Способ сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений Советский патент 1991 года по МПК G01R19/10 

О

00

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для сравнения двух синусоидальных напряжений одинаковых по частоте и сдвинутых по фазе.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Согласно способу сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений в момент первого перехода через нуль первого синусоидального напряжения при его переходе из отрицательной (положительной) области формируют начало контрольного интервала, оконча- ние которого совпадает с первым переходом через нуль второго синусоидального напряжения при его переходе из положительной (отрицательной) области, в момент второго перехора через нуль первого синусоидального напряжения формируют начало первого импульса, конец которого совладает с началом второго импульса и моментом равенства первого и второго синусо- идальных напряжений, конец второго импульса совпадает с моментом второго перехода через нуль второго синусоидального напряжения, а соотношение амплитуд сравниваемых напряже- ний определяют по совпадению с первым или вторым импульсами короткого импульса, формируемого в момент времени, отстоящий на половину контрольного интервала времени от момента второго перехода через нуль первого синусоидального напряжения.

На фиг.1 приведен пример устройства, реализующего способ сравнения амплитуд; на фиг.2 - эпюра напряже- ний.

Устройство для сравнения амплитуд двух синусоидальных напряжений содержит компараторы 1-3, элементы И 4-9, счетчики 10 и 11, цифровой компара- тор 12, генератор 13 импульсов, делитель 14 частоты, элемент 15 сброса входные 16 и 17 и выходные 18 и 19 зажимы.

Входной зажим 16 соединен с пер- выми входами компараторов 1 и 2,входной зажим 17 соединен с вторым и первым входами компараторов 2 и 3 соответственно, вторые входы компарата- ров 1 и 3 заземлены, прямой выход компаратора 1 соединен с первым входом элемента И 6 и через элемент 15 сброса с входами сброса счетчиков 10 и 11, выходы которых соединены с

входами цифрового компаратора 12, выход которого соединен с первыми вх дами элементов И 8 и 9, выходы которых соединены с выходными зажимами 18 и 19 соответственно, инверсный выход компаратора 1 соединен с первыми входами элементов И 4 и 5, прямой выход компаратора 2 соединен с в гори входом элемента И 4, выход которого соединен с вторым входом эпемента 8, инверсный выход компаратора 2 соединен с первым входом элемента И 7, выход которого оое,т-; сч - вторым входом элемента И 9, г.рямой выход компаратора 3 соединен г nTOрым входом элемента И 6, выход которого соединен с входом счетчика I, инверсный выход компаратора 3 соединен с вторыми входами элементов И 7 и 5, выход последнего соединен с входом счетчика 10, третий вход элемента И 5 соединен с выходом генератора 13 импульсов и входом делителя 14 частоты, выход которого соединен с третьим входом элемента И 6.

Устройство, реализующее способ сравнения с.мплитуд двух синусоидальных напряжений, работает следующим образом.

Компараторами 1 и 3 входные синусоидальные напряжения ) и V(t (фиг.26 и а) преобразуютсч в импутьс ные напряжения U и К типа меандр (фиг.2и и д), фронты которых совпадают с моментами перехода входных напряжений через пулевое значение На выходах компаратора 2 формируется импульсное напряжение U типа меандр (фнг,2г), фронты которого совпадают с ближайшими моментами равенства мгновенных значений амплитуд входных напряжений

Из этих трех импульсных напряжений с помощью элементов 11, 4, 5, 6 и 7 формируются следующие импульсное напряжения (фиг.2е-и соответственно

-. на выходе элемента И 4 - им пульсное напряжение . во второй полупериод сравниваемых напряжений, передний фронт которого совпадает с моментом равенства мгновенных значений амплитуд входных напряжений, а спад этого импульса совпадает с моментом равенства нулю мгновенного значения амплитуды второго из сравниваемых напряжений;

- на выходе элемента И 5 импуль ное напряжение Uj во второй полупе5I626I6S

риод сравниваемых напряжении, перед- ний и задний фронт которого определяются моментами равенства нулю мгновенных значений первого и второ- io сравниваемых напряжений;

- на выходе элемента И 6 - напряжение Ug аналогичное 1 , но в первый период сравниваемых напряжений;

- на выходе элемента И 7 - импульсное напряжение Ujr во втором по- лупериоде сравниваемых напряжений, передний фронт которого определяется моментом равенства нулю мгновенного значения амплитуды первого из сравниваемых напряжений, а спад этого импульса совпадает с моментом равенства мтночышых з ычений амплитуд сравниваемая напряжении.

При этом, тт как на один ич ВУОДОВ элемента И 6 подастся также импульсное н. с выхода делителя 14 частоты, то на выходе этого элемента И 6 формируется пачка импульсов, т.е импульс напряжения U, заполненный импульсами напряжения, частота f которого значительно больше длительности этого импульса Коли чество импульсов частоты делителя 14 часто i л, одер лщпхся в импульсе напряжения fj на вмходе элемента И 6, подсчитывается скетчи ом 1 1,

На выходе элемента II 5 также формируется пачка импульсов U, но заполненная импульсами с выхода генератора 13 импульсов, частота которых в два раза больше, чем частоты импульссв, заполняющих импульс на выходе элемента И 6. Так как число этих импульсов подсчитывается счетчиком 10, то в момент времени, соответствующий середина импульса на вы- ход„ элемента И 5, код счетчика 10 сравняется с кодом счетчика 11 и на выходе цифрового компаратора 12 формируется короткий импульс напряжений (напряжение фиг.2к)« Этот короткий импульс напряжении U подается на один из входов элементов И 8 и 9, на другой вход которых подаются импульсы напряжений L 4 и U с выходов соответственно элементов И А и 7.

Если амплитуда входного сннусо- напряжения, подаваемого на зажим 16 устройства, превышает величину синусоидального напряжения, по даваемого на зажим 17 устройства, то совпадают во времени импульсы на выходах элемента И 7 и цифрового компа

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ратора 12 и короткий импульс напряжения U(j появляется на зажиме 19 устройства (). При обратном соотношении амплитуд входных напряжений устройства короткий импульс напряжения появляется на зажиме 18 устройства (не показан).

В начале следующего периода первого из сравниваемых напряжений (в момент перехода его через нулевое значение) от фронта импульса с выхода компаратора 1 элементом 15 сброса формируется короткий импульс, которым счетчики 10 и 11 возвращаются в исходное состояние.

Формула изобретения

Способ соавнения амплитуд двух синусоидальных напряжений, имеющих одинаковую частоту и сдвинутых по фазе, заключающийся в том, что формируют контрольный интервал времени, начало которого совпадает с первым переходом через нуль первого синусоидального напряжения при его переходе из отрицательной (положительной) области, а конец первого интервала времс пи совпадает с первым переходом через нуль второго синусоидального напряжения при его переходе из положительной (отрицательной) области, следующим сразу за первым переходом через пуль первого синусоидального напряжения, формируют первый и второй импульсы, причем конец первого импульса совпадает с началом второго импульса и совпадает с моментом равенства значений первого и второго синусоидальных напряжений после второго перехода через нуль первого синусоидального напряжения, а также формируют короткий импульс, по положению которого относительно первого и второго импульсов судят о соотношении амплитуд сравниваемых напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, начало первого импульса формируют в момент второго перехода через нуль первого синусоидального напряжения, конец второго импульса формируют в момент второго перехода через нуль второго синусоидального напряжения, а короткий импульс формируют в момент времени, равный поленике значения контрольного интервала времени от второго перехода через нуль первого синусоидального напряжения.

Изобретение относится к средствам сравнения амплитуд двух синусо- идальных напряжений одинаковой час- тоты и сдвинутых по фазе. Цель изобретения - повышение быстродеиствия. Формирование начала первого импульса осуществляют в момент второго перехода через нуль первого синусоидального напряжения, относительно которого формируют и короткий импульс, а ко- нец второго импульса формируют в момент второго перехода через нуль второго напряжения. Устройство, содержащее компараторы 1-3, в момент первого перехода через нуль первого напряжения начинает формировать начало контрольного интервала времени, который преобразуется в количество импульсов, которые через элемент И 6 от генератора 13 импульсов и делитель 14 частоты запоминаются в счетчике II. В счетчике 10 с помощью элемента И 5 формируется половина контрольного интервала времени, по окончании которого вырабатывается короткий импульс в цифровом компараторе 12. В элементах И 4 и 7 также формируются первый и второй импульсы, по совпадению с одним из которых короткого импульса на выходе одного из элементов И 8 или 9 формируется результат сравнения,. 2 ил. (/