Частотное реле Советский патент 1983 года по МПК H01H47/28 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к частотноселективной технике, и может быть ис пользовано в устройствах связи, теле управления и телеавтоматики в качест ве средств персонального вызова и частотной сигнализации. Известно частотное реле, содержащее частотно-избирательный элемент, выпрямитель, пороговый и исполнительный элементы С 1 1 Недостатками этого реле являются его низкая помехоустойчивость при воздействии импульсных широкополосны помех, на которые частотно-избирательный элемент реагирует как звеня щий контур, образуя ложный сигнал, а также нестабильность порога срабатывания. Известно также частотное реле, со держащее частотно-избирательный элемент , вход которого соединен с входом реле, последовательно соединенные детектор, пороговый элемент и исполнительный элеме.нт, выход которого соединен с выходом реле С2 3Однако это реле обладает недостаточной помехоустойчивостью, так как оно реагирует на воздействие помех, частота которых лежит вне .номинально полосы пропускания частотно-избира тельного элемента, но внутри реальной полосы пропускания, определяемой величиной порога срабатывания. Наиболее близким к предлагаемому является частотное реле, содержащее частотно-избирательный элемент, вход которого соединен с входом реле, по следовательно соединенные детектор, пороговый элемент и исполнительный элемент, выход которого соединен t выходом реле, последовательно соединенные преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный и диапазонный селектор импульсов по длит«льности, причем вход преобразователя подключен к выходу частотноизбирательного элемента, а выход селектора соединен с входом детектора ГЗ . Недостатком известного реле являются ложные срабатывания при импульс ных помехах, при действии которых на выходе частотно-избирательного элемента образуются сигналы, часть из которых преобразуется преобразователем синусоидального сигнала в прямоугольные импульсы с длительностью, находящейся внутри заданного диапазона длительностей селектора, в результате чего имеют место ложные срабатывания исполнительного элемента. Последнее обстоятельство не позволяет использовать данное устройство при наличии высокого уровня электроискровых помех в условиях города и на подвижных средствах. Целью изобретения является исключение ложных срабатываний. Поставленная цель достигается тем, что в частотное реле, содержащее последовательно соединенные частотноизбирательный элемент, вход которого соединен с входом реле, преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный, диапазонный селектор импульсов по длительности и последовательно соединенные детектор, пороговый элемент и исполнительный элемент, выход которого соединен с выходом реле, введены различитель периодичности следования импульсов и бланкиратор, включенный между выходом диапазонного селектора импульсов по длительности и входом детектора, при этом управляющий вход бланкиратора подключен к выходу преобразователя синусоидального сигнала в прямоугольный через различитель периодичности следования импульсов, содержащий первый элемент И, два интегратора, первый и второй, и два D-триггера, первый и второй, инверсные выходы которых соединены со своими D-входами, а прямые выходы соединены со своими R-входами через интеграторы, при этом С-вход первого D-триггера подключен к входу различителя периодичности следования импульсов и первому входу первого элемента И, выход которого подключен к выходу различителя периодичности следования импульсов, а другой вход - к прямому выходу второго О триггера, С-вход которого подключен к инверсному выходу первого D-триггера, причем бланкиратор содержит инвертор, третий интегратор, второй элемент И, и третий D-триггер, С-вход которого соединен с основным входом бланкиратора через инвертор, S-вход - с управляющим входом бланкиратора, D-вход - с корпусом, имеющим нулевой уровень, а R-вход через третий интегратор - с прямым выходом третьего D-триггера, соединенным с первым входом второго элемента И, другой вход которого соединен с основным входом бланкиратора, а выход

второго элемента.и соединен с выходом бланкиратора.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого частотного реле; на фиг. 2 - временная диаграмма работы частотного реле.

Частотное реле (фиг. 1) содержит последовательно соединенные частотноизбирательный элемент 1, вход которого соединен с входом реле, преобра- , зователь 2 синусоидального сиг.нала в прямоугольный, диапазонный селектор 3 импульсов по длительности и по.следовательно соединенные детектор k, пороговый элемент 5 и исполнительный элемент 6, выход которого соединен с выходом реле, различитель 7 периодичности следования импульсов и бланкиратор 8, причем последний включен между диапазонным селектором 3 импульсов по длительности и входом;де-. тектора , а дополнительный вход его подключен к выходу преобразователя 2 синусоидального сигнала в прямоугольный через различитель 7 периодичности следования импульсов.

,Различитель 7 периодичности следования импульсов содержит элемент И 9, два интегратора 10 и 11 и два D-триггера 12 и 13, инверсные выходы которых соединены со своими D-входами, а прямые выходы соединены со своими R-входами через интеграторы 10 и 11, при этом С-вход первого 0-триггера 12 подключен к входу различителя 7 периодичности следования импульсов и первому входу элемента И 9, выход которого подключен к выходу различителя 7 - периодичности следования импульсов, а другой вход - к прямому выходу второго D-триггера 13 С-вход которого подключен к инверсному выходу первого D-триггера 12.

Бланкиратор 8 содержит инвертор 1А, интегратор 15, элемент И D-триггер 17, С-вход которого соединен с основным входом бланкиратора 8 через инвертор И, S-вход - с дополнительным входом бланкиратора 8, D-вход, с корпусом, имеющим нулевой уровень, а R-вход через интегратор 15 с прямым выходом D-триггера 17. соединенным с первым входом элемента И 16, другой вход которого соединен с основным входом бланкиратора 8, а выход элемента И 16 соединен с выходом бланкиратора 8.

Частотное реле работает следущйм образом.

Входной сигнал фильтруется частотна-избирательным элементом 1 с заданным затуханием вне номинальной полосы пропускания и поступает на преобразователь 2, где преобразуется в прямоугольные импульсы, длительность которых определяется частотой входного

0 сигнала. Эти импульсы поступают на входы диапазонного селектора 3 и раз личителя 7 периодичности следования импульсов.

Если длительность указанных импульсов имеется внутри заданного диапазона длительностей, то на выходе селектора 3 имеется сигнал, частота которого равна частоте поступающих на его вход импульсов. Если длительность этих импульсов лежит вне заданного диапазона, то сигйал на выходе селектора 3 отсутствует. Сигнал с выхода селектора 3 поступает на основной вход бланкиратора 8.

5 При поступлении импульса на вход различителя 7 периодичности следования импульсов происходит установка первого D- триггера 12 в единичное состояние по его С-входу. В этом

состоянии D-триггер 12 находится до тех пор, пока сигнал на R-входе, подаваемый через интегратор 10 с его прямого выхода , не достигнет единичйого уровня. При установке в нулевое состояние на инвёрсном выходе D-Триг гера 12 образуется рабочий перепад для С-входа второго D-триггера 13, который устанавливается в единичное состояние и находится в нем до тех пор, пока сигнал на R-входе, подаваемый через интегратор 11 с его прямого выхода, не достигнет единичного уровня. Параметры интеграторов 10 и 11 определяют диапазон различаемой периодичности следования импульсов. Если периодичность следования Импульсов, подаваемых с преобразователя 2, соответствует различаемой, то на выходе различителя 7 появляются импульсы, благодаря совпадениям в элементе И 9- Если периоДич .ность импульсов на выходе преобразователя 2 не соответствует заданной, то в элемент И 9 совпадения отсутствуют,, и на выходе различителя 7 не

5 будет импульсов.

В бланкираторе 8 от импульсов селектора 3 происходит установка в нулевое состояние D-триггера 17 по

С-входу через инвертор И. При этом прекращается доступ импульсов селектора 3 к детектору из-за отсутствия совпадений в элементе И 16. Если на дополнительном входе бланкиратора 8 появляется импульс периодичности, то происходит установка О-триггера 17 в единичное состояние по S-ВХОДУ и тем самым обеспечивается прохождение импульса от селек тора 3 через элемент И 16 на детек тор . Благодаря такой работе бланкиратора 8, на детектор k поступают импульсы от селектора 3 только в случае действия на входе реле полезного сигнала. Наличие связи R-«BXOда D-триггера 17 через интегратор 15 с его прямым входом повышает надежность работы бланкиратора 8, так как в этом случае обеспечивается установка D-триггера 17 в нулевое состояние даже при отсутствии импульсов от селектора 3.

Процесс приема полезного сигнала и импульсных помех предлагаемым частотным реле поясняется временной диаграммой (фиг. 2), где а - входной сигнал частотного реле, представляющий собой полезный сигнал и импульсную помеху; S сигнал на выходе частотно-избирательного элемента 1 ; В прямоугольный сигнал, на выходе преобразователя 2 синусоидального си1- нала в прямоугольнь1й; х- сигнал на выходе диапазонного селектора 3 импульсов по длительности; д- сигнал на инверсном выходе первого D-триггера 12 и С-входе второго D-триггера 13; в - сигнал на прямом выходе второго D-триггера 13 и втором входе элемента И 9; ж- - сигнал на выходе различителя 7 периодичности; 3- сигнал на прямом выходе D-триггера 17 бланкиратора 8 и первом входе элемента И 1б; и- сигнал на выходе бланкиратора 8.

Использование изобретения позврляет исключить ложные срабатывания реле от импульсных помех, повысить точность и надежность работы реле в условиях действия интенсивных импульсов помех, что позволит снизить требования к качеству линий передачи сигналов управления реле и требования к электромагнитной совместимости аппаратуры.

а

б г «а

Л.

JL

JL

П

ПП

П

Л

П

JL

JL

Фиг. 2