Преобразователь разности фаз в постоянное напряжение Советский патент 1988 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к области Измерения разности фаз двух перемен- fibK напряжений и может быть использо- Ьанс в измерителях фазы и в генерато- pax, программно управляемых по фазе.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя.

Цель изобретения достигается за счет исключения второго преобразова- геля фазовых интервалов в постйянное напряжение и сумматора. При этом кон- |струкция упрощается и повышается его надежность без ухудшения метрологи- 1ческих характеристик.

; На чертеже приведена структурная рхема преобразователя разности фаз в постоянное напряжение. ; Преобразователь содержит формирователь 1 фазовых интервалов, источник 2 опорных .токов, ключи 3 и 4, преоб- разователь 5 фазовых интервалов, при этом входы преобразователя соединены JC входами формиробателя 1 фазовых интервалов, два выхода которого соеди- нены с управляюШ Ими входами ключей 3 И 4, а третий выход соединен с третьим входом преобразователя 5 фазо- ;вых интервалов, два первых входа ко- торого соединены через ключи 3 и 4 с соответствующими выходами источника 2 опорных токов.

Формирователь 1 фазовых интервалов состоит из формирователей 6 и 7 коротких импульсов, элемента 8 задержки, триггера 9, двух .элементов И 10 и II RS-триггеров 12 и 13 и одновибрато- ра 14. Первый вход формирователя 1 фазовых, интервалов через последовательно соединенные формирователь 6 коротких импуЛьсов, первый элемент И 10 и первый RS-триггер 12 соединен с первым выходом формирователя 1 фазовых интервалов. Второй вход последнего соединен с .входами элемента 8 задержки и второго формирователя 7 коротких импульсов и черйз последовательно включенные второй элемент И 11, второй RS-триггер 13 соединен с вторьм выходом формирователя 1 фа- зовых интервалов. Выход элемента 8 задержки соединен со счетным входом триггера 9 и вторыми входами RS-триггеров 12 и 13, выходы триггера 9 соответственно соединены с вторыми вхо- дани элементов И 10 и 11, & первый выход преобразователя через одновиб- ратор 14 соединен с третьим выходом формирователя 1 фазовых интервалов.

Источник 2 опорных токов состоит из источника 15 опорных напряжений, соединенного соответственно через преобразователи 16 и 17 напряжение- ток с выходами источника 2 опорных токов. Преобразователь 5 фазовых интервалов, состоит из интегратора 18, соединенного своим входом с выходами ключей 3 и 4,а выходом через блок 19 выборки - хранения с выходом преобразователя разности фаз в постоянное напряжение. Усилитель 20 и конденсатор 21 образуют интегратор 18, а выход блока 19 выборки - хранения через резистор 22 соединен с входом усилителя 20, второй вход которого сэеди- нен с потенциалом нулевого провода.

Преобразователь работает следующим образом.

При поступлении на входы формирователя 1 фазовых интервалов прямоугольных напряжений Ug,, и Ug. , разность фаз 2 - Vj f которых преобразуется в напряжение, на выходах формирователей импульсов 6 и 7 по положительным перепадам входных напряжений вьзделяются короткие импульсы Цщ и соответственно, а на выходе элемента 8 задержки - короткие импульсы и , сдвинутые относительно импульсов на постоянное время мпульсы UMJ переключают счетньй триггер 9, сигнал прямого выхода которого разрешает или блокирует прохождение импульсов и на выход элемента И 10. РЫпульсы и и на выходе элемента И 10 имеют частоту вдвое меньше, чем импульсы и. Сигнал с инверсного выхода триггера 9 аналогичным образом управляет прохождением импульсов и на вход элемента И 11. Выходные импульсы и,„ следуют с той же частотой что и UL , и сдвинуты относительно последних на время ((у +1). Каждым импульсом и, RS-триггер 12 устанавливается в 1, а ближай ш м импульсом Uj,j - в О. При этом на его выходе формируются импульсы управления ключом 3 JfJ, длительностью ( - + ). Аналогично на выходе RS-триг- гера 13 формируются импульсы управления ключом 4 , длительностью tog , Импульсы Uy(7., и ,f,2 чередуются.

В интервале времени t; - t Длительностью (Т, , ) сигнал открывая ключ 3, обеспечивает протекание тока Ipy через конденсатор ин-g тегратора в направлении от входа ин314221

тегратора к входу 23 источника 2, в результате напряжение. конденсатора 21 возрастает. В интервале tg - t, происходит медленный разряд конденсатора под действием обратной связи с выхода преобразователя через резистор 22. В интервале времени tj - t длительностью по Сигналу открьшается ключ А, и ток 1ог ю протекает в конденсатор 21 в направлении от выхода 24 источника к входу преобразователя, напряжение на конденсаторе резко спадает, затем в интервале

4 tf происходит медленный

спад напряжения на конденсаторе 21 под действием тока разряда через цепь обратной связи. Далее цикл повторяется. В результате на выходе синтезатора формируется напряжение сложной формы, максимальное значение которого выделяется блоком 19 выборки - хранения и подается на выход преобразователя. Выборка производится по сигналу управления с выхода одновибратора 1А. Предпагаемый преобразователь может быть использован в цепи обратной связи в программируемом по фазе генераторе.

При использовании в качестве преобразователя разности фаз синусоидальных напряжений схема должна дополнительно содержать усилители-ограничители на входах формирователя 1 преобразующие синусоидальные напряжения в прямоугольные, поступающие На входы формирователя 1. Неидентичность усилителей-ограничителей

0 5

0

5

76

вызьшает составляющую погрешности, пропорциональную частоте. Частотная погрешность преобразователя включающая еще частотную погрешность остальной схемы, может быть компенси- рована ртебольщим изменением тока Idi| при неизмег ном значении 1оу , для го может быть использована, наприм ер, цепь регулировки в преобразователе 17 апряжение - ток.

Формула изобретения.

Преобразователь разности фаз в постоянное напряжение, содержащий формирователь фазовых интервалов, два входа которого являются входами преобразователя, источник опорных токов, первый выход которого через первый ключ соединен с входом интегратора, а второй ключ соединен с вторым выходом источника опорных токов, отличающийся тем, что, с целью повьшзения надежности преобразователя, в него введены блок выборки-хра- хранения и резистор, при этом выход второго ключа соединен с выходом первого ключа и первым вьшодом резистора,. второй вьшод которого соединен с выходом блока выборки-хранения, являющегося выходом преобразователя, управляющие входы первого и второго клю- ключей соединейь: с соответствующими выходами формирователя фазовых интервалов, третий выход которого соединен с управляющим входом блока выборки- хранения, информационный вход которого соединен с выходом интегратора.

Изобретение относится к области измерения разности фаз двух переменных напряжений и может быть использовано в измерителях фазы и в генераторах, программно управляемых по фазе. Преобразователь разности фаз в постоянное напряжение содержит формирователь 1 фазовых интервалов, источник 2 опорных токов, ключи 3, 4. Для повышения надежности преобразователя в преобразователь 5 фазовых интервалов введены блок 19 выборки хранения, резистор 22 и новые электрические связи между функциональными элементами преобразователя. 1 ил. i (/) . го кэ О5

Составитель В, Шубин Редактор И. Горная Техред Л.Олийньк Корректор С. Черни

Заказ 4427/46

Тираж 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Подписное