Устройство для преобразования разности частот двух электрических сигналов в постоянное напряжение Советский патент 1985 года по МПК H03M1/50 

иходом восьмого ключа, резистивный делитель подключен между общей шиной устройства и движком симметрирующего потенциометра, крайние выводы которого соответственно соединены с.входами первой и второй RC-цепей, выходы которых соответственно соединены с первыми входами первого и второго компараторов и соответственно через шестой и седьмой ключи - с общей шиной устройства,, вторые входы первого и второго компараторов соединены со

средней точкой резистивного делителя, источник опорного напряжения через третий ключ соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с входами первого и второго интеграторов, четвертый и пятьй ключи включены соответственно между резистором и инвертирующим входом первого и второго интеграторов, выходы интеграторов соединеныс входами усилителя вычитателя,выход которого соединен с входом устройства выборки-хранения.

УСТРОЙСТВО-ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РАЗНОСТИ ЧАСТОТ ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, содержащее два формирователя импульсов, входы которых являются входами устройства, RS-триггер, два логических элемента И, семь ключей, два интегратора, выполненные на резисторе и усилителе с конденсатором и ключом в цепи отрицательной обратной связи, одновибратор, выход кот-оPoi;o соединен с входом логического элемента И, усилитель-вычитатель, компаратор, схему выборки-хранения, выполненную на усилителе, конденсаторе и ключе, и источник опорного напряжения, выход схемы выборки-хранения является йыхсдом устройства. от. личаюшееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены резистивный делитель, две RC-цепи, симметрирующий потенциометр, компаратор, RS-триггер, одновибратор, фильтр нижних частот, логический элемент И и ключ, причем выходы первого и второго формирователей импульсов соответственно соединены с S-входами первого и второго RS-триггеров,- R-входы которых соответственно соединены с выходами первого и второго компараторов, прямой выход первого RS-триггера соединен с первым входом третьего логического элемента И и управляющим входом третьего ключа, инверсный выход первого RS-триггера соединен с входом первого одновибратора и управляющими входами четвертого и шестого ключей, инверсный выход первого одновибратора соединен с вторым входом третьего логического элемен00 сд та И, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, прямой выход второго RS-триггера соединен с первым входом второго логического элемента И, инверсный выход второго RS-триггера соединен с входом второго одновибратора и управляющими входами пятого и седьмого ключей, прямой выход второго одновибратора соединен с вторым входом первого логического элемента И, инверсный выход второго одновибратора соединен с вторым входом второго логического элемента И, выход которо-. го соединен с управляющим входом второго ключа, выход первого логического элемента И соединен с управляющим

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использо вания в регуляторах электрических машин переменного тока и в аппаратуре для их испытаний. Оно может также найти применение в устройствах проти воаварийно автоматики энергосистем. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет перехода на однопериодный цикл преобразования, На фиг, 1 изображена схема устройства; на фиг о 2 - временные диаграммыработы устройства. Устройство содержит формирователи 1 и 2 импульсов, резистивный делитель 3, симметрирующий потенциометр 4 первую 5 и вторую 6 КС-цепи, компараторы 7 и 8, RS-триггеры 9 и 10, одно вибраторь 11 и 12, логические элементы И 13 и 14, ключи 15 - 22, фильтр 2 нижних частот, интеграторы 24 и 25, логический элемент И 26, усилительвычитатель 27 схему 28 выборкихранения, Входы формирователей 1 и 2 являются входами устройства. Выходы формирователей 1 и 2 соответственно соединены с S-входами RS-триггеров 9 и 10, R-входы RS-триггеров 9 и 10 соответственно соединены с выходами компараторов 7 и 8, прямой выход RS-триггера 9 соединен с входом логического элемента И 13 и управляющим входом ключа 17, прямой выход RS-триггера 10 соединен с входом ло1ического элемента И 14, инверсные выходы RS-триггеров 9 и 10 соответственно соединены с входами одновибраторов 11 и 12 и соответственно соединены с управляющими входами ключей 15и18и16и19, прямые выходы одновибраторов 11 и 12 соединены с входами логического элемента И 26, инверсные выходы одновибраторов 11 и 12 соответственно соединены с вторыми входами логических элементов И 13 и 14, выходы логических элементов И 13 и 14 соответственно соединены с управляющими входами ключей 20 и 21, выход логического элемента И 26 соединен с управляющим входом ключа 22,резистивный делитель 3 подключен между общей шиной устройства и движком симметрирующего потенциометра 4, крайние выводы которого соответственно соединены с входами первой 5 и второй 6 RC-цепей, выходы которых соответственно соединены с входами компараторов 7 и 8 и соответственно через ключи 15 и 16 с общей шиной устройства, средняя точка резистивного делителя 3 соединена с вторыми входами компараторов 7 и 8, источник опорного напряжения и через ключ 17 соединен с входом фильтра 23 нижних частот, выход которого соединен с входами интеграторов 24 и 25, ключи 18 и 19 соответственно включены между резистором и инвертирующим входом усилителя интеграторов 24 и 25, выходы которых соединены с входами усилителя-вычитателя 27, вьпсод

31

которого соединен с входом схемы 28 выборки-хранения через ключ 22, выход схемы 28 выборки-хранения является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Один раз в период по переходу синусоидальных напряжений Up и U через нуль (диаграмма сигналов на фиг. 2) входные формирователи 1 и 2 формируют импульсы на переброс RS-триггеров 9 и 10 в единичное состояние. При этом сигналами с инверсных вьпсодов этих триггеров осуществляется запуск одновибраторов 11 и 12 и управление работой двух групп ключей. Так, по сигналу от триггера 9 размыкаются ключи 1.5 и 18, в результате чего начинается заряд конденсатора RC-цепи 5, а интегратор 24 переводится в режим хранения накопленного сигнала. Одновременно по сигналу с прямого выхода триггера 9 за мыкается ключ 17, и вход фильтра 23 нижних частот подключается к источнику опорного напряжения.

По сигналу с инверсного выхода триггера 10 размыкаются ключи 16 и 19, чем обеспечивается заряд конденсатора RC-цепи 6 и перевод в режим запоминания интегратора 25.

Заряд конденсаторов RC-цепей 5 и 6 происходит с одинаковой скоростью (так как постоянные времени двух RC-цепей равны) и продолжается до момента срабатывания компараторов 7 и 8, выходные сигналы которых возвращают триггеры 9 и 10 -в исходные состояния.

Время нахождения триггеров 9 и 10 в единичном состоянии должно удовлетворять соотношению 3 ,. mindpVTj.), где Тр и Тс - периоды входных сигналов. .Соответственно длительность временных интервалов, отрабатываемых одновибраторами 11

074

и 12, с .- 0,91(,. При .выполнении указанных условий время замыкания ключей 20 и 21 определяется разностью временных интервалов Dp

и t ( -()

Сигналы такой длительности формируются с помощью элементов И 13 и 14 соответственно. В моменты времени, когда ключи 20 и 21 разомкнуты,

а ключи 18 и 19 замкнуты, интеграторы 24 и 25 интегрируют выходной сигнал фильтра 23 нижних частот, который пропорционален частоте напряжения Up. В моменты времени, когда

оба интегратора 24 и 25 находятся в режиме хранения, по факту совпадения логических сигналов от двух одновибраторов 11 и 12 с помощью элемента И 26 формируется импульс

на открытие ключа 22 схемы 28 выборки-хранения, разностный сигнал с выхода усилителя-вычитателя 27 переписывается в эту схему, где хранится до следующего цикла преобразования.

.

Реализуемый в предлагаемом устройстве процесс преобразования относительной разности двух частот в постоянное напряжение может быть описан следующими выражениями: и, изКр(Тр-1Го); (Tc-fo);

. (,--, приКр Кс 4- и

имеем ,

Ueb,x UrU2-KS.

Применение предлагаемого устройстна в энергетике позволяет улучшить качество процесса регулирования асинхронизированных синхронных машин, расширяет их области устойчивости, что в конечном итоге повышает эксплуатационную надежность электрических станций с .такими машинами.

ХУ АУЛУХУ

Jo

4 vx vx vy /

к к k L

J