Устройство для сравнения фаз двух электрических сигналов Советский патент 1980 года по МПК H03K5/18 H03K5/20 

: - . t :. Изобретение относится к области авг томатизации и релейной зашиты, а имевь но к технике сравнения электрических сиг налов по фазе и может быть использовано в датчиках и реле направления мощности а также в реле сопротивления, Известно устройство для сравнения фаз двух электрических величин, содержащее два элемента И, входы которых соедин&ны с датчиками сравниваемых величин, а к выходу первого элемента И подключены второй элемент И и элемент ИЛИ, выход которснго соединен со входом nepBCffo эле мента И 1. Недсютатеами описанного устройства являются невысокая точность и низкая помехоустойчиворть. Наиболее близким по технической суйхности к изобретению является устройство, которое содержит преобразователи сравниваемых величин, четыре элемента память и оконечный блок. Запускающие и блокирующие входы элементов памяти подключены к преобразователям сравниваем btx величин, а выходы элементов память подключены к оконечному блоку. р пом ощью преобразователей произвопится фиксация заданных значений сравниваемых величин. Выходные сигналы элементов память соответствуют по длительности интервалам времени между фиксированными значениями сравниваемых величин. Оконечный блок производит операции попарного пёремнож&ния и суммирования выходньк сигналов элементов память. Вькодной сигнал устройства изменяет свой уровень при одновременном поступлении на вход оконечного блока не мбнее двух сигналов Недостатками описанного устройства являются невклюокая точность и малая помехоустойчивость. Первое объясняется трудностыю фиксапик заданных значений сравЕВваемых сигналов, осуществляемой путем формйровеишя узких импульсов, в моменты, когпа сраштваемые величины принимают заданные значения. Второй 7 недостаток вытекает из того, что при некоторой фазе включения устройства его выходной сигнал может появиться мгновенно, а под воздействием помехи, способной запустить хотя бы один из элементов память устройство формирует ложный сигнал. Целью изобретения является ние точности работы и помехоустойчивости устройства для сравнения фаз двух электрических сигналов. Повышение точности достигается тем, 4то в известное устройство для сравнени фаз двух электрических сигналов, содержащее два преобразователя импульсов, четыре элемента память, выходы которьк подключены ко входам оконечного блока.введенычетыреэлемента И, четыре элемента ИЛИи выходной логический элеме г первые входы первогоивторогоэлементов и и второгоитретьего элементов ИЛИсоедине Иы с первым выходом первого преобразовате импульсов, второй выход которого подклю чен к первым входам первого и четвертого элементов ИЛИ и третьего и четйер тсго элементов И, а вторые входы первого и четвертого элементов И и первого и второго элементов ИЛИ соединены с первым выходом второго преобразователя импульсов, второй выход которого подключен ко входам второго и третьего элементов И и третьего и четвертого элементов ИЛИ, причем запускающие вхо ды элементов память подключены к соответствующим выходам элементов И, блокирующие - к соответствующим выходам элементов ИЛИ, а выходы - к вхо дам выходного логического элемента. Повышение помехоустойчивости достигается за счет того, что выходной логический элемент выполнен в ииде элемента, реалиг ющего функцию 3 и толь ко 3. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройстеа для сра нения фаз двух электрических снпгналов на фиг. 2 - Диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит преобразователи 1 и 2 импульсов, выходы которых подкл чены ко входам элементов 3-6И и эп&м тов 7 -10 ИЛИ, элементы 11-14 память запускающие . входы которых подключены к выходам, элементов 3-6И бйшаруэЗЩйе - к Выходам элемеятой 7-10 ИЛИ, а выходы - к входам логического выходнсго 15. 34 Преобразователи импульсов 1 и 2 выполнены в виде усилителей-ограничителей и формируют прямоугольные сигналы А., А2, В, Bg, соответствующие по длительности положительным (А, В) и отрицательным (А, В) зна юниям сравниваемых сигналов А и В. Далее сформированные сигналы, взятые в порядке их круговой перестановки, поступают на входы элементов 3-6 И и 7-10 ИЛИ. Для пары элементов И и ИЛИ, управляющих одним элементом память общим являет ся сигнал, присущий только этому элементу память. Для элемента 11 память это сигнал В, для элемента 12 память - А и т.д. Чтобы элементы память 11-14 не оставались включенными после снятия ix сигналов, они вьшолнены в виде ых сигналов, они вьшолнены в ви КО ТПЙГГеппп г иипопоиыилпг Ь r, триггеров с инверсными Т -входами. Пусть Ч есть разность фаз сравниваемых сигналов А и В. В рабочей зоне углов ( 7t ) сигHarf, общий для пары элементов И и ИЛИ следует раньше, а в нерабочей зоне углов (7t If 73t) - позже сигнала на другом входе соответствующего элемента ИЛИ (фиг. 2), следовательно, и выходной сигнал соответствующего элемента память в рабочей зоне устройства по длительности больше сигнала в нерабочей зоне на время, равное продолжительности сигнала на другом входе элемента ИЛИ, что составляет практически полупериод. Из диаграмм фиг, 2 видно, что в рабочей зоне в каждый момент времени существуют не менее трех выходных сигналов Cjj- С элементов память а в нерабочей зоне - ни один из сигналов Cj- С не существует одновременно с другими. Достаточно было бы попарно перемножить сигналы С.- С, чтобы отличить рабочую зону углов от нерабочей. Однако, более высокую помехоустойчивость обеспечивает такой выходной логический элемент 15, который осуществляет логическую операцию 3 и только 3 и, следов0.тельно, срабатывает только при соитадении во времени трех выходных сиг налов элементов память 11-14. В этом случае ложное срабатывание одного из элементов 11-14 память не приводит к к срабат1Ыввнию элемента 15, а значит и всего Устройства в целом. При одновременном существовании на входе блока 15 трех из сигналов С последний формирует выходной сигнал устройства V. Управление элементами 11-14 память с помощью специальным образом включенных элементов 3-6 И и 7-10 ИЛИ позволило отказаться от формирования узких импульсов в моменты фиксации заданных значений сравниваемых величин, заменить эту операшпо формированием прямоугольных сигналов и выполнить прег)бразователи 1 и 2 в виде обычных усилителей-ограничителей, что повысило точность в работе устройства, а применение выходного логического элемента 15, реализующетб функцию 3 и 3 повысило его помехоустойчивость. Формула изобретения Устройство для сравнения фаз двух электрических сигналов, содержащее два преобразователя импульсов, четыре элемента память, выходы которьпс подключены ко входам оконечного блока, отличающееся тем, что, с целью пбвышения точности в работе при одновременном повьццении помехоустойчивости в него введены четыре элемента И, четыре элемента ИЛИ и выходной логический элемент, первые входы первого и вто рог О элементов И и второго и третьего элементов ИЛИ соединены с первым выходом первого преобразователя импульсов, второй выход которого подключен к первым входам первого и четвертого элементов ИЛИ и третьего и четвертого элементов И, а вторые входы первого и четвертого элементов И и первого и второго элементов ИЛИ соединены с первым выходом второго преобразователя импульсов, второй выход которого подключен ко входам второго и третьего элементов И и третьио и четвертого элементов ИЛИ, причем запускающие входы элементов память подключены к соответствующим выходам элементов И, блокирующие - к соответствующим выходам элементов ИДИ, а выходы - к входам выходного логического элемента. Источники информации, принятые во внимание прк дкспертизе 1.Авторское свидетельство СХХР NO 327549, кл. Н 02 Н 3/40 , 03.07.70. 2.Авторское свидетельство СССР № 409335, кл. а Н 02 Н 3/38, 29.12.69.

.iiifc/i ;A:v.,i iji---.. Я i

ff Т(Ч 2

Фиг.г