Способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано в приборах допускового контроля параметров комплексных сопротивлений, мостах и компенсаторах переменного тока. Известен способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами, реализованный в устройстве и основанный ha формировании дополнительных сигналов, причем первый до полнительный сигнал равен временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода одного из гармонических сигналов через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на ми нус) , а конец совпадает с ближайшей точкой перехода второго гармоническо го -сигнал а с минуса на плюс (с плюса на минус), второй дополнительный сиг нал равен временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода второго гармонического сигнала с минуса на плюс (с плюса на минус) , а конец совпадает с ближайшей точкой перехода первого гармонического сигнала через нулевой уровень с плюса на минус (с минуса на плюс), третий дополнительный сигнал пропорционален разности первого и второго дополнительных сигналов, а информацию о направлении отклонения фазового сдвига между гармоническими сигналами от квадратуры получают по знаку третьего дополнительного сигнала 13. Недостатком спороба является его низкое быстродействие, так как для получения информации о направлении отклонения действительного фазового сдвига между гарт юническими сигналамк от квсшратуры требуется интервал времени от половины периода до полутора периодов одного из них в зависимости от момента начала измерения. Известен способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами (установление квадратуры между векторами и разности сравниваемых гармонических сигналов), основанньШ на формировании дополнительных сигналов, причем, первый дополнительный сигнсш (узкий импульс) сформирб-. ван в момент достижения одним из сигналов своего положительного экстремального значения, второй дополнительный сигнал сформирован равным мгновенному значению второго гармонического сигнала в момент действия первого дополнительного сигнала, а информацию о направлении отклонения фазового

сдвига между двумя гармоническими сигналами от квадратуры получают по знаку второго дополнительного сигнала 2

Недостатком известного способа является его низкое быстродействие, так как информацию о направлении отклонения действительного фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами от квадратуры получают один раз за время, равное периоду одного из гармонических сигналов, взятого за опорный .

Известно устройство для установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами (установление квадратуры между векторами суммы и разности сравниваемых гармонических сигналов) 2, содержащее два блока согласования, выход одного из которых через формирователь положительного экстремума соединен с управляющим входом ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу второго блока согласования 2

Недостатком известного устройства является его низкое быстродействие, так как информацию о направлении отклонения действительного фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами от квс1дратуры получают один раз за время, равное периоду одного из гармонических сигналов, взятого за опорный.

Цель изобретения - повышение быстродействия .

Цель достигается тем, что в способе установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами, основанном на получении дополнительных сигналов, причем первый дополнительный сигнал (узкий импульс) сЛормирован в момент достижения одним из гармонических сигналов своего положительного экстремума, второй дополнительный сигнал сформирован равным мгновенному значению второго гармонического сигнала в момент действия первого дополнительного сигнала, (Ьорг труют третий дополнительный сигнал (узкий импульс) в момент достижения первым гармоническим сигналом своего отрицательного экстремума, формируют четвертый дополнительный сигнал, равный мгновенному .значению второго гармонического сигнала в момент действия третьего дополнительного сигнала, формируют пятый и шестой дополнительные сигналы, равные мгновенным значениям первого гармонического сигнала в моменты ействия первого и третьего дополнительных сигнсшов соответственно, формируют седьмой дополнительный сигнал, знак которого зависит от соотношения знаков второго и пятого или четвертого и шестого дополнительных сигналов, причем совпадение знаков этих сигналов соответствует отрицательному (положительному) значению, а несовпадение соответствует положительному (отрицательному) значению седьмого дополнительного сигнала, информацию о направлении отклонения действительного гЪазового сдвига от квадратуры формируют по знаку седьмого дополнительного сигнала.

Реализация предлагаемого способа достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй блоки согласования, выход первого из которых соединен со входом формирователя положительного экстремума, а выход второго блока согласования подсоединен к сигнальному входу первого ключа, снабжено вторым ключом, формирователем отрицательного экстремума, элементом ИЛИ и сумматором по модулю два, причем выход первого блока согласования соединен с сигнальным входом второго ключа и через формирователь отрицателного экстремума с одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к выходу формирователя положительного экстремума, а выход - к управляющим входам первого и второго ключей, выходы которых подсоединены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два.

Формирование седьмого дополнительного сигнала, полярность которого зависит от соотношения мгновенных значений первого и второго гармонических сигналов в момент достижения первым гармоническим сигналом своего ближайшего от начала измерения любого (положительного или отрицательного) экстремума, позволяет получить информацию о направлении отклонения действительного фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами от квадратуры за время не более половины периода гармонического сигнала, взятого за опорный.

На фиг. 1 изображены временные диаграммы (диаграммы фиг. 1а соответствуют случаю действительного фазового сдвига между гармоническими сигналами К/2, диа.граммы фиг. 1б - фазовому сдвигу SK/S); на фиг. 2 блок-схеМа устройства, реализующего предлагаемый способ.

Способ осуществляется следующим образом.

В моменты достижения одним из гармонических сигналов-, например U. , положительного и отрицательного экстремумов формируются соответственно первый и третий дополнительные сигналы (фиг. 1а строка в). Формируют второй и четвертый дополнительные сигналы (фиг. 1а строка с), равные мгновенным значениям гармонического сигнала

и пятый и шестой дополнительные

-)

сигналы (фиг. 1а, строка d), равные мгновенным значениям гармонического сигнала . 1а строка а), По соотношению знаков второго и пятого или четвертого и шестого дополнительных сигналов формируют седьмой дополнительный сигнал (фиг. 1а, строкд е) При действительном фазовом сдвиге между гармоническими сигналами U и U2. меньше 1Г/2 знаки второго и пятого или четвертого и шестого дополни тельных сигналов совпадают и седьмой дополнительный сигнал имеет отрицательную полярность (фиг. 1а строка а при действительном фазовом сдвиге между гармоническими сигналами и и больше (фиг. 1б) знаки второ го и пятого или четвертого и шестого дополнительных сигналов противополож ны и седьмой дополнительный сигнал имеет положительную полярность (фиг. 16, строка е). Устройство (фиг. 2), реализующее предлагаемый способ, содержит первый и второй блоки согласования 1 и 2, формирователи положительного 3 и отрицательного 4 экстремумов, элемент ИЛИ 5, ключи б и 7, сумматор по модулю два 8 . Гармонические сигналы U и Ll-j (фиг. 1, строка а), между которы1.1и требуется установить квадратуру, через первый и второй блоки согласования 1 и 2 поступают на сигнальные входы ключей б и 7 соответственно, а сигнал и , кроме того, и на входы формирователей положительного 3 и от рицательного 4 экстремумов, узкие им пульсы с выходов которых в моменты достижения сигналом U соответственно положительного и отрицательного экстремумов подаются на входы элеме та ИЛИ 5, импульсы (фиг. 1, строка с выхода которого открывают ключи б 7. Сигналы (фиг. 1, строки с и d) их выходов, равные мгновенным значе ниям гармонических сигналов U и и,, соответственно в моменты подачи импульсов со схемы ИЛИ 5, поступают н первый и второй входы сумматора по модулю два 8, полярность сигнеипа (фиг. 1, строка.е), на выходе которо го дает однозначную информацию о направлении отклонения действительного фазового сдвига между гармоническими сигнала1-1И U и U от квадратуры. Использование предлагаемогоспосо ба и устройства, его реализующего,, позволяет значительно повысить быстр действие установления квадратуры меж ду двумя гармоническими сигналами. Формула изобретения -1. Способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигнала- ми, основанный на формировании дополнительных сигналов, причем первый дополнительный сигнал (узкий импуль сформирован в момент достижения одним из гармонических сигналов своег положительного экстремума, второй дополнительный сигнал сформирован равным мгновенному значению второго гармонического сигнала в момент действия первого дополнительного сигнала, о тл и ч а ю 1д и и с я тем, что, с це лью повышения быстродействия, Нормируют третий дополнительный сигнал (узкий импульс) в момент достижения первьам гармоническим сигналом своего отрицательного экстремума, формируют четвертый дополнительный сигнал, равный мгновенног г, значению второго гармонического сигнала в момент действия третьего дополнительного сигнала, формируют пятый и шестой дополнительные сигналы, равные мгновенным значе ниям первого гармонического сигнала в моменты действия первого и третьего дополнительных сигналов соответственно, формируют седьмой дополнительный сигнал, знак которого зависит от соотношения знаков второго и пятого или четвертого и шестого дополнительных сигналов, причем совпадение знаков этих сигналов соответствует отрицательному (положительно ) значению, а несовпадение соответствует положительному (отрицательному) значению седьмого дополнительного сигна ла, информацию о направлении отклоне ния действительного фазового сдвига от квадратуры формируют по знаку седьмого дополнительного сигнала. 2, Устройство, реализующее способ по п. 1, содержащее первый и второй блоки согласования, выход первого из которых соединен со входом формирователя положительного экстремума, а выход второго блока согласования подсоединен к сигнальному входу первого ключа, отличающееся тем, что оно снабжено вторым ключом, фор- мирователем отрицательного экстремума , элементом ИЛИ и сумматором по модулю два, причем выход первого блока согласования соединен с сигнальным входом второго ключа и через формирователь отрицательного экстремума с одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к выходу формирователя положительного экстремума, а выход к управляющим входам первого и второго ключей, выходы которых подсоединены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 568696, кл, G 01 R 17/00, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2498799/24, кл. G 01 R 19/06, 1977.

и.

/

Ui

VJx