Устройство сравнения переменных напряжений по амплитуде Советский патент 1988 года по МПК G05B1/01 G01R19/02 

М

:л

S9

to

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в цифровых мостах и компенсаторах переменного тока, а также в приборах измерения и контроля неэлектрическик величин электрическим методом. Изобретение обеспечивает повьшение надежности устройства, что достигается за счет уменьшения влияния дрейфа. Устройство содержит элементы 1 и 2 согласования, векторный преобразователь 3j включающий в себя сумматор 4 и элемент 5 вычитания напряжений, фазовращатель 6 и 10, усилители-ограничители 7,8 и 11, трехвходовой элемент И 9, п-1 дополнительных усилителей- ограничителей 12,-12„., и логический блок 13. Введение в данное устройство дополнительных усилителей-ограничителей в сочетании с логической обработкой формируемых сигналов позволяет уменьшить влияние дрейфа на качество сравнения и соответственно повысить эксплуатационную надежность предложенного устройства. 3 ил. (Л

Фиг.1

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в цифровых мостах и компенсаторах переменного тока, а также в приборах измерения и контроля неэлектрических величин электрическими методами.

Цель изобретения - повышение надежности за счет уменьшения влияния дрейфа.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства сравнения переменных напряжений по амплитуде; на фиг. 2 - структурная схема логического блока; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу.

Устройство сравнения переменных напряжений по амплитуде содержит первый и второй элементы 1 и 2 согласования, входы которых являются входами устройства, а выходы подключены к входам векторного преобразователя 3, включающего в себя сумматор 4 и эле- мент 5 вычитания напряжений, входы которых объединены и служат входами векторного преобразователя 3, а выходы - выходами векторного преобразователя 3, причем выход сумматора 4 напряжений через первый фазовращател 6 и непосредственно подключен к входам первого 7 и второго 8 основных усилителей-ограничителей, выходами подключенных к входам трехвходового элемента И 9, выход которого являетс выходом устройства, при этом вход второго фазовращателя 10 соединен с выходом элемента 5 вычитания, а выхо подсоединен к входу третьего основного усилителя-ограничителя 11 и входам п-1 дополнительных усилителей- ограничителей 1 2 „,, а выходы третьего.основного и дополнительных ограничителей 1, 12,-12f соединены с входами логического блока 13, выход которого соединен с третьим входом треквходового элемента И 9, причем логический блок 13. состоит из m р-входовых элементов И 14 и одного т-входовото элемента ИЛИ 15, а входы т-входового элемента ИЛИ 15 соединены с выходами m р-входовых элементов И 14, входы которых служат входами логинеского блок-а 13, а выход га-входового элемента ИЛИ 15 служит вькодом логического блока 13.

Устройство работает следующим образом.

Сравниваемые напряжения ,T, xsin(cot+Yx) и (cot-bYo),

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где U , UQ величины амплитудных значений сравниваемых напряжений; Yj, Yg - фазовые сдвиги, поступают через элементы 1 и 2 согласования в векторньй преобразователь 3. С помощью сумматора 4 и элемента 5 вычитания напряжений формируются переменные напряжения U4(Ux+Uo) и Uj-CU -fjo), где и,., Ug- - величины напряжений на выходе блоков 4 и 5, которые затем сдвигаются во времени фазовращателями 6 и 10 на четверть периода. ;1П

2,

Далее ти сигналы, т.е. , и и Ujl , преобразуются в усилителях-ограничителях 7,8 и 11 в импульсные последовательности, фронты которых совпадают с моментами пересечения синусоид входных сигналов с уровнями ограничения.

Импульсные сигналы от двух усилителей-ограничителей 7 и 8 проходят в элемент И 9 непосредственно, а от оставшихся п усилителей-ограничителей 1 1, 1 2,-1 2 I,., поступают в логический блок 13 для обработки о

В продессе этой обработки осуществляется выбор такого сигнала, который наиболее близок к среднему значению и поэтому обладает наименьшим разбросом своих фронтов. Этой обработкой частично компенсируются ошибки, возникающие из-за нестабильности уровней ограничения в узлах 7,8 и 11.

Работа логического блока 13 при поясняется с помощью фиг. 3, на ..которой отражен процесс преобразования синусоидального напряжения и выбора из импульсных сигналов сигнала с наименьшим разбросом фронтов. Если уровни ограничения усилителей-ограничителей 11,12, и 12 расположены относительно оси времени так, как показано на фиг, 3, то с выходов этих узлов будут получены сигналы, приведенные на строках 2,3 и 4. Их фронты смещены друг относительно друга на расстоянии и,,-и,., и U,,-U,4-i пропорциональные расстояниям и . С помощью элементов И 14.1, 14.2 и 14.3 будут получены сигналы, изображенные на строках 5-7 фиг. 3. На строке 8 приведен сигнал с выхода элемента ИЛИ 15, который поступает на оставшийся вход элемента И 9. Из фиг. 3 видно, что сигнал U,g U,, является истинным при заданном значении уровней ограничения.

Таким образом, включение нескольких дополнительных усилителей-ограничителей в цепь обработки сигнала разности входных напряжений позволяет благодаря логической обработке уменьшить влияние нестабильностей уровней ограничения на результат сравнения.

При число m элементов 14.1, 14.2 и т.п. также равно 3, причем они выполнены двухвходовыми, т.е. . При элементы И в логическом блоке 15 должны быть выполнены трех- входовыми, т.е. , а их число (т) равно 10 и находится по формуле где и , а ,l,2,...

п

Следовательно, введение дополнительных усилителей-ограничителей в сочетании с логической обработкой позволяет уменьшить влияние дрейфа на качество сравнения и тем самым повысить эксплуатационную надежность известного устройства.

Формула изобретения

Устройство сравнения переменных напряжений по амплитуде, содержащее векторный преобразователь, сое- 30 дополнительных усилителей-ограничите- тоящий из сумматора и элемента вычитания напряжений, входы которых объединены и служат входами векторного преобразователя, а выходы сумматора и элемента вычитания являются выходами векторного преобразователя.

35

лей, выход элемента ИЛИ служит выходом логического блока и соединен с третьим входом трехвходового элемента И, при этом п всегда нечетно, т.е. (где R О, 1, 2 ..), , а .,.

10

15

20

25

два элемента согласования, выходы которых соединены с входами векторного преобразователя, два фазовращателя, три основных усилителя-ограничителя и трехвходовой логический элемент И, а выход сумматора напряжений через первый фазовращатель и непосредственно подключен к входам первого и второго основных усилителей- ограничителей, выходы которых соединены с двумя входами трехвходового элемента И, вход второго фазовращателя подключен к выходу элемента вычитания напряжений, отличающееся тем, что, с целью повышения адежности, в него введены п1 дополнительных усилителей-ограничителей, входы которых вместе с входом третьего основного усилителя- ограничителя подключены к выходу второго фазовращателя, и логический блок, состоящий из m р-входовых элементов И и одного т-входового элемента ИЛИ, причем входы элемента ИЛИ соединены с выходами р-входовых элементов И, входы которых служат входами логического блока и подключены к выходам третьего основного и всех

дополнительных усилителей-ограничите-

лей, выход элемента ИЛИ служит выходом логического блока и соединен с третьим входом трехвходового элемента И, при этом п всегда нечетно, т.е. (где R О, 1, 2 ..), , а .,.

Фиг.1