Компенсатор квадратурной помехи для следящей системы переменного тока Советский патент 1984 года по МПК G05B11/06 

Описание патента на изобретение SU1083156A1

Изобретение относится к радиотех нике и автоматике и могчет быть использовано в следящих системах устройств различного назначения. Известно устройство подавления квадратурной составляющей сигнала, которое содержит двухполюсник, состоящий из двух параллельных цепей, каждая из которых содерли1Т транзисторный ключ и конденсатор, соединен ные последовательно и подключенные одним полюсом через входной резистор к источнику сигнала, а другим к общей шине устройства, и источник опорного напряжения СПУказанное устройство обеспечивает эффективное подавление квадратур ной помехи лишь при весьма большом значении постоянной времени двухполюсника. Так как устройство предста ляет собой интегрирующее звено в тр те усиления, то оно вносит существе ное запаздывание по фазе огибающей амплитудно-модулированного полезного сигнала, что приводит к недоггустимому ухудшению устойчивости и дин мической точности следящей системы, в состав которой входит это устройство. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является компенсатор квадратурной помехи для следящей системы переменного тока, содержащий усилитель, вход которого является входом компенсатора, последовательно соединенные и второй резисторы, первый двухполюсник, содержащий две параллельно включенные цепи, каждая из которых образована последовательным соединением ключа и конденсатора, управляющие входы ключей первого двухполюсника соединены с соответствующими выходами источника коммутирующего сигнала C2J. Известное устройство обеспечивает эффективное подавление (компенсацию квадратурной помехи лишь при весьма большом значении постоянной времени первого двухполюсника, представляющего собой пассивное дифференцируюiifee звено в цепи отрицательной обрат ной связи усилителя. Из теории авто матического регулирования известно, что пассивное дифференцирующее звено в цепи отрицательной обратной связи эквивалентно интегрирующему звену в цепи тракта усиления и при больших значениях постоянной времени двух562полюсника вносит значительное запаздывание по фазе огибающей амплитудномодулированного полезного сигнала, что существенно ухудшает быстродействне усилителя, что приводит к недопустимому ухудшению динамических параметров и устойчивости следящих систем, в состав которых входит известное устройство. Кроме того, суммируемь е на входе известного усилительного устройства напряжения квадратурной составляющей, поступающие от источника сигнала и с выхода усилителя через первьй двухполюсник, содержащий реактивные элементы (конденсаторы), сдвинуты по фазе друг относительно друга на некоторый угол не равный IT , вследствие чего известное усилительное устройство создает собственное квадратурное напряжение. Таким образом, недостатком известного усилительного устройства является низкая эффективность компенсации квадратурной составляющей сигнала и большая постоянная времени, т,а, низкое быстродействие. Цель изобретения - повышение эффективности компенсации. Поставленная цель достигается тем, что в компенсаторе квадратурной помехи для следящей системы переменного тока, содержащем усилитель, вход которого является входом компенсатора, последовательно соединенные первый и второй резисторы, первый двухполюсник, содержащий две параллельно включенные цепи, каждая из которых образована последовательным соединением ключа и конденсатора, управляющие входы ключей первого двухполюсника соединены с соответствующими выходами источника коммутирующего сигнала, между выходом усилителя и общей шиной включены последо- ; вательно третий резистор и второй двухполюсник, идентичный первому, управляющие входы ключей которого соединены с соответствующими дополнительными выходами источника коммутирующего сигнала, последовательно соединенные первый и второй резисторы, .средняя точка которьк соединена с входом первого двухполюсника, включены между входом и выходом усилителя, выход первого двухполюсника соединен с общей шиной, а вход второго двухполюсника является выходом компенсатора. 3 На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема компенсатора квадратурной помехи для следящей системы переменного тока; на фиг. 2 диаграммы напряжения, поясняющие работу предлагаемого компенсатора. Компенсатор.квадратурной помехи для следящей системы беременного то ка содержит усилитель 1, первый резистор 2, второй резистор 3, третий резистор 4, первый двухполнюник 5, второй двухполюсник 6, ключи 7 , конденсаторы 8 и источник 9 коммутирующего сигнала. Компенсатор работает следующим образом. Входной сигнал и„у (фиг.2сц), состойщий из синфазной П, , квадратурной и высших гармонических Ug составляющих, поступает на вход усилителя 1. С выхода усилителя 1 часть указанных составляющее, определяемая глубиной обратной связи, через второй резистор 3 поступает на входы ключей 7 первого двухполюс ника 5 и через, последние - на конденсатор 8. Управление ключами 7 осущестбляется управляющим напряжением, поступающим от источника 9 коммутирующего сигнала, обеспечиваю щего сдвиг напряжения на 90° относительно синфазной составляющей. На чальная фаза сигнала на управляющих входах ключей 7 выбрана так, что в течение нечетных полупериодов частоты кoм fyтиpyющeгo сигнала открыт один ключ 7, а в течение четньп: другой ключ 7 первого двухполюсника 5. В результате синфазная состав ляющая, ответвляющаяся в цепь отридательной обратной связи усилителя 1, удваивается по частоте и поступа ет на общую щину (фиг.. 25 и в). Квадратурная составляющая сигнала в течение нечетных полупериодов час тоты коммутирующего сигнала прикладывается к одному конденсатору 8, а в течение черных - к другому конд сдтору 8. В течение нечетных полупериодов несущей частоты опорного , напряжения происходит заряд одного конденсатора 8, а в течение четных другого конденсатора 8 до амплитудного значения квадратурного напряже ния Ujjg , При размыкании ключа 7 разряда конденсатора 8 не пр(Я1сходи Поэтому напряжение на конденсаторе 8 остается равным амплитудному значению квадратурной составляющей 564 и.,, .(разрядом конденсаторов в периоды, когда мгновенное значение квадратурного напряжения меньше напряжения на соответствующем конденсаторе, пренебрегаем), зарядный ток равен нулю. Следовательно, квадратурная составляющая сигнала, пропорциональная зарядному току, не пропускается к-общей шине усилителя следящей системы и на входе первого двухполюсника 5 представляет собой практически периодическую функцию прямоугольной формы (фиг. 2х). Разложение рассматриваемой функции в тригонометрический ряд имеет вид Пв.п| . SinSu)-fc SinStot Sinoit--T-ISПервая гармоника квадратурной составляющей сигнала показана на фиг. 2 г пунктиром. Квадратурная составляющая сигнала через первый резистор 2 цепи отрицательной обратной связи усилителя 1 поступает на его вход, обеспечивая селективную отрицательную обратную связь пс квадратурной составляющей сигнала. Сигнал обратной связи сохраняет практически форму квадратурной и высших гармонических составляющих входного сигнала и не содержит синфазной составляющей, так как среднее значение ее на входе первого двухполюсника 5, как видно из фиг. 25 и Б, равно нулю. В результате зтого синфазная составляющая сигнала усиливается с большим коэффициентом усиления, а квадратурная и высшие гармонические составлякнцие компенсируются сигналом отрицательной обратной связи на входе усилителя 1. В динамическом режиме работы усилителя 1, когда на его вход поступает, например, амшштудно-модулированный сигнал U gx rn S t cosvi/t амплитуда сигналов синфазной состайляющей (фиг. 25 и в) нечетных полупериодов несущей частоты не равны амплитудам сигналов четных полупериодов и среднее значение синфазной составлякйдёй сигнала на входе первого двухполюсника 5 не равно нулю. Здесь и sin И t - гармонический закон изменения огибакицей сигнала-, S2 - угловая частота огибакмдей сигнала, w - несущая угловая частота. Происходит интегрирование динамических приращений синфазной составляющей сигнала конденсаторами 8 первого двухполюсника 5, образующими с дервым резистором 2 отрицательной обратной связи усилителя 1 корректирующий контур воздействующий на огибающую несущей частоты примерно.так же, как интегрирующее звено постоянного тока на сигнал постоянного тока, совпадающий по форме с огибающей. Поскольку указан ньш контур является интегрирующим звеном в цепи обратной связи усилителя 1, то обуславливаемое им запав дьшание по фазе для огибающей приводит к положительному фазовому сдв гу огибающей амплитудно-модулирован ного сигнала при прохождении его через усилитель I. Далее сигнал с существенно уменьшенной квадратурной составляющей через третий ре зистор 4 поступает на второй двухполюсник 6, Коммутация ключей 7 вто рого двухполюсника 6 осуществляется в противофазе синхронно с сигналом напряжение синфазной составляющей на казвдом его конденсаторе 8 однополярно (как это имеет место на кон денсаторах 8 первого двухполюсника 5 для квадратурной составляющей сигаала)э а напряжение квадратурной составляющей сигнала в течение одно го полупериода коммутации разнополярно Поэтому в то время, когда один из ключей 7 замкнут, сопротивление цепочки второй двухполюсник 6 - общая шина усилителя 1 для квадратурной составляющей сигнала мало, а для синфазной составляющей сигнала велико., В результате квадратурная составляющая сигнала шунтируется, а синфазная составляющая сигнала проходит по тракту усиления без ослабления. Второй двухполюсник 6 обеспечивает подавление оставшейся квадратурной составляющей сигнала и необходимую компенсацию ранее полученного избыточного положительного фазового сдвига огибающей амплитудно-модулированного полезного сигнала. Применение предлагаемого устройства позволяет существенно повысить эффективность компенсации квадратурной составляющей сигнала и одновременно обеспечить формирование опережающего по фазе полезного сигнала. Кроме того, позволяет уменьшить содержание квадратурной составляющей сигнала и высших гармоник в выходном сигнале усилителя на 40-50%, повысить динамическую точность следящей системы на -33-40% и существенно упростить корректирующие устройства, следящей системы. Таким обра-, зом, предлагаемый компенсатор обладает повышенной эффективностью поавления квадратурной составляющей сигнала3 а также .улучшенными динамическнми характеристиками.

Фиг. 2

Похожие патенты SU1083156A1

название год авторы номер документа
Следящая система 1981
  • Барановский Владимир Георгиевич
  • Ефремов Анатолий Викторович
  • Петрусенко Иван Андреевич
SU962844A1
Устройство для компенсации квадратурной составляющей 1979
  • Угаров Святозар Валентинович
  • Щербаков Вадим Николаевич
SU859997A1
Следящая система 1986
  • Емельянов Анатолий Николаевич
  • Ляхина Людмила Павловна
  • Николаенко Борис Леонтиевич
  • Радин Виктор Константинович
SU1472871A1
УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С КОМПЕНСАЦИЕЙ КВАДРАТУРНОЙ ПОМЕХИ И ВЫСШИХГАРМОНИК 1969
  • Вители
  • Ю. В. Лазарев М. Г. Голицын
SU235142A1
Цифровой измерительный преобразователь электрической проводимости жидкости 1987
  • Матвеев Алексей Викторович
  • Немировский Юрий Владимирович
  • Шаповалов Юрий Иванович
SU1531027A1
Преобразователь малых изменений сопротивления во временной интервал 1981
  • Родионов Вадим Викторович
  • Маглыш Владимир Анастасьевич
  • Шабанов Алексей Пантелеймонович
SU976398A1
ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ ПАССИВНЫХ ДВУХПОЛЮСНИКОВ 2010
  • Иванов Владимир Ильич
RU2466412C2
Устройство для сравнения амплитуд двух низкочастотных гармонических напряжений 1983
  • Бучма Игорь Михайлович
SU1128199A1
Сейсмометрическое устройство 1984
  • Кормщиков Михаил Николаевич
  • Меер Вадим Викторович
  • Нестеров Владимир Иванович
  • Тиханович Константин Петрович
  • Яковлев Владимир Анатольевич
SU1278740A1
Синхронный режекторный фильтр 1980
  • Анашкин Александр Иванович
  • Волобуев Герман Борисович
  • Заец Владимир Иванович
  • Саламахин Борис Павлович
  • Сбоев Сергей Александрович
SU896757A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 083 156 A1

Реферат патента 1984 года Компенсатор квадратурной помехи для следящей системы переменного тока

КОМПЕНСАТОР КВАДРАТУРНОЙ ПОМЕХИ ДЛЯ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий усилитель, вход которого является входом компенсатора, последовательно соединенные первый и второй резисторы, первый двухполюсник, содержащий две параллельно включенные цепи, каждая из которых образована последовательным соединением ключа и конденсатора, управляющие входы ключей первого двухполюсника соединены с соответствующими выходами источника коммутирующего сигнала, отличаю.щ и и с я тем, что, с.целью повышения эффективности компенсации, между выходом усилителя и общей шиной включены последовательно третий резистор и второй двухполюсник, идентичный первому, управляющие входы ключей которого соединены с соответствующими дополнительными выходами источника коммутирующего сигнала, последовательно соединенные i первый и второй резисторы, средняя (Л точка которых соединена с входом первого двухполюсника, включены между входом и выходом усилителя, выход первого двухполюсника соединен с общей шиной а вход второго двухполюсника является выходом компенсатора. 00 00 СП cr

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1984 года SU1083156A1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Гостев В.И
Подавители и компенсаторы квадратурной помехи
Киев, Техника, 1971, с
Цилиндрический сушильный шкаф с двойными стенками 0
  • Тринклер В.В.
SU79A1
Машина для изготовления проволочных гвоздей 1922
  • Хмар Д.Г.
SU39A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
УСИЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С КОМПЕНСАЦИЕЙ КВАДРАТУРНОЙ ПОМЕХИ И ВЫСШИХГАРМОНИК 0
  • Вители
  • Ю. В. Лазарев М. Г. Голицын
SU235142A1

SU 1 083 156 A1

Авторы

Барановский Владимир Георгиевич

Ефремов Анатолий Викторович

Петрусенко Иван Андреевич

Сойко Юрий Анатольевич

Даты

1984-03-30Публикация

1982-08-30Подача