Устройство определения квадрантов Советский патент 1980 года по МПК G01R25/04 

1

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

Известно устройство определения 5 пар квадрантов, содержащее канал нулевого сдвига, канал искомого сдвига, триггерную фазоизмерительную цепь, усилитель постоянного тока и индикатор.10

Данное устройство позволяет определить, в какой из пар квадрантов: первом и четвертом или втором и третьем, находится вектор одного из гармонических сигналов относительно того, взятого за опорный. Однако устройство обладает низкой точностью ввиду зависимости от частоты, обусловленной наличием фазосдвигающих цепочек в канале нулевого сдвига. 20

Известно другое устройство,содержащее два согласующих блока, выход одного из которых через один из усилителей-ограничителей соединен параллельно с одним из входов элемента И 25 и с инверсным входом элемейта запрет , а выход второго согласующего блока подключен через второй усили- тель-ограничитель параллельно ко второму входу элемента И и к прямому 30

входу элемента запрет, выходы элементов и и запрет подсоединены, соответственно, к первому и второму входам интегратора.

Это устройство так)е позволяет лишь судить, в какой из пар квадрантов : первом и четвертом или втором и третьем. Находится вектор одного из гармонических сигналов относительно другого,-причем точность определения пар квадрантов не зависит от частоты- гармонических сигналов. Однако данное устройство, как и предыдущее, обладает низкой точностью, обусловленной использованием усилителей-ограничителей, формирующих выходные сигналы с пологим фронтом и спадом.

С целью повышения точности, устройство определения квадрантов, содержащее первый и второй блоки согласования, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены между собой, а выходы казвдого присоединены соответственно к первому н второму входам интегратора, снабжено первым и вторым формирователями импульсов, первыгл и BTOpbiM триггерами, первым и вторым элементами ИЛИ, добавочным элементом И, ключом и дешифратором, причем выходы первого и второго блоков согласования соединены со входами соответственно первого и второго формйрова,телей импульсов, первый и второй вьлходы первого и второго формирователей импульсов соединены соответственно с входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ подсоединены соответственно к первому и второму входам первого триггера, а выходы второго формирователя ймпулёсов - соответственно к первому и второму входам второго триггера, инверсный выход которого соединен с одним из входов добавочного элемента И, а прямой выход подсоединен к одному из входов первого и второго элементов И, вторые входы которых присоединены соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, выход интегратора через ключ соединен с одним из входов дешифратора, второй вход которого соединен с выходом доЪавочного элемента И, второй вход которого присоединен к первому выходу первого формирователя импульсов, управляющий вход ключа соединен со вторым выходом второго формиров.ателя импульсов. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства определения квадрантов; на фиг. 2,3,4,5 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства при фазовых сдвигах между гармоническими сигналами соответственно от С до 90°, от 90° до 180°,от 180° до , от 270° до ЗбО.

Устройство определения квадрантов содержит блоки согласования 1.и 2, формирователи импульсов 3 и 4, элементы ИЛИ 5 и 6, триггеры 7 и 8, элементы И 9,10,11,. ингегратор 12, ключ 13, дешифратор 14,

Устройство определения квадрантов работает следующим образом. Гармонические сигналы и и Ua ( строки а; поступают через блоки согласования и 2 на формирователи импульсов 3 и 4,которые формируют узкие импульсы на своих первых выходах в моменты переходов поданных на их. входы гармонических сигналов через нулевой уровеньс минуса на плюс строки в .и d соответственно) и на вторых входах в моменты переходов с плюса на минус (строки с и е соответственно) . С первого и второго выходов формирователя импульсов 3 сигналы чере элемент ИЛИ 5 (строка f) поступают на один из входов триггера 7 С выходаформирователя импульйов 4 сиГКайь}поступают соответственно на первый и второй входы триггера 8 и Параллельно через элемент ИЛИ б (строка д) на второй вход триггера 7. Триггеры 7 и 8 формируют сигналы прямоугольной формы на прямых выходах, начала которых совпадают с моментами гГоявления импульсов на их первых входах, а концы совпадают с моментами появления импульсов на вторых входах и на инверсных выходах, начала которых совпадают с моментами появления импульсов на вторых входах, а концы - с момента появления на первых входах. Сигналы с прямого (строка h) и инверсного (строка i)выходов триггера 7 поступают на первые входы элементов И 9 и 10 соответственно, на вторые входы которых поступает сигнал (строка j)c прямого выхода триггера 8. С выходов элементов И 9 и 10 сигналы (строки К и L соответственно) поступают на первый и второй входы интегратора 12, с выхода которого сигнал (строка т) подается на сигнальный вход ключа 13. Ключ 13 открывается поданным на его управляющий вход узккм импульсом (строка е)со второго выхода формирователя импульсов 4.Полярность сигнала (строка п) на выходе ключа 13 определяет, в какой из пар квадрантов, первом и- третьем или втором и четвертом, находится вектор одного из гармонических сигналов относительно другого, взятого за опорный ..

С инверсного триггера 8 прямоугольный сигнал (строка о) поступает на один из входов элемента И 11, на второй вход которого поступает импульс первого выхода формирователя импульсов 3 (строка в). Наличие или отсутствие импульса на выходе элемента И 11 (строка р) определяет, в какой из пар квадрантов, первом и втором или третьем и четвертом, находится вектор одного из сигналов относительно второго, взятого за опорный. Узкие импульсы с выходов ключа 13 (строка п) и элемента И 11 (строка р поступают На дешифратхЗр, который формирует сигнал наОдном из четырех выходов, ка;кдый из которых соответствует одному из квадра 1тов,

Использование предлагаемого устройства псГзволяет однозначно с высокой точностью определять, в каком из четырех квадрантов находится вектор одного из гармонических сигналов относительно другого, взятого за опорный, что особенно ьажно при формировании регулирующих воздействий в цифровых мостах и компенсаторах переменного тока.

Формула изобретения

Устройство определения квадрантов, содержащее первый и второй блоки cuiласования, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены между собой, а выходы каждого присоединёны соответственно к первому и второму входам интегратора, о т л и- .

чающееся , что, с целью повышения точности, оно снабжено первым и вторым формирователями импульсов, перйым и вторым триггерами,первым и вторым элементами ИЛИ, добавочным элементом И, ключом и дешифратором, причем выходы первого и второго блоков согласования соединены со входами соответственно первого и второго формирователей импульсов, и второй выходы первого и второго формирователей импульсов соединены соответственно с входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ подсоединены соответственно к первому и второму входам первого триггера, а выходы второго формирователя импульсовсоответственно к первому и второму входам второго триггера, инверсный выход которого соединен с одним из входов добавочного элемента И, а прямой выход подсоединен к одному J из входов первого и второго элементов И, вторые входы которых присое, динены соответственно к прямыому и инверсному выходам первого триггера, выход интегратора через ключ соедиQ нен с одним из входов дешифратора, второй вход которого соединен с выходом добавочного элемента И, второй вход которого присоединен к первому выходу первого формирователя импульсов, управляющий вход ключа соединен

5 со вторым выходом второго формирователя импульсов.

-| П П

я I т

Г

П п. П П

П

rL

.

.

чГ

Т