УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХСИГНАЛОВ Советский патент 1974 года по МПК G05B1/01 

1

Изобретение относится к области релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Известны устройства для сравнения переменных сигналов, содержащие зарядные усилители и запоминающие ячейки, охваченные обратной связью, зарядный ключ и нуль-орган.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что, с целью повыщения быстродействия и расщирения функциональных возможностей, оно содержит блок выдержки времени, дифференцирующую цепь, ячейку запрета и селектор импульсов по длительности, причем вход блока выдержки времени подключен к выходу одного из зарядных усилителей, а выход - к управляющему входу ячейки запрета и через дифференцирующую цепь - ко входу разрядного ключа; вход ячейки запрета соединен с выходом нуль-органа, а выход - со входом селектора импульсов по длительности.

На фиг. 1 приведена блок-схема предложенного устройства.

Устройство состоит из зарядных усилителей 1 и запоминающих ячеек 2, охваченных отрицательной обратной связью, зарядного ключа 3 и нуль-( 4, подключенных к выходам запоминающих ячеек 2. К выходу одного из зарядных усилителей 1 подключен блок 5 выдержки времени, выход которого связан с

управляющим входом ячейки запрета 6 и через дифференцирующую цепь 7 - со входом ключа 3. Вход ячейки запрета 6 подключен к выходу нуль-органа 4, а ее выход - ко входу селектора импульсов 8 по длительности.

На фиг. 2 и 3 приведены временные диаграммы напряжений в наиболее характерных точках устройства сравнения; на фиг. 4 - характеристика устройства сравнения в комплексной плоскости.

Здесь: бвх, -входное напряжение, превышение которого над другим определяется устройством; увх, -входное напряжение, с коТОрЫМ сравнивается бвх, ; .U , аХ2.Н

величины напряжений, запомненные запоминающими ячейками, пропорциональные амплитудным значениям напряжений 17в.-, и вх,; Ф - сдвиг фаз напряжениями

BXi и UBX,, выхзу - напряжение на выходе зарядного усилителя; t/u. в - напряжение на выходе блока выдержки времени; .в - время выдержки блока выдержки времени; t/,,.o - напряжение на выходе нуль-органа; Uy - напряжение на выходе ячейки запрета; и - длительность импульса на выходе яче1п и запрета; f/вых - выходное напрял ение устройства сравнения; с - уставка селектора импульсов по длительности; W - вектор отнощения

входных напрян ений. Устройство сравнения работает следующим образом. При поступлении на входы зарядпых усилителей 1 синусоидальных напряжений УВХ, и t/BXj напряжение на выходе зарядных усилителей представляет собой синусоидальные импульсы длительностью в 90 эл. град (t/выхзу на фиг. 2 и 3). Такая форма достигается благодаря большому коэффициенту усиления зарядных усилителей 1, влиянию нелинейности диодно-емкостных запоминающих ячеек 2 и глубокой отрицательной обратной связи. В исходном состоянии па выходе блока 5 выдержки времени имеется потенциальный сигнал (фиг. 2 и 3), который запрещает прохождение напряжения с выхода нуль-органа 4 через ячейку запрета 6 на вход селектора импульсов 8 по длительпости. Запуск блока 5 выдержки времени производится задним фронтом напряжения с выхода соответствующего зарядного усилителя 1. Напряжение на выходах запоминающих ячеек после достижения соответствующим входным сигналом амплитудного значения остается постоянным ((/Bici i и /BX2AiHa фиг. 2 и 3).В процессе нарастания напряжений U,,, и Lax, выходные напряжения запоминающих ячеек 2 но форме повторяют напряжения t/вх, и t/Bx, (фиг. 2 и 3). На выходе нуль-органа имеется напряжение, отличное от нуля только тогда, когда мгновенное значение напряжения 1-го канала превышает напряжение 2-го канала (фиг. 2 и 3). Но истечении выдержки времени па выходе блока выдержки времени вновь появляется напряжение, передний фронт которого через дифференцирующую цепь 7 включает ключ 3. Ключ разряжает конденсаторы диодпо-емкостных запоминающих ячеек 2, сбрасывая запомненные показания (фиг. 2 и 3). На вход селектора импульсов 8 по длительности напряжение с выхода нуль-органа может проходить только в течение выдержки времени блока выдержки времени. Если t/Bxi ТО время наличия сигнала на выходе нуль-органа 4 превышает время выдержки в.в, и через ячейку запрета 6 проходит импульс, длительность которого превышает уставку селектора импульсов 8: В этом случае на выходе устройства сравнения имеется импульсный выходной сигнал (фиг. 2). Если f/Bxi ивх2м и угол сдвига фаз ф между нимимал, то длительность импульса на выходе ячейки запрета 6 мала и на выходе селектора импульсов 8 напряжение равно нулю (фиг. 3). Длительность импульса /и в общем случае зависит от сдвига фаз ф между сравниваемыми напряжениями и отношения их амплитудных значений. Ноэтому характеристика устройства сравнения в комплексной плоскости имеет вид, отличный от окружности (фиг. 4). Устройство срабатывает при равенстве входных напряжений, если угол сдвига фаз между ними ф w/c, а также при ф(.в. В диапазоне со/с Ф .в срабатывание устройства происходит при величине комплексного переменного W, равного отношению сравниваемых величин, меньше 1. Причем, .,« если шГв.в (оГс , то имеется некоторый диапазон изменения ф, в котором устройство срабатывает при модуле комплексного переменного . После очередного измерения соотношения входных сигналов происходит разрядка конденсаторов запомипающих диодно-емкостпых ячеек 2 и затем процесс запоминания амплитудпых значений сигналов и измерения повторяется. Таким образом, предлагаемое устройство сравнения переменных сигналов обеспечивает сравнение векторпых значений входных сигналов с учетом сдвига фаз между ними. Причем характеристика срабатывания может регулироваться соответствующим выбором длительности выдержки времени блока выдержки времени и установки селектора импульсов по длительпости. Время срабатывания устройства сравнения не превышает одного периода входпых сигналов. Предмет изобретения Устройство для сравнения переменных сигналов, содержащее зарядные усилители и запоминающие ячейки, охваченные обратной связью, зарядный ключ и нуль-орган, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, оно содержит блок выдержки времени, дифференцирующую цепь, ячейку запрета и селектор импульсов по длительпости, причем вход блока выдержки времени подключен к выходу одного из зарядных усилителей, а выход - к управляющему входу ячейки запрета и через дифференцирующую цепь - ко входу разрядного ключа; вход ячейки запрета соединен с выходом нуль-органа, а выход - со входом селектора импульсов по длительпости.

USk

.„ f

Зона сра6аты8амия