Способ усреднения пульсирующего напряжения Советский патент 1992 года по МПК G01R19/22 G01R19/04 

К

IVI

00 Јь

о

iCJ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для усреднения пульсирующего напряжения с переменной частотой в системах управления, контроля, защиты и т.д.

Цель изобретения - повышение точности операции усреднения, упрощение ее реализации, повышение надежности.

В способе усреднения подавляют помехи высокой частоты во входном пульсирую- щем напряжении, дифференцируют это напряжение и формируют импульсы в момент перехода продифференцированного сигнала через ноль. Дополнительно полученную таким образом импульсную после- довательность разделяют на условно четную и нечетную, входное напряжение с подавленной высокочастотной помехой запоминают раздельно в моменты формирования импульсов как из четной, так и нечетной последовательностей. Запомненные значения входного напряжения суммируют.

На фиг.1 показана структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - эпюры напряжений, импульсных последовательностей, поясняющих его работу.

Устройство состоит из фильтра нижних частот 1, выход которого подсоединен к вхо- дам четного 2 и нечетного 3 устройств выборки и хранения, а также через дифференцирующее устройство 4. к формирователю импульсов 5 (формирующему импульсы в моменты перехода его входного сигнала через ноль).

Выход формирователя 5 через триггер со счетным входом 6 (Т-триггер) подключен к входам четного 7 и нечетного 8 формирователей коротких импульсов (с длительно- стью т « Тт,

где Тт - период пульсаций усредняющего входного напряжения.

Выходы формирователей коротких им- пульсов 7, 8 подсоединены к управляющим входам соответствующих устройств выборки и хранения 2, 3.

Выходы последних подсоединены на вход сумматора 9, являющегося выходкым узлом рассмотренного устройства усреднения.

Устройство работает следующим образом.

Входное пульсирующее напряжение UBX (с переменной частотой переменной его составляющей), пройдя через фильтр нижних частот, имеет видит по фиг 2 Сигнал LH дифференцируется, причем на выходе дифференцирующего устройства 4 мы получаем его производную Ш по фиг.2 (в данном случае показана работа идеального дифференцирующего устройства, обеспечивающего сдвиг переменной составляющей сигнала LH на 90°, в реальных условиях этот сдвиг меньше 90°, но для работы рассматриваемого усреднителя это не имеет принципиального значения). Сигнал U4 поступает на вход формирователя 5, причем на выходе последнего формируется импульсная последовательность Us (импульсы формируются в моменты перехода Ш через 0). С помощью счетного триггера 6 и формирователей коротких импульсов 7, 8 разделяем исходную импульсную последовательность Us на четную U и нечетную Ue импульсные последовательности. Эти последовательности поступают на управляющие входы устройства выборки и хранения 2, 3 соответственно. В моменты формирования импульсов нечетной последовательности Us, на выходе устройства 3 запоминаются соответствующие значения сигнала Ui (U31, изз, Uss). Аналогично для четной последовательности U - сигналы Ui (U22, U24, U26). Эти запоминающиеся значения поступают на сумматор. Выходной сигнал сумматора.

U3(2i+l)+U2(2l)

92

, 1,2,3...

Полученные таким образом средние значения входного напряжения могут быть использованы в различного рода датчиках. В ряде случаев необходимо выделять переменную составляющую пульсирующего напряжения без искажения ее фазового положения. Для этого из напряжения Ui вычитается выходной сигнал Ug. Предлагаемое устройство схемотехнически проще прототипа - отсутствует узел регулируемого постоянного интегрирования (на базе Шима или умножителя), отсутствует интегратор, который в высокоточном датчике должен строиться на базе термостабильного, прецизионного усилителя, отсутствует узел формирования сигнала, пропорционального периоду пульсаций, который к тому же обладает существенной инерцией.

В устройстве информации обновляется, уточняется каждые полпериода пульсирующего напряжения, т.е. быстродействие существенно выше, чем у прототипа.

Формула изобретения

Способ усреднения пульсирующего напряжения, заключающийся в том, что пульсирующее напряжение фильтруют, дифференцируют и фиксируют моменты перехода продифференцированного напряжения через ноль, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, упрощения и повышения надежности, в моменты перехода продифференцированного напряЦ,

ь м

жения через ноль запоминают раздельно нечетные и четные экстремумы пульсирующего напряжения, запомненные значения суммируют.

fa

Использование: изобретение относится к электротехнике для усреднения пульсирующего напряжения переменной частоты. Сущность изобретения : устройство, реализующее способ, содержит фильтр нижних частот 1, два устройства выборки и хранения 2, 3, дифференцирующее звено 4, формирователь импульсов 5, Т-триггер 6, формирователи коротких импульсов 7, 8, сумматор 9. Согласно способу суммируют значения раздельно запомненных четных и нечетных экстремумов пульсирующего напряжения. Причем эти значения запоминают в момент перехода продифференцированного напряжения через ноль. 2 ил.

Фиг. 2

Редактор М.Товтин

Составитель Л.Попова Техред М.Моргентал

Корректор О. Кравцова