Устройство для сравнения гармонических составляющих квадратурных напряжений Советский патент 1984 года по МПК G01R19/10 

Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано при настройке двухфазных генераторов, квадратурных фазорасщепителей, прямоугольно-координатных компенсаторов переменного тока} а также в качестве указателя квазиравновесия мостов переменного тока. Известно устройство для сравнения гармонических составляющих квадратурных напряжений, содержащее шесть линейных фазочувствительных детекторов, блок деления, блок извлечения корня и два квадратора, входы которых подключены к попарно соединенным выходам первого, второго, третьего и четвертого линейных фазочувстви.тельных детекторов, к которым подклю чены также входы блока деления, выходы квадраторов соединены с входом блока извлечения корня из отношения, к другому входу которого подключены выходы пятого и шестого фазочувствительных детекторов, при этом входы детекторов соединены соответственно с источниками опорного и пове{)нутого на 90 опорного сигналов Cl,D« Недостатком данного устройства является низкая точность фиксации равенства амплитуд и квадратуры срав ниваемых напряжений, обусловленная неидейтичностью характеристик детекторов и квадраторов двухканальной схемы. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой ство для сравнения двух переменных напряжений, содержащее автоматический переключатель, избирательный уси литель, амплитудные ограничители, ам плитудный и фазовый детекторы, усилители напряжения частоты коммутации синхронные детекторы, коммутационный генератор и выходные индикаторы, при этом первый и второй входы переключателя соединены с входными клеммами, выход переключателя соединен с входом избирательного усилителя, выход Которого соединен с входом ампли трудного детектора и через амплитудный ограничитель с первым входом фазовог детектора, второй вход которого чере второй амплитудный ог1)аничитель соед нен с клеммой одного из входных напр жений, выход амплитудного детектора через первые усилитель йапряжения ча тоты коммутации и синхронный детек,то соединен с первым выходным лндикатором, выход фазового детектора через вторые усилитель напряжения частоты коммутации и синхронный детектор соединен со вторым вьрсодным индикатором, а коммутационный генератор соединен с управляющими входами автоматическое го переключателя и синхронных детекторов 2. Недостатки известного устройства низкая точность, обусловленная погрешностью фазовращателя на 90°, а также невысокая чувствительность, обусловленная разновременностью сравнения пакетов гармоник, соответствующих разным полупериодам коммутации, увеличивающей флюктуационный порог чувствительности индикаторов из-за случайных изменений амплитуд и фаз сравниваемьк напряжений. Целью изобретения является повышение точности и чувствительности сравнения амплитуд и фаз гармоник квадратурных напряжений. I Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения гармонических составляющих квадрат урньпх напряжений, содержащее автоматический переключатель, избирательный усилитель, амплитудный фазовый и синхронный детекторы, выходные индикаторы и коммутационный генератор, соединенный с управляющими входами синхронного детектора и автоматического переключателя., первьш и второй вход которого соединены с входными клеммами, выход автоматического переключателя соединен с входом избирательного усилителя, выход которого соединен с входом амплитудного детектора и первьм входом фазового детектора, введены фильтр низких частот, дифференциальный усилитель, вторые амплитудный детектор, избирательный усилитель и автоматический переключатель, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и первым входами первого переключателя, а выход соединен с входом второго избирательного усилителя, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора и с входом второго амплитудного детектора, один вход дифференциального усилителя соединен с выходом первого амплитудного детектора, второй вход - с выходом второго амплитудного детектора, выход дифференциального усилителя соединен через синхронный детектор с первым выходным индикатором, выход фазового детектора через фильтр низких частот соединен со вторым выходным индикатором. На чертеже представлена структурная схема устройства для сравнения гармонических составляющих квадратур Н61Х напряжений. Устройство, содержит автоматический переключатель 1, первый вход которого и второй вход автоматического переключателя 2 подключены к первой входной клемме устройства, к второй входной клемме устройства подключены второй вход переключателя 1 и пер вый вход переключателя 2, выходы переключателей 1 и 2 подключены к входам избирательных усилит елей 3 и 4 соответственно, выходы которых подключены соответственно к входам амплитудных детекторов 5 и 6, а также соответственно к первому, и второму входам фазового детектора 7, выходы амплитудных детекторов 5 и 6 подключены соответственно к первому и второму входам дифференциального усилителя 8, выход которого подключен к входу синхронного детектора 9, к управляющему входу которого подключены управляющие входы переключателей 1 и 2 и выход коммутационного генераjTopa 10, выход фазового детектора 7 через фильтр 11 низких частот подклю чен к второму выходному индикатору 1 выход синхронного детектора 9 подклю чен к первому выходному, индикатору 1 Устройство работает следующим образом. Сравниваемые напряжения U и U, поступают на первый и второй входы переключателя 1 и на второй и первьй входы переключателя 2. Пакеты напряжений и.- и и„, следующие с частотой коммутации, поступают на избирательные усилители 3 и 4, настроенные на необходимую гармонику сравниваемых напряжений. Пакеты гармонических напряжений, выделенные избирательными усилителями, роздействуют на входы амплитудньпс детекторов 5 и 6 и одновременно на входы фазового детектора 7 . Вьтрямленные детекторы 5 и 6 напряжения поступают на входы дифференциального усилителя 8, образуя разностное напряжение 113 K,(U,-U) в один такт коммутации и U K() - в другой такт коммутации, где К - коэффициент пропорциональности. 284 Дифференциальным усилителем 8 усиливается переменное напряжение . частоты коммутации, пропорциональное разности амплитуд сравниваемых напряжений. Это напряжение выпрямляется синхронным детектором 9, цепь управления которого соединена с цепями управления автоматических переключателей 1 и 2 и подключена к выходу коммутационного генератора 10. Выходное напряжение фазового детектора 7, в котором осуществляется операция перемножения входных напряжений, в один такт коммутации пропорционально значению и KjU UjCosCir + c/), а в другой такт коммутации и ,cos(if -tA), . где К, - коэффициент пронорционапьности;фазовый сдвиг сравниваемых напряжений; фазовая неидентичность избирательных усилителей. Частота среза фильтра 11 низких часгот выбирается меньше частоты коммутации. Поэтому через фильтр проходит только постоянная составляющая напря|женияU5+ Uk Vcoso, где Kj -. коэффициент пропорциональности с учетом действия фильтра низких частот. Постоянные составлякицие напряжений с выхода фильтра 11 и синхронного детектора 9 воздействуют на выходные индикаторы 12 и 13. При достижении квадратуры (tf 90°) и равенства амплитуд (и иj) сравниваемых напряжений показания индикаторов 12 и 13 принимают нулевые значения независимо от степени расстройки и неидентичности избирательных усилителей 3 и 4. Отсутствие в устройстве фазовращателя на 90°-ный сдвиг фаз существенно повыщает точность индикации квадратуры и равенства амплитуд сравниваемых напряжений. Непрерывность сравнения напряжений U,,- и U, в каждый такт коммутации уменьшает влияние флюктуации амплитуды и частоты источника сравниваемых напряжений на результат сравнения квадратурных напряжений, что повышает чувствительность устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЩИХ КВАДРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее автоматический переключатель, избирательный усилитель, амплитудный, фазовый и синхронный детекторы, выходные индикаторы и коммутационный генератор, соединенный с управляющими входами синхронного детектора и автоматического переключатедя, первый и второй вход которого соединены с входными клеммами, выход автоматического переключателя соединен с входом избирательного усилителя, выход которого соединен с входом амплитудного детектора и первым входом фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, введены фильтр низких частот, дифференциальный усилитель, вторые амплитудный детектор, избирательный усилитель и автоматический переключатель, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и первым входами первого переключателя, его выход соединен с входом второго избирательного усилителя, выход которого соединен со вторым входом фазового детектора и с входом второго амплитудного детектора, один вход дифференциального усилиСО теля соединен с выходом первого амплитудного детектора, второй вход с: с выходом второго амплитудного детектора, выход дифференциального усщ1ителя соединен через синхронный детектор с первым выходным индикатором, выход фазового детектора через фильтр низких частот соединен со вторым вы00 ходным индикатором. ;о N) OD