Частотное реле Советский патент 1984 года по МПК H01H47/28 

1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к частотно-селективной технике, и может быть использовано в устройствах связи, тел управления и автоматики в качестве средств персонального вызова и частотной сигнализации. Известны устройства частотного разделения сигналов, используемые в системах связи и телемеханики СООднако эти устройства характеризуются сложностью и низкой помехоустойчивостью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее последовательно соединен ные частотно-избирательный элемент, преобразователь синусоидального сиг нала в прямоугольный, диапазонный селектор импульсов по длительности, детектор, пороговый элемент и испол нительный элемент f2J. Недостатками известного устройст являются низкое быстродействие и ни кая помехоустойчивость. Цель изобретения - повышение быс родействия и помехоустойчивости. Поставленная цель достигается тем, что в частотном реле, содержащем последовательно соединенные час тотно-избирательный элемент, преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный, диапазонный селектор импульсов по длительности, дете тор, пороговый элемент и исполнительный элемент, детектор выполнен с установочным входом, пороговый эл мент - с входом установки порога, кроме того, в него введены датчик сбоев, регистр и дифроаналоговый преобразователь, подключенный выходом к входу установки порога порого вого элемента, а входами - к выхода разрядов регистра, тактовый вход ко торого подключен совместно с входом датчика сбоев к выходу преобразователя синусоидального сигнала в прямоугольный, при этом установочный вход регистра подключен вместе с установочным входом детектора к выходу датчика сбоев, содержащего два последовательно соединенных жду щих мультивибратора, инвертор и эле мент И, подключенный к входу датчика сбоев одним своим входом через последовательно соединениые ждущие мультивибраторы, а другим - через 00 инвертор, при этом выход элемента И является выходом датчика сбоев. На фиг.1 представлена структурная схема частотного реле; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Частотное реле (фиг,1) содержит последовательно соединенные частотно-избирательный элемент 1, преобразователь 2 синусоидального сигнала в прямоугольный, диапазонный селектор 3 импульсов по длительности, детектор 4, пороговый элемент 5 и исполнительный элемент 6, датчик 7 сбоев, регистр 8 и цифроаналоговый преобразователь 9, подключенный своим выходом к входу установки порога порогового элемента 5, а входами - к выходам разрядов регистра 8, тактовый вход которого подключен совместно с входом датчика 7 сбоев к выходу преобразователя 2 синусоидального сигнала в прямоугольный, при этом установочный вход регистра 8 подключён вместе с установочным входом детектора 4 к выходу датчика 7 сбоев, содержащего два последовательно соединенных между собой ждущих мультивибратора 10 и II, инвертор 12 и элемент И 13, .подключенный одним своим входом к входу .датчика 7 сбоев через последовательно соединенные между собой ждущие мультивибраторы 10 и 11, а другим - через инвертор 12, при этом выход элемента И 13 является выходом датчика 7 сбоев. Нафиг.2 приведены: сигнал на выходе преобразователя синусоидального сигнала в прямоугольный (а), сигнал на выходе первого ждущего мультивибратора (8), сигнал на выходе второго ждущего мультивибратора (6), сигнал на выходе инвертора детектора сбоев (г), сигнал на выходе детектора сбоев (Q)I график изменения порога срабатывания порогового элемента (кривая I) и график изменения выходного сигнала детектора (кривая II,е) . Частртное реле .работает следующим образом. Входной сигнал фильтруется частотно-избирательным элементом 1 с заданным затуханием вне номинальной полосы пропускания и поступает на преобразователь 2, где преобразуется в прямоугольные импульсы, длйтельность которых определяется частотой входного сигнала. Эти импульсы поступают на вход диапазонного селектора 3, датчика 7 сбоев и регист 8 сдвига. 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. Ее ли длительность этих импульсов лежи вне заданного диапазона, сигнал на вькоде селектора 3 отсутствует. Сиг нал с выхода селектора 3 поступает на вход детектора 4. Поступившие на вход датчика 7 сб ев импульсы анализируются на наличие сбоев. Анализ заключается в следующем. Если в последовательности импуль.сов, поступивших от преобразователя 2, имеется отклонение от наперед заданного значения частоты их следования в ту или иную ст рону, то датчиком 7 сбоев вырабатьш ется сигнал, который устанавливает в исходное состояние детектор 4 и регистр 8 сдвига. Происходит этЪ следующим образом. Задним фронтом . сформированной преобразователем 2 последовательности импульсов запускается ждущий мультивибратор 10 I на время I - Т, где Т - период следования импульсов сформированных преобразователем 2; 0- длительность импульсов, сфо мированных преобразователем 2; Ij- длительность импульса, вырабатываемого ждущим мульти вибратором 10. От заднего фронта импульсов ждущего мультивибратора 1 О производится запуск ждущего мультивибратора который вьфабатьшает импульс с длительностью Т, Т - L,( . Этот импуль поступает на элемент И 13, на второй вход которого поступают инвертированные импульсы от преобразователя 2. Если частота следования импульсов от преобразователя 2 синусоидального сигнала в прямоугольный находится в заданньк пределах, то совпадений в элементе И 13 нет, и следовательно, нет , сигнала на на вькоде датчика 7 сбоев. Если же происходит отклонение частоты следования импульсов преобразователя 2, то в элементе И I3 происходит совпадение импульса от ждущего мультивибратора I1 и инвертированного импульса от преобразователя 2, т.е. формирование сигнала ,сбоя на выходе датчика 7 сбоев, В исходном состоянии на выходе разрядов регистра 8 сдвига устанавливается цифровое значение, обеспечивающее за счет преобразования в цифроаналоговом преобразователе 9 высокое значение порога срабатывания порогового элемента 5. При отсутствии сбоев в импульсной последовательности преобразователя 2 этими импульсами производится сдвиг информации регистра 8 и, как след- ствие этого, изменение цифрового значения на выходах разрядов регистра в сторону уменьшения. В результате порог срабатывания порогового элемента 5 будет ступенчато уменьшаться до уровня срабатывания порогового элемента 5. Величина шага изменения порога может задаваться : подключением разрядов .регистра 8 либо в цифроаналоговом преобразователе 9. Дпя начального момента выбирается значение порога срабатывания порогового элемента 5 таким, чтобы обеспечивалась требуемая вероятность ложного срабатывания реле, т.е. требуемая помехоустойчивость. Ш 1бором величины шага изменения порога и количеством таких измерений до уровня срабатьтания порогового элемента 5 обеспечивается требуемое быстродействие реле, т.е. получение требуемого быстродействия не связано с уменьшением начального порога, и следовательно, помехоустойчивости. Процессы приема последнего сигнала и помехи поясняются временными диаграммами работы реле (фиг.2). Порог срабатывания порогового элемента устанавливается достаточно высоким, а сформированная преобразователем прямоугольная последовательность импульсов анализируетон на наличие сбоев датчиком сбоев. Если на входе устройства действует полезный сигнал (посыпка гармонического сигнала), то на выходе датчика сбоев отсутствует сигнал, и происходит накопление сигнала на входе устройства. в импульсной последовательности, сформированной преобразователем, наблюдаются сбои. Датчик сбоев в эти моменты формирует сигнал, который уста навливает в исходное состояние детектор и порог срабатывания порогово го элемента (тем самым предотвращая ложно срабатывание реле). Процесс исключения ложных срабатываний поясняется време|€ными диаграммами («оис. 2) Предлагаемое устройство обладает малой в ероятностьА ложного срабаты41

к I . , вания от импульсных помех, что упрощает его использование и расширяет область применения. Устройство позволяет повысить надежность и уменьшить время исполнения команд управления и снизить эксплуатационные расходы за счет использования более дешевых ( менее качественных)линий передач сигналов управления.

ЧАСТОТНОЕ РЕЛЕ, содержащее последовательно соединенные частотно-избирательный элемент, преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный, диапазонный селектор импульсов по длительности, детектор, пороговый элемент и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и помехоустойчивости, детектор выполнен с установочным вхоЧ1Н1ЬгИ дом, пороговый элемент - с входом установки порога, кроме того, в него введены датчик сбоев, регистр и цифреаналоговый преобразователь, подключенный выходом к входу установки порога порогового элемента, а входами - к выходам разрядов регистра, тактовый вход которого подключен совместно с входом датчика сбоев к выходу преобразователя синусоидального сигнала в прямоугольный, при этом установочный вход регистра подключен вместе с установочным входом детектора к выходу датчика сбоев, содержащего два последовательi но соединенных ждущих мультивибратора, инвертор и элемент И, подклнуlO) ченный к входу датчика сбоев одним своим входом через последовательно соединенные ждущие мультивибраторы, а другим - через инвертор, при этом § выход элемента И является выходом датчика сбоев. Is9 00 СО