ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК G05B6/02 G06F7/04 

Данное изобретение относится к технике фазочувствительного преобразования сигналов, может найти применение в различных системах автоматического регулирования в качестве звена, непосредственно управляющего исполнительными органами.

Известны фазочувствительные преобразователи, содержащие генератор опорной частоты, модулятор, балансные компараторы, фазоразделительиый блок и усилитель мощности.

К недостаткам известных преобразователей относится необходимость в применении двух отдельных линеек обработки сигнала, включающих в себя по пороговому устройству, для двух знаков (полярностей фаз) входного сигнала. Это усложняет устройство, и в то же время выходные импульсные сигналы имеют нелинейную характеристику.

Предлагаемый преобразователь отличается тем, что фазоразделительный блок выполнен в виде тиристорного однополупериодного выпрямителя противофазных напряжений опорного генератора, причем управляющие электроды тиристоров подключены к выходным обмоткам компаратора, а выходы выпрямителя соединены с соответствующими входами уси.лителя мощности. Выход усилителя мощпости через цепь обратной положительной связи, выполиеипой в виде фиксатора напряжения па два уровня, подключен ко входу

балансного компаратора. Это позволяет упростить устройство и улучщить характеристику выходных сигналов при преобразовании постоянного напряжения или переменного прямоугольной формы.

На фиг. 1 показана схема устройства, на фиг. 2 - временная диаграмма (точки схемы фиг. 1 и соответствующие им графики фиг. 2 обозначены одинаковыми буквами).

Устройство состоит из модулятора /, балансного компаратора 2, фазоразделительного блока 3, усилителя мощности 4 с нагрузкой в виде реле PI и Р, инерционного звена 5 цепи отрицательной обратной связи, формирующего звена 6 цепи положительной обратной связи и генератора оиорной частоты 7.

Устройство работает следующим образом.

Пусть, например входной сигнал имеет положительную полярность (фиг. 2). После модулятора / он принимает вид положительных импульсов (фиг. 26), длительность которых равна половине периода опорного генератора, а после дифференцирования - вид, показанный на фиг. 2,в.

Балапсный компаратор 2 генерирует выходные импульсы (фиг. 2,г) в тех точках па времени, где амплитуда отрицательных импульсов превышает порог его срабатывания (фиг. 2,8). Импульсы компаратора поступают на управляющие электроды одновременно

двух тиристоров фазоразделительного блока 5, которые подключены к противофазным напряжениям генератора опорной частоты 7.

В результате срабатывает тот тиристор, который в моменты прихода импульсов компаратора смещен напряжением опорного генератора в прямом направлении.

Выходные импульсы после тиристора показаны на фиг. 2,д. При изменении полярности входного постоянного напряжения все процессы по времени смещаются на половину периода опорного генератора, и от импульсов компаратора срабатывает другой тиристор (фиг. 2,(3i).

Таким образом, однополуперйодный сигнал после тиристоров уже несет информацию о полярности или фазе входного напряжения и его величине. В дальнейшем этот сигнал управляет ключевыми транзисторами усилителя мощности 4 через фильтры, поддерживающие состояние насыщения транзисторов в течение половины периода опорной частоты. В цепи коллекторов указанных транзисторов включены выходные реле PI и PZ.

В предлагаемом устройстве предусмотрена также импульсная линеаризация выходного сигнала в требуемом диапазоне изменения входного сипнала. Достигается это увеличением порога срабатывания компаратора 2 через инерционное звено 5 при наличии выходного сигнала преобразователя. Это звено по существу представляет собой цепь отрицательной обратной связи.

Кроме того, в цепь обратной связи включено формирующее звено 6, уменьшающее порог срабатывания компаратора при наличии выходного сигнала преобразователя. Это звено, .представляющее собой цепь положительной обратной связи, выполнено в виде фиксатора напряжения на два уровня. Один из этих уровней, который, соответствует запертым транзисторам усилителя мощности, определяет порог срабатывания компаратора, а второй при включенном усилителе мощности определяет порог отпускания компаратора, т. е. гистерезис. Таким образом исключается влияние различных характеристик насыщения транзисторов усилителя мощности на величину гистерезиса при различных полярностях входного напряжения, а следовательно, и на линеаризованную характеристику.

Предмет изобретения

1.Фазочувствительный преобразователь с обратными связями, содержащий генератор опорной частоты, модулятор, балансный компаратор, фазоразделительный блок и усилитель мощности, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, фазоразделительный блок выполнен в виде тпристорного однополупериодного выпрямителя противофазных напряжений опорного генератора, причем управляющие электроды тиристоров подключены к выходным обмоткам балансного комоаратора, а выходы выпрямителя соединены с соответствующими входами усилителя мощности.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения стабильности работы, выход усилителя мощности через цепь

положительной обратной связи, выполненной в виде фиксатора напряжения на два уровня, подключен ко входу балансного компаратора.