Дифференциатор переменного тока Советский патент 1975 года по МПК G06G7/18 

:54).:ДИФФЕРЕНЦИАТОР IIEPEMEFiHOIX) ТОКА

1

Изобретение относич-ся к устройствам для дифференцирования огибающей амляитудномодулированного напряжения и может быть использовано в качестве дифференцирующего усаройства для систем автоматического регулирования и управления, работающих на переменном токе.

Известен дифференциатор переменного тока, содержаищй источники входного сигнала и опорного напряжения, запоминающий элемент и последовательно соедпненные первый прерыватель и диф4)еренцирующий элемент.

Однако в известном устройстве в установившемся режиме и при ненулевом входном напряжении на выходе дифференциатора присутствует знакопеременное напряжение, обус;ювленное воздействием изменения текущего значения напряжения несущей частоты на дифференцирующем элементе за время замкнутого состояния прерывателя.

Но в ряде случаев, такая форма выходного сигнала неприемлема, в частности, для систем автоматического регулирования с релейным выходом, где напряжение, обусловленное изменением текущего значения несущей за время зам1снутого состояниа прерывателя, будет помехой, так как в этих системах состояние испошштельного релейного элемента определяется Hajm4HeM подаваемых на его вход импульсов определенной полярности.

Кроме того, в таком устройстве замыкание прерывателя происходит при увеличении синусоидального опорного напряжения вы1ие определенного уровня, обычно не стабильного. Это приводит к нестабильности фазы срабатывания прерывателя и, следовательно, к нестабильности уровня напряже1шя несущей, подаваемого через прерыватель на дифференцирующий элемент.,. В результате в выходном сигнале дифференциатора появ/шется дополнительная помеха.

Цель изобретения - повышение точности.

Длш этого в предлагаемом устройстве источник опорного напряжения через дополнительно введенные последовательно соединенные фазовращатель, генератор импульсов и блок задержки подсоединен к управляюще.му входу первого прерывателя, исггочник входного сигнала подключен к входу дополнительно введенного второго прерывателя, а управляющий вход второго прерывателя подключен к выходу генератора импульсов, выход второго прерывателя подсоединен к запоминающему элементу и к входу второ го прерывателя.

На фиг. 1 приведена блок-схема дифференциатора переменного тока; на фиг. 2 эпюры напряжений, поясняющие работу ди4 ференциатора.

Дифференциатор переменного тока содержит прерыватели 1 и 2, запоминающий 3 и дифференцирующий 4 элементы, фазовращатель 5, генератор импульсов 6, блок задержки 7.

Устройство работает следующим образом.

Опорное напряжение Unn применяемое

в системах автоматического управления и регулирования для запитки датчиков рассогласования и поэтому совпадающее по фазе И7Ш находящееся в противофазе с напряжением первой гармоники амилитудно- модулированного сигнала, снимаемого с таких датчиков и .являющегося входным напряжением (Ja)( , поступает на фазовращатель 5, осуществляющий сдвю onopiroro

напряжения (Jnn а фиксированный угол,

бт1зкий к 9О . Такой фазовращатель может быть выполнен на базе интегрирующего усилителя. Напряжение UmC выхода 4 азовращателя 5 поступает на генератор 6 и запускает его в моменты одноимен- ных переходов напряжения через нуль. Импульсы Urt с генератора 6 поегупают ла управляющий вход прерывателя 1, который замыкается на время действия импульса. При замыкании прерывателя 1 производится выборка из входного напряжения Ugx запоминание этой выборки

на элементе 3, причем запомненное на конденсаторе напряжение соответствует

величине входного сигнала Uaj в момент окончательной выборки.

Конец выборки целесообразно совмещат с моментами экстремумов первой гармо1ш- ки входного напряжения U ,

во-первых, в эти моменты времени мгно-

венные значения квадратурной составляюшей и четных гармоник близки к нулю и, во-вторых, существенно уменьщается влияние нестабильности моменэ-ов срабатывания прерывателя 1, которая приводит к нестабильности фазы выборки, а следовательно, и к изменению напряжения выборки запоминаемого -на конденсаторе.

Напряжение с запоминающего элемента 3 через прерыватель 2, замыкающийся после размыкания прерывателя 1, поступает на дифференцируюищй элемент, состоящий из конденсатора и резистора. Поэтому вы ходкое напряжение U.,,, дифференциатора,

DOIA

снимаемое с резистора, представляет собой последовательность импульсов пере- разряда конденсатора дифференцирующего элемента, вызванного приращением напряжения U- на запоминающем элементе

при изменении огибающей входного сигнала и

ВЛ

Схема управления прерывателем 2 выполнена в виде блока задержки 7, подключенного к выходу генератора 6. Последовательность импульсов, и на выходе

блока задержки 7.:, сдвинута относительно последовах пьйости; импульсов У, на выходе генератора 6 на время, равное длительности импульса, и поступает на управляющий вход прерывателя 2. Каждый импульс последовательности У приводит

к замыканию прерывателя 2 на время, равное длительности этого импульса. Замыкание прерывателя 2 нeпOcpeдcтвeшio после размыкания прерывателя 1 позволяет свести к минимуму задерлску выходного сигнала и„ . дифференциатора относительно Вил

выборки из входного сигнала Ugv

Для обеспечения высокого быстродействия диф(})еренциатора постоянная , времени дифференцирующего блока должна быть выбрана достаточной для обеспечения перезаряда конденсатора за время замкнутого состояния прерывателя 2. И с другой стороны, соотноще ше емкостей запоминающего элемента 3 и конденсатора дифференцирующего блока желательно выбирать таковым, чтобы при перезаряде этих KOIJденсаторов во время замыкания прерывателя 2 напряжение на запоминающем эле шнте 3 существенно не изменялось, Невыполнение этих условий приводит к появлению постоянной време1ш запаздывания дифференциатора, так как П{ж срабатьшании прерывателей после прекращения изменения входного напряжения Ug все же происходит

дозаряд конденсаторов и появляется напряжение на выходе дифференциатора.

Так как импульсы перезаряда конденсатора дифференцирующего элемента, являющиеся выходным сигналом Ug|jij( дифференциатора, вызваны приращением напряже НИН Up на запоминающем элементе 3 и,

V

следовательно, их значения пропорциональ- Hbi приращениям огибающей за период несущей частоты, то огибающая как средних, так и амплитудных значений этих импульсов является производной от огибающей входного напряжения jJov дифференциатора. ..

Предмет изобретения

Дифференциатор переменного тока, содер. жащийисточник1 | входного сигнала и опор- (

Vex

о-

6

ного напряжения, запошшающий элемент после довательно соединенные первый прерыватель и дифференцирующий элемент, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повыщения точности, источник опорного напряжения через дополнительно введенные последовательно соединенные фазовращатель, генератор импульсов и блок задержки подсоединен к управляющему вхрду первого прерывателя, источшж входного сигнала подклювен к входу допошштельно введенного второго прерывателя, а управляющий вход второго прерывателя подключен к выходу генератора импульсов, выход второго прерывателя подсоединен к запоминающему элементу и к входу второго прерывателя.

п

,; Чвш

iH

в 7

(Jon ,

Фиг.1