребления электрической энергии переменного тока промышленной частоты (50,0 ± 2,5) Гц в частоту следования импульсов с нормированным значением коэффициента преобразования, предела допустимой погрешности преобразования, амплитуды и формы выходных импульсов.
БИС изготавливается по технологии КМДП с поликремниевым затвором. Блок-схема ИМС КР1095ПП1 изображена на рис. 21, а назначение ее выводов указано в табл. 1. БИС ПМУ сводит к минимуму количество дорогих прецизионных компонентов электрического счетчика и повышает его технологичность за счет снижения количества операций настройки электронного счетчика до одной операции на фазу. При этом в качестве образцовых компонентов используются только кварцевый резонатор и стабилитрон.
Диапазон изменения входных сигналов БИС ПМУ составляет (1….4000) мВ при точности перемножения, характеризующейся отношением сигнал/шум не хуже 96 дБ. Диапазон линейного изменения частоты выходных импульсов составляет (2….8000) Гц. БИС ПМУ питается от двуполярного источника напряжения ± 6 В ± 5% и потребляет ток не более 10 мА во всем диапазоне рабочих температур от – 60 0С до + 60 0С. Табл. 1 Назначение выводов ИМС КР1095ПП1 Обозначение вывода Назначение вывода 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Напряжение питания 1 Вход 1 с датчика напряжения Вход 2 с датчика напряжения Свободный Свободный Вход задания режимного тока Выход тока смещения Выход знака напряжения Выход знака произведения Вход 1 с датчика тока Вход 2 с датчика тока Общий Вход опорного напряжения «–» Вход опорного напряжения «+» Напряжение питания 2 Частотный выход 1 Частотный выход 2 Выход суммы частоты Вход переключения чувствительности Поверочный частотный выход Частотный выход положительной мощности Частотный выход отрицательной мощности Управление тактовой частоты Выход тактовой частоты Свободный Подключение кварцевого резонатора Подключение кварцевого резонатора Выход частоты БИС ПМУ содержит следующие основные блоки:  преобразователь напряжения в частоту (ПНЧ) датчика напряжения  ПНЧ датчика тока  Цифровой фильтр на основе 9-ти разрядного двоичного реверсивного счетчика  Делитель частоты на основе 5-ти разрядного двоичного счетчика  Делитель частоты на основе 16-ти разрядного двоичного счетчика  Делитель частоты на основе 2-х разрядного двоичного счетчика  Кварцевый генератор  Компаратор сигналов датчика тока  Блок определения знака мощности  Блок задания тактовых импульсов для обеспечения работы ПНЧ и компараторов  Источник тока и напряжения смещения для всех аналоговых узлов БИС В БИС ПМЧ используется принцип импульсного перемножения двух сигналов на основе широтно-импульсной амплитудно-импульсной модуляции входных сигналов.
В качестве широтно-импульсного модулятора работает ПНЧ датчика напряжения, а в качестве амплитудно-импульсного модулятора с одновременным преобразованием усредненного значения произведения двух сигналов работает ПНЧ датчика тока. Оба ПНЧ реализованы на основе дельта-сигма модуляторов с использованием схемотехники коммутируемых конденсаторов.
Цифровой фильтр на основе 9-ти разрядного двоичного реверсивного счетчика служит для усреднения количества импульсов на положительной и отрицательной мощности, наступающих с выхода датчика тока. Счетчик двоичный 5-ти разрядный служит для деления выходной частоты цифрового фильтра.
В зависимости от знака мощности выходная последовательность импульсов формируется либо на выходе БИС FOP (положительная мощность), либо на выходе FON (отрицательная мощность). На выходе БИС FUS формируется логическая единица («1»), когда мощность положительная, и логический нуль («0»), когда мощность отрицательная.
Выход БИС FOH является поверочным выходом, на котором формируется частота, пропорциональная произведению двух входных сигналов, наступающих на входы X1, X2 и У1, У2 соответственно.
На опорные входы U1 и U2 поступает внешнее стабилизированное опорное напряжение (например, со стабилитрона). Вход БИС FCC служит для программирования деления шахтовой частоты, формируемой на выходе OCF путем подключения кварцевого резонатора к выходам BQ1 и BQ2. Положительное напряжение питания наступает на вывод 2 Исс, отрицательное – на вывод 1 Исс, а средняя точка (земля) – на вывод GND. Вход БИС FO служит для стабилизации характеристик ПМЧ по отношению к внешним дестабилизирующим факторам.
На нем формируется меандр с частотой Ft/217, если вход FCC подключен к 2 Исс и меандр с частотой Ft/218, если вход FCC подключен к 1 Исс. Здесь Ft – тактовая частота кварцевого генератора на выходе OCF. При этом способ подключения FCC не влияет на коэффициент преобразования мощности ПМЧ в частоту следования импульсов.
Выход SX переходит в состояние логической «1», когда сигнал на входе Х1 превышает сигнал на входе «2». В обратном случае вход SX находится в состоянии логического «0». На выходе SXY формируется сигнал логической «1», когда мощность положительная и логический «0», когда мощность отрицательная.
Путем подключения внешнего резистора к выходу БИС 1В, при необходимости, можно регулировать ток потребления ПМЧ. При этом если внешний резистор подключается между 1В и 2 Исс, то ток потребления возрастает, а если внешний резистор подключен между 1В и 1 Исс, то ток потребления уменьшается.
Выход БИС ОВ является служебным, либо подключается к 2 Исс, либо остается незадействованным.
По разности количества импульсов, приходящих на выводы F2 и F1 можно определить амплитуду напряжения, поступающую на вход БИС с датчика напряжения. 1.3