Преобразователь координат Советский патент 1986 года по МПК G06G7/22 

1

Изобретение относится к устройствам измерения фазового сдвига между двумя гармоническими напряжениями .и может быть использовано в измерительной технике.

Цель изобретения - повышение точности преобразования.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, на фиг,2 - диаграммы работы устройства;

Устройство содержит первый 1 и второй 2 амплитудно-импульсные модуляторы, первый 3 и второй 4 компараторы, генератор 5 треугольного напряжения высокой частоты, сумматор 6, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 ограничители, демодулятор 11, второй фильтр 12, первый 13 и второй 14 формирователи импульсов, триггер 15, третий 16 и чет вертый 17 формирователи импульсгв 16 и 17, двухполупе.риодный выпрямитель 18, первый фильтр 19, интегратор 20, блок 21 выборки-хранения, первый 22 и второй 23 информационные входы, первьш 24 и второй 25 вхо ды опорного напряжения, первый 26 и второй 27 входы устройства. Выходы первого 1 и второго 2 амплитудно-им- пульснмх модуляторов подключены к входам сумматора 6, Первые входы первого 1 и второго 2 амплитудно-импульсных модуляторов соединены с первым 22 и вторым 23 информационными входами устройства. Первые входы первого 3 и второго 4 компарато- ров соединены с первым 24 и вторым 25 входами опорных напряжений устройства. Выходы первого 3 и второго 4 компараторов подключены к

управляющим входам .первого 1 и вто- рого 2 амплитудно-импульсных модуляторов. Выход генератора 5 треугольного напряжения высокой частоты подключен к вторым входам первого 3 и второго 4 компараторов и входу первого ограничителя 7, выход которого соединен с управляющим входом демодулятора 11, вход которого подктючен к выходу сумматора 6, Выход демодулятора 11 соединен с входом второго фильтра 12, выход которого подключен к входам двухполупериодного выпрямителя 18 и четвертого ограничителя 10, Первый вход первого компаратора 3 соединен с входом второго ограничителя 8, первый вход второго компаратора 4 - с третьим ограничителем 9, Вькод второго ограничи

5

0

5

51

5

Q

П

5

0

5

0

592

теля 8 подключен к входу первого формирователя I3 импульсов, выход третьего ограничителя 9 - к входу второ- го формирователя 14 импульсов выходы первого 13 и второго 14 формирователей импульсов - к входам триггера 15, Инверсный выход триггера 15 подключен к входу третьего формирователя 16 импульсов, прямой выход триггера 15 - к входу интегратора 20, вход сброса которого подключен к выходу третьего формирователя 16 импульсов,.Выход интегратора 20 подключен к входу блока 21 выборки-хранения. Выход четвертого ограничителя 10 соединен с входом четвертого формирователя импульсов 1 7 , выход которого подключен к управляющему входу блока 21 выборки-хранения. Выход двухпалупериодного выпря1 ителЯ 18 соединен с входом первого фильтра 19, выход которого соединен с , первым выходом 26. Выход блока 21 выборки-хранения соединен с вторым выходом 27 устройства. : Преобразователь координат работа- ет следующим образом,

Медленно изменяющиеся сигналы с первого 22 и второго 23 информационных входов поступают на первый 1 и второй 2 амплитудно-импульсные модуляторы. На выходах первого 3 и второго 4 компараторов, вьтолняющих функцию широтно-импульсных модуляторов, формируются импульсные сигналы, широтная модуляция которых получается вследствие воздействия сигнала с вы-, хода генератора 5 треугольного напряжения высокой частоты, сигналов с первого входа 25 опорного напряжения и сдвинутого на 90 сигнала с второго входа 24 опорного напряжения (фиГо2а: 1 - напряжение с первого входа опорного напряжения 24; 2 - напряжение с второго входа опорного напряжения 25; 3 - напряжение генератора 5,, тре-. угольного напряжения высокой частоты.С выходов nepBOi o 3 и второго 4 компараторов сигналы с широтной модуляцией поступают на управляющие входы первого 1 и второго 2 амплитудно-импульсных модуляторов. На зыс ходах первого 1 и второго 2 амплитудно-импульсных модуляторов 1 и 2 в результате формируются сигналы с широтной модуляцией, амплитуда импульсов которых определяется сигналами с первого 22 и второго 23 информационных входов (фиг,26, в).

3

Выходные сигналы первог О 1 и вто- ,рого 2 амплитудно-импульсных модуляторов 1 и 2 суммируются в сумматоре 6 (фиг. 2г). Выходной сигнал сумматора 6 подвергается фазочувстви- тельному вьшрямлению в демодуляторе 11, на управляющий вход которого поступают прямоугольные периодические импульсы, полученные в первом ограничителе 7 из треугольного напряжения высокой частоты. На выходе второго фильтра 12,.не пропускающего высокочастотные составляющие сигнала генератора 5 треугольного напряжения высокой частоты, формируется напряжение синусоидальной формы с частотой опорного напряжения низкой частоты (фиг. 2г, синусоидальная кривая). Выходной сигнал второго фильтра 12 выпрямляется в двухполупериод- ном выпрямителе 18 и фильтруется фильтром 19, не пропускающим составляющие низкой частоты, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный модулю геометрической суммы двух медленно изменяющихся входных сигналов. Сигналы с первого 24 и второго 25 входов опорного напряжения ограничиваются соответственно в втором 8 и третьем 9 ограничителях (фиг. 2д, е). Первый 13 и второй 14 формирователи импульсов для управления триггером 15 используют передние (например, положительные) фронты прямоугольных выходных импульсов второго 8 и третьего 9 ог раничителей. На прямом выходе тригге ра 15 в результате формир тотся имгг пульсы (фиг, 2и), длительность которых соответствует фазовому сдвигу между сигналами опорного напряжения. С выхода триггера 15 сигнал поступае на вход интегратора 20, на выходе которого формируются импульсы пилообразного напряжения (фиг.2 л). По окончании каждого импульса с триггера 15 интегратор 20 переводится в исходное состояние выходным сигналом третьего формирователя импульсов 16, который использует передний фронт сигнала с инверсного выхода триггера 15. Сигнал с выхода интегратора 20 поступает на вход блока 21-выборки-хранения, в котором из пилообразного сигнала производится выборка в момент появления сигнала на управляющем входе блока 21 выборки-хранения. Управляющий сигнал по времени соответствует моменту перехода через

05159

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

нулевое значение сигнала второго фильтра 12 (фиг. 2г синусоидальная кривая), Этот сигнал ограничивается четвертым ограничителем 10 (фиг.2ж) из переднего фронта ограниченного сигнала четвертым формирователем 17 импуль-. сов формируется импульсный сигнал (фиг. 2к), поступающий на управляющий вход блока 21 выборки-хранения. В блоке 21 выборки-хранения происходит выборка из пилообразного напряжения (фиг.2л). Величина напряжения этой выборки пропорциональна, фазовому сдвигу между опорным сигналом с первого выхода 24 (фиг. 2а, кривая 1) и выходным сигналом второго фильтра 12,, являющимся геометрической входных медленно изменяющихся сигналов, т.е. на втором выходе 27 присутствует напряжение, пропорциональное т азанному фазовому сдвигу.

Формула изобретения

Преобразователь координат, содержащий первьш и второй амплитудно- им- пульсные модуляторы, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами преобразователя, генератор напряжения, выходы первого и второго амплитудно-импульсных модуляторов подключены к входам сумматора, первый фильтр, выход которого соединен с первым выходом преобразователя, второй фильтр, первый формирователь 1 мпульсов, выход которого подключен к первому входу триггера, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности прет образования, в него введены первый и второй компараторы, второй, третий и четвертый формирователи импульсов, первый второй, третий и четвертый ограничители, демодулятор, интегратор, блок выборки-хранения и двухполупе- риодный выпрямитель, причем первые входы первого и второго компараторов соединены соответственно с первым и вторым входами опорных напряжений преобразователя, выход генератора напряжения подключен к вторым входам первого и второго компараторов и входу первого ограничителя, выход KOTOpoi о подключен к выходу сумматора, выход демодулятора через второй фильтр подключен к входу даухполупериодного выпрямителя, выS120

ход которого соединен с входом первого фильтра, выход первого компаратора соединен с управляющим входом первого амплитудно-импульсного.модулятора, выход второго компаратора подключен к управляющему входу второго амплитудно-импульсного модулятора, первый вход первого компаратора через второй ограничитель подключен к входу первого формирователя импуль ;сов,первый вход второго компаратора через третий ограничитель подключен к входу второго формирователя импульсов , выход которого соединен с

596

вторым входом триггера, прямой выход которого подключен к входу интегратора, инверсньш выход триггера соединен с входом третьего формирователя, импульсов, выход которого соединен с входом сброса интегратора, выход которого соединен с входом блока выборки-хранения, выход второго фильра через четвертый ограничитель подключен к входу четвертого формирователя импульсов, выход которого соединен с управляющим входом блока выборки-хранения, выход которого соединен с вторымвыходом преобразователя.

-f FF y MiFtf FF

ЖuKРедактор Л.Пчелинская Заказ 8530/52

Составитель Н.Агеева

Техред Т.Тулик Корректор А,Тяско

Тираж 709Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,,д. 4/5

Филиал ПШ Патент, г Ужгород, ул,Проектная,4

1. t t t t

Ф1,.2.

Изобретение относится к устройствам измерения фазового сдвига между двумя гармоническими напряжениями и может быть использовано в измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Устройство содержит первый и второй амплитудно-импульсные модуляторы 1 и 2, первый и второй компа.раторы 3 и 4, генератор 5 треуголь- . него напряжения высокой частоты; сумматор 6, первый, второй, третий и четвертый ограничители 7, 8, 9 и 10,- демодулятор II, первый 19 и второй 12 фильтры, первьй, второй третий.и четвертьй формирователи 13, 14, 16 и 17 импульсов, триггер 15, двухполу- периодный выпрямитель 18, интегратор 20, блок 21 выборки-хранения, первый и второй информационные входы 22 и 23, входы 24,25 опорного напряжения и первый и второй выходы 26 и 27 устройства. Введение компараторов 3 и 4 формирователей 14, 16 и 17 импульсов, ограничителей 7-10, демодулятора 11, интегратора 20, блока 21 выборки-хранения, двухполу- периодного выпрямителя 18 и образо-. вания новых связей между элементами устройства способе ТВ jnoT. достижению поставленной цели. 2ил. О)