Управляемый фазовращатель Советский патент 1977 года по МПК G01R25/00 

(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использовано в фазометрах.

Известен управляемый фазовращатель, содержащий электромеханический элемент, под- ключенный к многофазному источнику синусоидального напряжения питания; выходной сигнал фазовоащателя смещается по фазе на угол, пропорциональный угловому перемещению входного вала фазовращателя l . Недостатком таких фазовращателей является наличие электромеханического элемента, что увеличивает габариты фазовращателя и требует преобразован1 я входной информации в 5тол поворота.

Известен также управляемый фазоврашатель, содержащий преобразователь аналоговой величины в код, а выход преобразователя подключен к управляющим входам дискретного фазовращателя 2. Недостатком таких фазовращателей является их сложность

Наиболее близким к предлагаемому является зщравляемый фазовращатель, содержащий усилитель-ограничитель входного сигнала, подключенный к элементу задержки, другой вход которого соединен с источником управляющего напряжения, выходной избирательный блок jsj .

Недостатком известного фазовращателя является низкая точность, вызванная изменением амплитуды выходного сигнала при изменении его фазы и большим содержанием низких гармоник по отношению к амплитуде выделяемого сигнала на входе избирательного блока. Кроме того, известный фазовращатель имеет малый диапазон изменения, фазового сдвига между двумя нулевыми значениями выходного сигнала.

Целью изобретения является повышение точности фазовращателя и расширение диапазона его работы.

Поставленная цель достигается введением триггера, блока сравнения, усилителя постоянного тока, одновибратора, формирователя, источника опорного напряжения и дополнительного усилителя-ограничителя, выход источника опорного напряжения подключен к одному из входов блока сравнения, к другому входу которого подключен выход триггера, выход блока сравнения через усилитель постоянного тока соединен с одним из входов одновибратора, выход которого через последовательно соединенные формирователь, избирательный блок и дополнительный усилитель-ограничитель подключен к одному иа входов триггера, выход элемента задержки соединен с другими входами триггера и одновибратора. Структурная схема управляемого фазоврашателя представлена на чертеже. Управляемый фазовращатель содержит уси литель-ограничитель 1 входного сигнала, подключенный к элементу 2 задержки, друго вход которого соединен с источником 3 управления, а выход подключен к управляемом одновибратору 4 и единичному входу триггера 5. Выход управляемого одновибратора 4 через формирователь 6 подключен к выходно му избирательному блоку 7, выход которого через дополнительный усилитель-ограничител 8 подключен к нулевому входу триггера 5. Единичный выход триггера 5 подключен к бл ку 9 сравнения, другой вход которого соеди нен с источником 10 опорного напряжения, а выход через усилитель 11 постоянного то ка подключен к управляющему входу одновиб ратора 4. Фазовращатель работает следующим образом. Входное синусоидальное напряжение с помощью усилителя-ограничителя 1 преобразуется в последовательность симметричных прямоугольных импульсов. От передних фрон тов этих импульсов на элементе 2 задержки формируются импульсы с рлительностью, пропорциональной управляющему напряжению источника 3. От заднего фронта выходных импульсов элемента 2 задержки триггер 5 устанавливается в состояние Ч и запускается одновибратор 4, формируя импульсы длительностью, пропорциональной управляющему напряжению с выхода усилителя 11 постоянного тока. Формирователь 6 запускается от заднего фронта выходных импульсов одновибратора 4 и вырабатывает им- пульс длительностью около половины периода входного сигнала фазовращателя. Выходной избирательный блок 7 из последовательности входных импульсов выделяет первую гармоническую составляющую, сдвиг фазы которой по отнощению к входному сигналу определяется длительностью выходного сигнала элемента 2 задержки и пропорционален управляющему напряжению источника 3. Цепь отрицательной обратной связи позволяет точно совместить момент перехода через нуль выходного напряжения с задним фронтом импульсов элемента 2 задержки. Работает она следующим образом. Усилитель-ограничитель 8 формирует в моменты перехода выходного синусоидального сигнала через нуль крутые фронты прямоугол ных импульсов. Передними фронтами этих импульсов перебрасывается в нулевое состояние триггера 5 обратной связи. Постоянная составляющая в выходном сигнале триггера 5 пропорциональна фазовому сдвигу выходного напряжения относительно заднего фронта импульсов элемента 2 задержки. С помощью элемента 9 сравнения происходит сравнение постоянной составляющей выходных импульсов триггера, имеющих неизменную амплитуду, и стабильного постоянного напряжения источника 10. При их рассогласованиии производится коррекция длительности импульса одновибратора 4, что вызывает коррекцию на фазе выходного сигнала. Охват общей отрицательной обратной связью управляемого одновибратора, формирователя и избирательного устройства приводит к значительному снижению предъявляемых к ним требований при сохранении высокой точности фазовращателя. Таким образом, предлагаемый фазовращатель имеет более высокие точностные характеристики по сравнению с известным управляемым фазовращателем. Диапазон изменения фазы выходного сигнала определяется временным сдвигом выходных сигналов формирователя б относительно переднего фронта выходного сигнала элемента 2 задержки и составитель 2tt. Формула изобретения Управляемый фазовращаетель, содержащий усилитель-ограничитель входного сигнала, подключенный к одному из входов элемента задержки, другой вход которого соединен с источником управляющего напряжения, выходной избирательньтй блок, отличающийся тем, что, с целью по&ы. шения точности фазовращателя и расщирения диапазона его работы, в него введены триггер, блок сравнения, усилитель постоянного тока, одновибратор, формирователь, источник опорного напряжения и дополнительный усилитель-ограничитель, выход источника опорного напряжения подключен к одному из входов блока сравнения, к другому входу которого подключен выход триггера, выход блока сравнения через усилитель по стоянного тока соединен с одним из входов одновибратора, выход которого через последовательно соединенные формирователь, избирательный блок и дополнительный усилитель-ограничитель подключен к одному нз входов триггера, выход элемента задержки соединен с другими входами триггера и одновибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

r Uon U Siлvk 0.2.Зверев А. Е. и цр. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л,, Энергия, 1974, с. 107-137.

l ebiy 0Sin((