Фазовый компаратор Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к электроимерительной технике,а именно к технке сравнения электрических величин (сигналов) по фазе, и может быть использовано в информационно-измерительных устройствах и в системах автоматизированного контроля и управления, в частности электромашинных генераторов переменного тока.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение компаратора.

На фиг.1 изображена функциональная схема фазового компаратора на фиг.2 - временные диаграммы его рабты.

Фазовый компаратор содержит формрователь 1, первый RS-триггер 2, пе вьш элемент И 3, второй RS-триггер второй -элемент И 5 и элемент ИЛИ 6.

Первый выход формирователя 1 соединен с S-входом первого RS-тригге- ра 2, первым входом первого элемента И 3 и первым R-входом второго RS-триггера.4.

Второй выход формирователя 1 соединен с S-входом второго RS-триггера 4, первым входом второго элемента И 5 и первым R-входом первого RS-триггера 2.

Вторые R-входЫ первого и второго RS-триггерогв 2 и 4 соединены с клеммой начальной установки.

Вторые входы первого 3 и второго 5 элементов И соединены соответственно с прямыми выходами первого и второго RS-триггеров 2 и 4, а выходы - со входами элемента ИЛИ 6. Формирователь преобразует входно

переменное напряжение в две последова-;

тельности коротких прямоугольных импульсов, одна из которых формиру ется в моменты перехода отрицательных полуволн в положительные (положительный нуль-переход) а другая - в

-

моменты перехода положительных полу волн в отрицательные (отрицательный нуль-переход).

В фазовом компараторе имеются также цепи предварительной установки по вторым R-входам RS-триггеров 2 и 4 в нулевое состояние на прямых выходах .

Фазовый компаратор .работает- следующим образом.

После подачи питания на фазовый компаратор, импульсов по цепям предустановки RS-триггеры 2 и 4 уста-

10

15

-,

20

30

а-;

45

навлкэаются в нулевые состояния на прямых выходах.

Для примера рассмотрим поступление на вход фазового компаратора напряжения формы, указанной на фиг.2а (соответствует точке А на фиг.1).

Формирователь 1 преобразует его в две последовательности импульсов, каждая из которых формируется либо из положительных, либо из отрицательных нуль-переходов (фиг.26 соответствует точке Б на фиг.1, фиг,2в соответствует точка В на фиг.1).

Первый импульс последовательности с первого выхода формирователя 1 (фиг,2б) переключает RS-триггер 2

на прямом выходе (фиг.2г) и л

в 1

tl

и подтверждает U на прямом выходе RS-триггера 4 (фиг.2д). На выход элемента И 3 этот импульс не проходит (фиг.2е соответствует точке Д на фиг,1;), так как элемент И 3 закрыт О с выхода RS-триггера 2 (необхо-.

ус димо учитывать, что переключение RS-триггеров происходит с некоторой временной задержкой и длительность импульсов формирователя 1 меньшее за- д ержкн переключения RS-триггеров) . На выходе фазового компаратора импульсный сигнал отсутствует (фиг.2и соответствует точке И на фиг.1).

Первый импульс последовательности со второго выхода формирователя 1 (фиг.2в) переключает RS-триггер 4

35 в 1 на прямом выходе (фиг.2д),

а RS-триггер 2 в О на прямом выходе (фиг.2г). На выходе элемента И 5 этот импульс не проходит (фиг.2ж соответствует точке Ж на фиг.1), так как элемент И 5 закрыт О с выхода RS-триггера 4. На выходе устройства импульсный сигнал по-прежнему отсутствует (фиг.2и). }

При поступлении второго по счету импульса с первого выхода и второго по счету импульса со второго выхода формирователя 1, работа устройства аналогична описанной.

При поступлении третьего по счету импульса с первого выхода формиров 1- теля 1 RS-триггер 2 вновь переключается в 1, а RS-триггер 4 в О. Но следующим вновь проходит импульс с первого выхода формирователя 1 (четвертьм по счету, что соответствует перевороту фазы входного напряжения) . Состояние RS-триггеров 2 и 4 не меняется через элемент И 3. Этот

40:

50

55

импульс уже пройдет, так как на первом выходе элемента И 3 есть разрешающий сигнал с выхода RS-триггера 2.

На выходе фазового компаратора появится импульсный сигнал (фиг.2и), фиксирующий переворот фазы входного напряжения на 180°.

С приходом третьего Tio счету импульса со второго выхода, пятого импульса с первого выхода, четвертого импульса со второго выхода, шестого импульса с первого выхода формирователя 1 работа устройства аналогична описанной с исходного состояния.

При поступлении пятого импульса со второго выхода формирователя 1 RS-триггер 4 переключается в 1 на прямом выходе.

Но следующими вновь приходят два подряд импульса (шестой и седьмой) со второго выхода формирователя 1, что соответствует двухкратному перевороту фазы входного сигнала. Оба они пройдут через элемент И 5, так как на втором его выходе есть разре- шающий сигнал с выхода RS-триггера 4. На выходе фазового компаратора формируются сигналы, фиксирующие пеФазовый компаратор, содержащий формирователь, вход которого соеди с входной клеммой компаратора, два элемента И, два RS-триггера и эле мент ИЛИ, выход которого соединен выходной клеммой компаратора, а пе вые в ходы элементов И соединены со ответственно с выходами формирователя, а выходы - с входами элемента ИЛИ, при этом второй вход перво го элемента И соединен с прямым вы ходом первого RS-триггера, отли чающийся тем, что, с целью вьшения надежности и упрощения ком ратора, прямой выход второго RS-тр гера соединен с вторым входом втор го элемента И, S-вход первого RS-т гера соединен с первым R-входом вт рого RS-триггера и первым выходом мирователя, второй выход которого соединен с первым R-входом первого

ревороты фазы входного сигнала.

Предлагаемый фазовый компаратор 30 RS-триггера и S-входом второго RS- (по сравнению с известными) обладает триггера, а вторые R-входы первого повышенной надежностью функциониро- и второго RS-триггеров соединены с

вания, обеспечиваемое исключением

П

v/ Ч/ Ч/ Ч/ УЧA/V

1 П П П П П

п7 п5

П1П1.

Редактор А.Ревин

Составитель М.Катанова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Демчик

Заказ 1628/45

Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, f. Ужгород, ул..Проектная, 4

ложных срабатьтаний компаратора из-за произвольной начальной установки триггеров и имеет более простой функциональный состав.

Формула изобретения

Фазовый компаратор, содержащий формирователь, вход которого соедине с входной клеммой компаратора, два элемента И, два RS-триггера и элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходной клеммой компаратора, а первые в ходы элементов И соединены соответственно с выходами формирователя, а выходы - с входами элемента ИЛИ, при этом второй вход первого элемента И соединен с прямым выходом первого RS-триггера, отличающийся тем, что, с целью по- вьшения надежности и упрощения компаратора, прямой выход второго RS-триггера соединен с вторым входом второго элемента И, S-вход первого RS-триггера соединен с первым R-входом второго RS-триггера и первым выходом формирователя, второй выход которого соединен с первым R-входом первого

клеммой сброса компаратора.

п7 п5

пЗ п ng

фиг.2

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике сравнения электрических сигналов по фазе. Фазовый компаратор содержит формирователь 1, RS-триггеры 2,4, элементы И 3,5, элемент ИЛИ 6. Введение новых электрических связей между функциональными элементами повышает надежность и упрощает устройство фазового компаратора. 2 ил. (Л фиг. 7