АМПЛИТУДНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ НУЛЬ-ОРГАН Советский патент 1974 года по МПК G05B1/01 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть иснользовано в мостах и компенсаторах переменного тока, приборах допускового контроля.

Известны амплитудно-дифференциальные нуль-органы, содержанлие два канала, каждый из которых состоит из согласующего устройства, выход которого через д;ифференцнpyioniee устройство и усилитель-ограничитель подключен ко входам двух расширителей импульсов, а также схему сравнения.

Недостатком известных амплитудпо-дифференциальных пуль-органов является то, что

они могут быть использованы только Д.1Я

сравнения установившихся сигналов и ненрнменимы для случаев, когда одно или оба сравниваемых напряжения находятся в нереходном режиме.

Это ограничивает быстродействие известных нуль-органов, так как в них процесс сравнения может осуш.ествляться не сразу после коммутаций в электрических цепях, с которых берутся сравниваемые сигналы, а только по истечении онределенного времени, необходимого для полного затухания переходного нронесса.

Целью изобретения является новышенне быстродействия нуль-органа.

Эта цель достигается тем, что предлагаемый амплитудно-дифференциальный нуль-орган содержит Б каждом канале сумматор, два запоминающих устройства и два ключа, первые входы которых подключены к выходу согласуюп его устройства, второй вход каждого ключа соединен с выходом соответствующего расщирителя импульсов, а выходы ключей через заноминаюш,ие устройства подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выходы сумматоров первого и второго каналов соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения.

Блок-схема нредлагаемого устройства представлена на фиг. 1 и содержит согласующие устройства (например, катодные повторители)

1, 2, дифференцирующие устройства 3, 4, усилители-ограничители 5, 6, расщирители импульсов 7-10, ключи 11 -14, запоминающие устройства 15-18, сумматоры 19, 20, схему сравнения 21, 22 и 23,первый и второй каналы нуль-оргапа; f/b Uz - напряжения, поступающие на входы амплитудно-дифференциального нуль-органа.

В предлагаемом амплитудно-дифференциальном нуль-органе каждое сравниваемое напряжение (t/i и 1/2) неред подачей на вход схемы сравнения 21 испытывает одинаковые преобразования, поэтому рассмотрим преобразование только одного напряжения-(7). Временная диаграмма преобразовапий напряжения Ui представлена на фиг. 2.

Оба напряжения - t/i и t/a или одно из них может находиться в нереходном режиме. Для примера будем считать, что рассматриваемое напряжение Ui находится в переходном режиме, напряжение Uz может быть взято в любом режиме.

Напрял ение Ь с выхода согласующего устройства 1 (фиг. 2, строка 1) поступает на дифференцирую.щее устройство 3, с выхода которого поступает на усилитель-ограничитель 5. Фронты прямоугольника напряжения на выходе усилителя-ограничителя 5 совпадают с экстремумами напряжения Ui.

Положительные фронты прямоугольного напряжения с выхода ограничителя 5 запускают расширитель импульсов 7, а отрицательные фронты - расширитель импульсов 8.

Положительные прямоугольные импульсы малой длительности с выхода расширителя 7, совпадаюш,ие по времени с положительными экстремумами напряжения L/i (фиг. 2, строка 2), поступают на унравляюш,ий вход ключа И, на второй вход которого поступает напряжение, снимаемое с выхода согласуюш,его устройства 1.

Аналогично, отрицательные прямоугольные импульсы с выхода расширителя 8, совнадаюш,ие по времени с отрицательными экстремумами напряжения Ui (фиг. 2, строка 3) поступают на унравляюш,ий вход ключа 12, на второй вход которого подается напряжение, снимаемое также с выхода согласующего устройства 1.

Каждый из ключей II, 12 открывается соответствующим сигналом с расширителей на короткое время в области экстремумов напряжения L/i.

На выходе ключей 11, 12 появляются прямоугольные соответственно положительпые и отрицательные импульсы малой длительности (фиг. 2, строки 4, 5). С выхода ключа 11 поступает импульс с амплитудой, равной амплитуде отрицательного экстремума напряжения Ui.

Импульсы с выхода ключа И поступают на запоминающее устройство 15, а импульсы с выхода ключа 12 поступают на запоминающее устройство 16. В качестве запоминающих устройств могут быть взяты, например, конденсаторы. В запоминающих устройствах происходит запоминание амплитуды каждого поступающего импульса.

Напряжение с выхода запоминающего устройства 15 (фиг. 2, строка 6) поступает на один из входов сумматора 19, на второй вход которого поступает напряжение с запоминающего устройства 16 (фиг. 2, строка 7).

На выходе сумматора 19 появляется постоянное положительное напряжение, равное но величине сумме абсолютных величин напряжений с выходов устройств 15, 16, то есть в

конечном итоге сумме амплитуд соседних разнонолярных экстремумов напряжения 6i (фиг. 2, строка 8. С выхода сумматора 19 постоянное напряжение поступает на один из входов схемы сравнения 21. Напряжение Uz преобразуется аналогичным образом на дифференцирующем устройстве 4, усилителе-ограничителе 6, расширителях импульсов 9, 10,, ключах 13, 14 запоминающих устройствах 17,

18, сумматоре 20.

На выходе сумматора 20 появляется постоянное положительное напряжение, равное но величине сумме амплитуд двух соседних разнополярных экстремумов напряжения Uz. Напряжение с выхода сумматора 20 поступает на второй вход схемы сравнения 21.

Как видно из временной диаграммы (см. фиг. 2, строка 8) постоянное напряжение на выходе сумматора меняется но величине скачком, причем момент скачка совпадает с поступлением на запоминающие устройства 15, 16 импульсов с ключей 11, 12.

Данное изменение напряжения с выхода сумматора 19 объясняется тем, что сумма амплитуд двух соседних разнополярных экстремумов напряжения переходного процесса не равна сумме амплитуд двух соседних экстремумов установившегося напряжения. Величина каждой стуненьки At/i (, 2, 3) равна

величине этой разности для каждых двух соседних разнонолярных экстремумов.

По мере затухания переходного процесса амплитуда ступенчатообразного изменения напряжения с выхода сумматора 19 убывает,

стаповясь равной О, когда переходный процесс закончится.

То же явление будет иметь место и на выходе сумматора 20, если напряжение Uz будет испытывать переходный нроцесс.

гг

Предмет изобретения

Амнлитудно-дифференциальный нуль-орган, содержащий два канала, каждый из которых состоит из согласующего устройства, выход

которого через последовательно соединенные дифференцирующее устройство и усилительограничитель подключен ко входа.м двух расширителей импульсов, а также схему сравнения, о т л ич а ю Н1,и и ся тем, что, с целью повышения быстродействия нуль-органа, он содержит в каждом канале сумматор, два запоминающих устройства и два ключа, первые входы которых подключены к выходу согласующего устройства, второй вход каждого

ключа соединен с выходом соответствующего расширителя импульсов, а выходы ключей через запоминающие устройства подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выходы сумматоров первого и второго каналов соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения.