Амплитудно-дифференциальный нуль-орган Советский патент 1977 года по МПК G05B1/01 G01R19/02 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в мостах и компенсаторах переменного тока.

Известен амплитудно-дифференциальный нуль-орган, содержащий сумматор, на вход которого включены два катодных повторителя, дифференцирующую цепь, два усилителя-ограничителя, выходы которых соединены с входами элемента И 1.

Недостатком этого нуль-органа является то, что в случае изменения частоты сравниваемых сигналов необходимо изменение .параметров времязадающей цепочки ждущего мультивибратора. Кроме того, схема известного нуль-органа сложна.

Известен амплитудно-дифференциальный нуль-орган, содержащий два согласующих устройства, суммо-разностную схему, фазосдвигающие цепи, усилители-ограничители и трехвходовый элемент И 2.

Однако этот нуль-орган обладает сложностью, так как имеет трехканальную структуру и в результате сравнения вносится погрешность от неидентичиости порогов ограничителя усилителей-ограничителей; для его работы требуется формировать геометрическую сумму и разность векторов сравниваемых напряжений, что вносит дополнительную погрещность.

Целью изобретения является повышение чувствительности при сравнении гармонических сигналов по амплитуде и упрощение устройства.

Для достижения цели в известный нуль-орган, содержащий два согласующих элемента, два усилителя-ограничителя и элемент И, введены компаратор, элемент «запрет и интегратор, причем выход одного из согласующих элементов соединен с первым входом компаратора и через первый усилитель-ограиичитель с одним из входов элемента «запрет, а выход второго согласующего элемента соединен со вторым в.ходом компаратора и через второй усилитель-ограиичитель с одним из входов элемента И, при этом выход комларатора подключен параллельно ко второму входу элемента «запрет и ко второму входу элемента И, выходы которых соединены со входами интегратора.

Отсутствие фазосдвигающих цепей делает схему частотонезависимой, а сравнение фазовых углов, величины которых изменяются в противоположные стороны при изменении амплитуд сравниваемых сигналов, позволяет повысить чувствительность и точность сравнения.

Иа фиг. 1 показана блок-схема устройства; иа фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу нуль-органа.

Блок-схема содержит согласующие элементы 1 и 2, компаратор 3 напряжения, усилители-ограничители 4 н 5, элемент 111; 6, элемент И 7 н интегратор 8.

Нуль-орган работает следующим образом.

Сравниваемые напряжения U, L/z с выходом согласующих элементов 1 и 2 поступают норознь (а каждый из иих параллельно) на входы компаратора 3 напряжения, формирующего прямоугольные импульсы, фронты коюрых совпадают с моментами равенства мгновенных значений сравниваемых напряжений, и усилителей-ограничителей 4 и 5. Усиленный и ограниченный сигнал Ui с выхода усилителя-ограничителя 4 (строка б, фиг. 2) иоступает на сигнальный вход элемента НЕ 6, на запрещаюнгий вход которой иостуиает сигнал с выхода компаратора 3 (строка г, фиг. 2, 3), а сигнал с выхода элемента НЕ 6 (строка д, фиг. 2, 3) поступает на один из входов интегратора 8. Усиленный и ограниченный сигнал t/2 с выхода усилителя-ограничителя 5 (строка в, фиг. 2, 3) поступает на один из входов элемента И 7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода компаратора 3, а сигнал с выхода элемента И 7 (строка е, фиг. 2, 3) поступает на второй вход интегратора 8.

Полярность сигнала на выходе интегратора 8 (строка f, фи-г. 2, 3), сравнивающего но длительности импульсы, поступающие на его входы, несет однозначную информацию о соотнощенни амплитуд сравниваемых напряжений.

Применение данного амплитудно-дифференциального нуль-органа для сравнения гармонических сигналов по амплитуде позволяет обеспечнть по сравнению с известными устройствами следующие преимущества: независимость от частоты сравниваемых сигналов, иовыщение чувствительиости и точности сравнения амплитуд гармонических сигналов

Формула изобретения

Амплитудно-дифференциальный нуль-орган, содержащий два согласующих элемента, два усилителя-ограничителя и элемент И, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности, в него введены компаратор, элемент «запрет и интегратор, причем выход одного из согласующих элементов соединен с первым входом компаратора и через первый усилитель-ограничитель с одним из входов элемента «запрет, а выход второго согласующего элемента соединен со вторым входом компаратора и через второй усилитель-ограничитель с одним из входов элемента И, при этом выход компаратора подключен параллельно ко второму входу элемента «запрет н ко второму входу эле мента И, выходы которых соединены со вхо дами интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №281030, кл. G 05В 1/01, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР №417730, кл. G 01 19/02, 1972.

-J /

/

,Г1 // //I п ггГ - /Ы