Устройство сравнения амплитуд гармонических колебаний одинаковой частоты Советский патент 1980 года по МПК G05B1/01 

Изобретение относится к радиоизмерениям. . Известен амплитудный компаратор содержащий дифференциальный усилитель, каскс1Д формирования прямоугол ных импульсов, выходной суммирующий каскад, цепи обратной связи Щ Данное устройство не обеспечивает достаточной точности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее два усилител ограничителя, входы которых соедине ны с входными шинами, а выходы подключены ко входам блока управления амплитудный компаратор, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй подключен к выходу согласующего эле мента и элемент И f2j . Недостатком данного устройства является недостаточная точность. Цель изобретения - повышение точ ности сравнения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два усилителя-ограничителя, входы которых соединены с входными шинами а выходы подключены ко входам блок управления, амплитудный компаратор один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй подключен к выходу согласующего элемента и элемент И, введены два ключа, входы которлях соединены со входными шинами, а выходы подключены к входу согласующего элe Лeнтa, генератор импульсов, реверсивный счетчик и триггер, один вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, второй вход соединен 6 входом сброса реверсивного счетчика и одним выходом блока управления,два других выхода которого соединены соответственно с входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика и входами управления ключей, а выход генератора импульсов соединен с первьли входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом амплитудного компаратора. На чертеже приведена структурная электрическая схема компаратора. Устройство содержит ключи 1 и 2, усилители-ограничители 3 и 4, согласующий элемент 5, амплитудный компаратор 6, источник опорного напряжения 7, элемент И 8, генератор 9 импульсов, реверсивный счетчик 10,триггер 11, блок 12 управления. Входные

сигналы поданы на входные шины 13 и 14. Выходной сигнал снимается с выхода 15.

Устройство работает следукядим образом.

Сравниваемы сигналы U и U подают соответственно на входы ключей 1 и 2 и усилителей-ограничителей 3 и 4. На управлякицие входы ключей 1 и 2 поступают потенциалы с выходов блока 12..

В случае некоторого соотношения амплитуд и фаз сигналов U, и и блок 12 находится в таком положении,при котором ключ 1 открыт, а ключ 2 закрыт и реверсивный счетчик10 включен в режим суммирования входных импульсов. В начальный момент времени напряжение Ц через открытый ключ 1 и согласукядий блок 5 поступает на один из входов компаратора б, на . вход которого подано постоянное напряжение Uo с ,;; источника опорного напряжения 7. При превышении сигналом Ui уровня UQ на выходе компаратора 6 возникает единичный потенциал и через открытый элемент И 8 импульсы с генератора 9 проходят на счетный вход реверсивного счетчика 10, включенного блоком12 в режим суммирования входных импульсов. По окончании интервала времени превышения сигналом и уровня UQ на выходе компаратора 6 устанавливается нупевой потенциал, элемент И 8 запирается и в реверсивном счетчике 10 фиксируется число, пропорциональное времени превышения сигналом и уровня U.

В момент времени t, , когда напряжение и переходит через нуль, на выходе на шине 13 формируется отрицательный перепад напряжения (из идентичного состояния в нулевое), переключаюгцее блок 13 в противоположное состояние. При этом ключ 1 запирается, ключ 2 открывается и реверсивный счетчик 10 включается в режим вычитания. Теперь на вход компаратора 6 через ключ 2 и согласующий элемент 5 поступает напряжение U. Аналогично в течение промежутка времени превышения сигналом и уровня UQчерез элемент И 8 на вход счетчика 10 проходят импульсы от генератора 9. По окончании этого промежутка времени в реверсивном счетчике 10 фиксируется число, пропорциональное разности интервалов времени превышения заданного уровня Uo сигналами Uf и U

В момент времени ti блок 12 возвращается в исходное состояние и по отрицательному перепаду напряжения на его выходе формируется сигнал, который поступает на установочный вход счетчика 10 и второй вход триггера 11. При этом в триггер 11

записывается информация о состо51нии старшего разряда реверсивного счетчика 10 и счетчик 10 устанавливается в исходное состояние. Устройство подготовлено для сравнения амплитуд J следующих периодов входных сигналов.

Емкость реверсивного счетчика 10 выбирается такой, чтобы его старший разряд не заполнился при числе входных импульсов, соответствуклцем длительности в половину периода изменения входных сигналов. Тогда, если амплитуда напряжения 0 больше или равна амплитуде напряжения U , то после измерения разности длительнос.тей превышения напряжениями Щ и

5 и.; уровня Uo в старшем разряде реверсивного счетчика 10 всегда будет записан нуль, в противоположном случае - единица. Это обусловлено тем, что в последнем случае в режиме вычитания реверсивный счетчик 10 переходит через нулевое состояние, что сопровождается появлением единичного сигнала во всех его разрядах.

Формула изобретения

Устройство сравнения амплитуд гармонических колебаний одинаковой часQ тоты, содержащее два усилителя-ограничителя, входы которых соединены с входными шинами, а выходы подключены ко входам блока управления,амплитудный компаратор, один вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй подключен к выходу согласующего элемента и элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности сравнения, в него введены два ключа,

0 входы которых соединены со входными шинами, а выходы подключены к входу согласующего элемента, генератор импульсов, реверсивный счетчик и триггер,один вход которого .соединен

5 с выходом реверсивного счетчика,второй вход соединен с входом сброса реверсивного счетчика и одним выхоДом блока управления, два других выхода которого соединены соответственно с

0 входами суммирования и вычитания реверсивного счетчика и входами управления ключей, а выход генератора импульсов соединен с первым входом элемента И/ второй вход которого соединен с выходом амплитудного компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Великобритании

во 1356347, кл. Н 3 Т, 12.06.74.

2.Авторское свидетельство СССР

586419, кл. G 05 В 1/01, 13.06.75.