Устройство для определения момента перехода через ноль Советский патент 1993 года по МПК G05B1/01 

Изобретение относится к области преобразования сигналов и может быть использовано в качестве устройства для определения момента перехода через ноль переменного напряжения. Устройство может быть использовано также для определения момента перехода через ноль разности двух входных сигналов.

Цель изобретения заключается в том, чтобы увеличить помехоустойчивость устройства при сохранении точности.

Блок-схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2 приведены осциллограммы напряжения в различных точках устройства, где 1 - вход устройства, 2 - компаратор с гистерезисом, 3 - компаратор Без гистерезиса (нуль-орган). 4 - D- триггер, 5 - входной сигнал (фиг. 2) с

преувеличенным уровнем помех, 6 - выходной сигнал компаратора 2 с гистерезисом, 7 - выходной сигнал компаратора 3 без гистерезиса, 8 - выходной сигнал, снимаемый с выхода Q D-триггера.

Вход 1 устройства связан с входами компараторов 2 и 3. Выход компаратора 2 с гистерезисом связан с входом R сброса D- триггера, а выход компаратора 3 без гистерезиса - с входом С синхронизации D-триггера. Вход D D-триггера связан с шиной 1, соответствующей логической Г. Выходом устройства является выход Q D- триггера.

Работает устройства следующим образом.

При большом отрицательном значении входного сигнала 5 на выходах компараторов 2 и 3(фиг. 1)отрицательное напряжение,

00

о

4J

ю оо

СА)

что соответствует логическим О (поз. 6 и 7 на фиг. 2). При этом на входах R и С D-триггера 4 логические О, а сам триггер находится в исходном (нулевом) состоянии и на его выходе Q также логический О (поз. 8 на фиг. 2).

При первом переходе через ноль входного сигнала в момент времени ti компаратор 3 без гистерезиса формирует перепад выходного напряжения, соответствующий логической Г. по которому в D-триггер 4 по входу С записывается единица, Последующий дребезг выходного сигнала компаратора 2 за счет помех не изменяет состояния D-триггера.

В момент времени t2 срабатывает компаратор 2 с гистерезисом, выходной сигнал которого поступает на вход R D-триггера 4 и сбрасывает его. В результате на выходе .Q D-триггера 4 формируется сигнал 8, передний фронт которого совпадает с моментом первого перехода входного сигнала 5 через ноль (а в отсутствии помех - точно в момент перехода входного сигнала через ноль), а задний фронт совпадает с моментом срабатывания компаратора 2 с гистерезисом.

Дальнейшее изменение входного сигнала 5 в момент времени ts приводит к отпусканию компаратора 3 без гистерезиса и вызывает последующее подрабатывание его в момент времени t4 за счет помехи. При этом изменение состояния D-триггера 4 не происходит, поскольку на его входе R в это время присутствует сбрасывающий сигнал, удерживающий этот триггер в исходном состоянии, Тем самым обеспечивается помехоустойчивость устройства в условиях воздействия интенсивных помех.

В момент времени ts, когда входной сигнал достигнет большого отрицательного

:.

0

5

0

5

0

5

0

значения, отпускает компаратор 2 с гистерезисом, обеспечивая в последующем переход D-триггера 4 в единичное состояние в момент времени te.. ..

Для сравнения двух сигналов достаточно на вторые входы компараторов, соединенные с общей шиной на фиг. 1, подать второй входной сигнал.

Таким образом, по сравнению с известным устройством предложенное обладает очень высокой помехоустойчивостью, формируя всего один импульс за один период переменного напряжения даже в условиях интенсивных помех. Причем передний фронт этого импульса точно совпадает с моментом перехода входного сигнала через ноль при отсутствии помех.

Что касается компаратора с гистерезисом и D-триггера, то они известны, но будучи введены в предложенное устройство в совокупности с новыми связями дают увеличение помехоустойчивости устройства.

Таким образом, предложение обладает промышленной полезностью и существенной новизной.

Формула изобретения Устройство для определения момента перехода через ноль, содержащее ноль-орган в виде компаратора без гистерезиса, отличающееся тем, что в него дополнительно введены D-триггер и компаратор с гистерезисом, вход которого соединен с входом компаратора без гистерезиса, причем выход компаратора с гистерезисом соединен с входом R сброса D-триггера, а выход компаратора без гистерезиса соединен с входом С синхронизации D-триггера. вход D которого соединен с шиной логической единицы.

„/

/

Использование: область преобразования сигналов, в качестве устройства для определения момента перехода через ноль переменного напряжения, для определения момента перехода через ноль разности двух входных сигналов. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при сохранении точности. Сущность: устройство содержит компаратор без гистерезиса, компаратор с гистерезисом и D-триггер. 2 ил.

f/

фиг /

7

t2

8

U . it

ts

Фиг2

ts t