Устройство для формирования двухфазных напряжений Советский патент 1984 года по МПК G01R25/04 

11 Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть исполь зовано в качестве высокоточного форми рователя двухфазного напряжения для приборных систем. Известен формирователь двухфазных напряжений, содержапшй задающий генератор, три усилителя с обратными связями, первый и третий из которьпс соединены по схеме ЯС-интегратора, а второй - По схеме масштабирующего ycrf лителя, причем выход задающего генератора соединен с входом первого усилителя и одним из входов фазового детектора, второй вход которого, в свою очередь, через формирователь импульсов соединен с входом первого усилителя, соединенного последовательно с вторым и третьим усилителями. Между инвертирующими входом перусилителявыходом третьего вого и включен переход сток-исток полевого транзистора, а его затвор через интегродифференцирующую цепь соединен с выходом фазового детектора ij. Недостатком этого устройства является зависимость точности формирования квадратурных напряжений от добротности резонансного фильтра и характеристик полевого транзистора в цепи обратной связи. Наиболее близким к изобретению по техническому решению является управляемый напряжением R С-генератор двух фазных напряжений, содержащий последовательно соединенные первый интегратор, первый аналоговый перемножитель, второй интегратор, второй аналоговый перемножитель, выход которого соединен с входом первого интегратора и блок автоматической регулиров ки амплитуды, замыкающий выход первого интегратора .с. его входом 2 . Недостатком этого устройства является отсутствие блока стабилизации фазы выходных сигналов устройства. Целью изобретения является повышение точности за счет стабилизации фазы выходного сигнала устройства для формирования двухфазных напряжеЦель достигается тем, что в устройство для формирования двухфазных напряжений, содержащее последователь но соединенные первый интегратор, первый блок умножения, второй интегр тор и второй блок умножения, выход которого подключен к входу первого интегратора, блок автоматической р 97 гулировки амплитуды, соединяющий выход первого интегратора с его входом, введены задающий генератор, первый и второй сумматоры, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй блоки выборки-хранения, третий интегратор и элемент с постоянным коэффициентом передачи, при этом выход второго интегратора соединен с входом первого блока выборки-хранения, управляющий вход которого через первый формирователь импульсов соединен с выходом задающего генератора, выход первого блока выборки-хранения соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго блока выборки-хранения, управляющий вход которого через второй формирователь импульсов подключен к вькоду задающего генератора, другой вход второго блока выборки-хранения соединен с выходом второго блока умножения, выход первого сумматора соединен с входами третьего интегратора и элемента с постоянным коэффициентом передачи, выходы которых соединены с входами второго сумматора, выход которого соединен с входами первого и второго блоков умножения. На фиг. 1 изображена структу рная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы сигналов при его работе. Устройство для формирования двух фазных напряжений содержит первый интегратор 1, первый блок 2 умножения, блок 3 автоматической регулирод, ки амплитуды, второй интегратор 4, второй блок 5 умножения, первый блок о 6 выборки-хранения, первый формирователь 7 импульсов, задающий генератор 8, генерирующий прямоугольные сигналы, первый сумматор 9, второй блок 10 выборки-хранения, второй формирователь 11 импульсов, третий интегратор 12, элемент 13 с постоянным коэффициентом передачи, второй сумматор 14, при этом вход задающего генератора 8 через первый и второй формирователи 7 и 11 имйульсов подключен к управляющим входам первого и второго блоков 6 и 10 выборки-хранения соответственно, другие входы которых соединены с выходом второго интегратора 4 и второго блока 5 умножения, выходы первого и второго блоков 6 и 10 выборки-хранения соединены с входами первого сумматора 9, выход которого соединен с входами третьего интегратора 12 и элемента 13 с постоянным коэффициентом передачи, выходы которых соединены с входами второго cyi-jr матора 14, выход которого, в свою очередь, соединен с управляющими вхо дами первого и второго блоков 2 и 5 умножения, а первый интегратор 1, первый блок 2 умножения, второй интегратор 4 и второй блок 5 умножения соединены последовательно, причем блок 3 автоматической регулировки ампл туды замыкает выход первого интегратора 1 с его входом. Устройство работает следующим образом. Импульсы задающего генератора 8 частотой WQ и скважностью 0,5 поступают на входы первого и второго формирователей 7 и 11 импульсов, где формируются короткие импульсы записи соответственно по их переднему и заднему фронту, которые, в св-ою очередь, поступают на управляющие входы первого и второго блоков 6 и 10 выборки-хранения. На информационные входы блоков выборки-хранения поступают сигналы с выхода второго интегратора 4 и второго блока 5 умножения При равенстве частот задающего генер тора 8 и сигналов с выходов второго интегратора 4 и второго блока 5 умно жения вплоть до нулевых фазовых рассогласований на выходах первого и второго блоков 6 и 10 выборки-хранения присутствует нулевой потенциал, который, поступая на входы третьего интегратора 12 и элемента 13 с постоянным коэффициентом передачи с выхода первого сумматора 9, не изменяет напряжения на выходе второго сумматора 14, следовательно, частота и фаза выходных синусоидальньй напряжений остается прежней. При изменении частоты и фазы выходных сигналов формирователя вследствие каких-либо причин (температурный дрейф, старение элементов и т.д. в блоках 6 и 10 выборки-хранения выбираются соответственно потенциалы, пропорциональные синусу угла сдвига фаз выходного сигнала второго интегратора 4 (отрезок СОз на кривой 15, фиг. 2) относительно переднего фронта импульса задающего генератора 8 (кривая 16, фиг. 2) и сигнала с выхода второго блока 5 умножения (отрезок ДОл на кривой 17, фиг. 2) относи1974 тельно заднего фронта импульса генератора 8 (кривая 18, фиг. 2). Выходные сигналы блоков 6 и 10 выборки-хранения поступают на входы первого, сумматора 9 и складываются. Выходной сигнал с выхода первого сумматора 9 (кривая 19 фиг. 2) поступает на входы третьего интегратора 12 и элемента 13 с постоянным коэффициентом передачи, вьЕходные сигналы которых изменяют потенциал на выходе второго сумматора 14 так, чтобы компенсировать изменение частоты и фазы выходных сигналов устройства. При сдвиге нулевого уровня второго интегратора 4 без изменения частоты и фазы выходного сигнала формирователя на выходе первого блока 6 выборкихранения (кривая 16, фиг. 2) появляется потенциал, равный абсолютной величине этого сдвига (отрезок А0;| на кривой 15,фиг. 2). Этот потенциал (кривая 16,фиг. 2), пройдя цепь: вход-выход первого сумматора 9; третий интегратор 12J элемент 13 с постоянным коэффициентом передачи} второй сумматор 14J изменяет частоту колебаний формирователя так, чтобы компенсировать фазовые рассогласования. вызванные сдвигом нуля второго интегратора 4, что вызывает дополнительные фазовые ощибки при формировании двухфазных напряжений. По заднему фронту импульса генератора 8 во второй блок 10 выборки-хранения (кривая . 2) записывается и хранится потенциал ВО (фиг. 2,кривая 17) с выхода блока 5 умножения, равный инверсии сдвига нулевого уровня второго интегратора 4. Складьтаясь на первом сумматоре 9 с выходным сигналом первого блока 6 выборки-хранения (кривая . 2) сигнал с выхода второго блока 10 выборки-хранения (кривая 18,фиг. 2) уменьшает потенциал, поступающий на входы третьего интегратора и элемента 13 с постоянным коэффициентом передачи (кривая 19,фиг. 2) и, следовательно, ошибку формирования, обусловленную реакцией системьк автоподстройки фазы на сдвиг нулевого уровня второго интегратора 4. Изобретение позволяет с высокой точностью формировать двухфазные синусоидальные напряжения, синхронизированные относительно частоты внешнего стабильного генератора.

V I

©

U-J

2±J

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДВУХФАЗНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее последовательно соединенные первый интегратор, первый блок умножения, второй интегратор и второй блок умножения, выход которого подключен к первому входу первого интегратора, блок автоматической регулировки амплитуды, соединяющий выход первого интегратора с его входом, отличающеес я тем что, с целью повьпиения точности за счет стабилизации фазы выходного сигнала, в негь введены задающий генератор, первый и второй сумматоры, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй блоки выборки-хранения, третий интегратЬр и элемент с постоянным коэффициентом передачи, при этом выход второго интегратора соединен с входом первого блока выборки-хранения, управляющий вход которого через первый формирователь импульсов соединен с выходом задающего генератора, выход первого блока выборки-хранения соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого соединен с вьгходом второго блока выборки-хранения, управляющий вход которого через второй формирователь импульсов подключен к (Л выходу задающего генератора, другой вход второго, блока выборки-хранения с соединен с выходом второго блока умножения, выход первого сумматора соединен с входами третьего интегратора, и элемента с постоянным коэффициентом передачи, выходы которых соедисо ел нены с входами второго сумматора, выход которого соединен с входами перо со вого и второго блоков умножения. ч1

I

т

/

AsiffUJi /

y

74

l / C03tM

70

Ж

//

7V