Устройство для определения знака разности фаз Советский патент 1984 года по МПК G01R25/00 

.Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в измерительных приборах и системах. Известно устройство для определения знака разности фаз, содержшчее логические элементы И или ИЛИ, связанные между собой l , Недостатком данного устройства является невысокая точность вблизи ti neiaofi разности фаз. Известно также устройство, содержащее четыре формирователя импульсов и триггера, при этом первая входная клемма устройства через первый формирователь импульсов соединена с входом третьего формирователя импуль сов и первым входом первого триггер подключенного выходом к первому вхо ду третьего триггера, выход которого соединен с выходной клеммой устройс ва, а вторая входная клемма устройства через второй формирователь импульсов соединена с входом четверто го формирователя импульсов и первым входом второго триггера, подключенного выходом к второму входу третье го триггера, выходы третьего и четвертого формирователей импульса соединены с вторыми входами первого и второго триггеров соответственно 2 . Недостатком известного устройства является возникновение при равен стве фаз сигналов на входе, колебаний сигнала на выходе устройства, так как устройство может выявлять только разность фаз входных сигнало Колебания сигнала на выходе устройства возникают и при достаточно малом значении разности фаз входных сигналов вследствие наличия помех, что особенно ощутимо при использовании устройства в качестве датчика измерительной системы, ..Цель изобретения - повышение точ ности путем обеспечения устойчивости сигнала на выходе устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первую и вторую входные клеммы, которые через первый и .второй формиро ватели соединены соответственно с первыми входами первого и второго триггеров, третий формирователь и третий триггер, выход которого соединен с выходной клеммой устройства введены элемент НЕ, элемент задержк четыре элемента И и элемент ИЛИ, пр этом выход первого триггера соедине с вторым входом второго триггера, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И непосредственно и через элемент НЕ - с первыми входами третьего и .четвертого элементов И, выходы первого ц третьего элементов И через элемент ИЛИ соеди11ен с входом элеме та задержки, соединенного выходом со вторыми входами второго и четвертого элементов И, выходы KOTOIMX соединены с входами третьего триггера, соединенного первым и вторым выходсили соответственно со входами первого и третьего элементов И, а третий формирователь соединен входом с третьей входной клеммой устройства, а выходом - со вторым входом первого триггера. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит фоЕ ирова.тели 1-3 импульсов, триггеры 4-6, логические эл.оленты НЕ 7, И 8 - 11 и ИЛИ 12 и элемент 13 задержки положительного фронта импульса, при этом первая и третья входные клеммы устройства через формирователи 1 и 2 импульсов соединены с входами R и Э триггера 4, вторая входная клемма устройства через формирова- тель 3 импульсов соединена с тактовым входом С триггера 5, информационный вход D которого соединен с выiходом триггера 4, а выход соединен с входами элементов И 8 и 10 непосредственно и через элемент НЕ 7 - с входами элементов И 9 и 11, выходы элементов И 8 и 9 через элемент . ИЛИ 12 соединены с входом элемента 13 задержки положительного фронта импульса, выход которого соединен с входами элементов И 10 и 11, соединенных выходами с входами R и 5 триггера 6, первый выход которого, соединен с входом элемента И 8, а (второй выход соединен с входом элемента И 9 и выходной клеммой устройства, Устройство работает следующим . образом. На третью входную клемму устройства поступает сигнал, задающий начало обсчета фазовых сдвигов контролируемых сигналов, по-ступающих на первую и вторую входные клеммы устройства. На вход R триггера 4 от формирователя 1 импульсов поступают короткие импульсы начала отсчета фазЪвого сдвига, при этом на выходе триггера 4 устанавливается уровень О, По положительному фронту импульса, поступающему от формирователя 2 им- ; пульсов на входе триггера 4, на его выходе устанавливается уровень . Таким образом, длительность сигнала с уровнем на выходе триггера 4 пропорциональна фазовому сдвигу сигнала на первой входной клемме устройства. По положительному фронту импульса, nocTynaramet-w от формирователя 3 импульсов на вход С триггера 5, Hia его выходе устанавливается уровень соответствующий уровню сигнала на входе D тциггера 5, поступающего от триггера .4. Таким образом, если фазовый сдвиг сигнала, поступающего на первую вхо ную клемму устройства превышает фазовый сдвиг сигнала, поступаквдего на вторую входную клемму, на выходе триггера 5 устанавливается сигнал с если не превЕхпает уровнемЧ. В случае, если фазовые сдвиги контролируемых сигналов совпадают или близки к 0,.возникают колеОания сигнала на выходе триггера 5. Частота этих колебаний не превшаает частЬты контролируемых сигналов, В установившемся режиме уровни сигналов на выходах .триггеров 5 и 6 совпадают. Допустим, на выходе триггера б, соединенного с вьрсодной клеммой устройства, - сигнал с уровнем О, свидетельствующий о том, что фазовый сдвиг сигнала на первойвходной клемме устройства превышает фазовый сдвиг сигнала на второй вход ной кл&лле устройства. От триггера на входы элементов НЕ 7 и И 8 и 9 поступают уровни О , от триггера 6 .на вход элемента И 9 поступает уро вень О, от элементов И. 8 и 9 на входы элемента ИЛИ 12 поступают уровни OV, от элемента ИЛИ 12 на вход элемента 13 задержки поступает О, от элемента 13 задержки на входы элементов И 10 и 11 поступает О, на входы триггера б от элачен тов 10 и 11 поступают О, не влияющие на состояние триггера б. Если фазовый сдвиг сигнгша на второй входной клемме устройства станет больше фазового сдвига сигнала на первой входной клемме устройства, . на входе триггера 5 установится Ч, на выходе элемента И 8 устанавливается , на выходе элемента 13 задержки с выдержкой времени Т установится i, на выходе элемента И 10 установится , на выходе триггера б, соединенного с выходной клеммой устройства, установит Изменение сигнала на выходной клемме устройства от уровня 1 к уровню О происходит аналогично. Таким образом, при изменеНИИ Уровня сигнала на выходе триггера 5 изменение уровня сигнала на выходной клемме устройства происходит с задержкой Т и, если время пребывания триггера 5 в изменившемся состоянии не превысит времени Т, уровень сигнала нп выходной клемме устройства не изменится. Колебания сигнала на выходе триггера 5 имеет место в некотором диапазоне значений разности фаз контролируемых сигналов, причем при равенстве фазовых сдвигов контролируемых сигналов колебания имеют максимальную частоту и Средняя длительность положительных импульсов Т равна средней длительности отрицательных импульсов Т. В диапазоне значений разности фаз, где , имеется точка с максимальным значением длительности отрицательных импульсов tnan в диапазоне, где , имеется точка с максимальным значением длительности положительных импульсов т i Ф , тях тах Шздержка времени элемента задержки положительного Фронта Т принимается большей ffffopt, чем устраняются колебания сигнгша на выходе устройства. Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает более .высокую точность определения знака сдвига фаз путем повышения устойчивости выходного сигнала, что позволяет повысить эксплуатационные оказатели измерительных приборов и асширить область применения за счет спользования в качестве датчика в змерительных системах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАКА РАЗНОСТИ ФАЗ, содержащее первую и вторую входные клеммы, которые -через первый и второйформирователи импульсов соединены соответственно с первыми входами первого и второго триггеров, третий формирователь и третий триггер выход которого соединен с выходной клеммой устройства, о тл ичающеес я тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения устойчивости сигнала на его i выходе,В него введены элемент НЕ, элемент задержки, четыре элемента И и элемент ИЛИ, при этом выход первого триггера соединен с вторыгЛ| входом второго, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И непосредственно и через элемент НЕ - с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы первого и третьего элементов И через элемент ИЛИ соединены с входом элемента задержки, соединенного выходом со вторыми входами второго и четвертого элементов И, выходы которых соединены с входами третьего триггера,- соединенного первым и вто- S $ рым выходами соответственно со вто(Л рыми входами первого и третьего элементов И, третий формирователь соединен входом с третьей входной клеммой устройства, а выходом т со вторым входом первого триггера. Дг г/