Устройство для формирования двухфазного напряжения Советский патент 1982 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к формирователям сигналов с определенными фазовыми соотношениями и может использовёшо, например в измерителях положения, выполненных на аналоговых датчиках (вращающихся транс- . форма:торах, индуктосинах) , работающих в режиме фазовращателей.

Известен фазовый калибратср,. который может быть использован как источник двухфазного напряжения, содержащий как и предпагаёмое у err рой- . ство, генератор, избирательные фильтры, формирователи коротких импульсов, импульсные фазовые детекторы, низкочастотные фильтры, а также пересчетные схемл, регистрирующие устройства, преобразователь, фазового сдвига в ксщ, генератор синусоидальных колебаний и индикатор ну.певопо фазового сдвига 1.

Недбстатками устройства являются неопределенность величины вносимого фазового сдвига меящу опорными выходными сигналс1ми, нестабильность этой величины во времени, зависимость коэффициента нелинейных искажений от дестабилизируицих факторов (температуры, времени), и недостатки

препятствуют применению известных устройств, например в прецизионных измерителях угла с разрешающей способностью до 12 двоичных разрядов.

Известно устройство для формирования двухфазного-напряжения, содержащее, как и предлагаемое, последовательно включенные эадакндий генератор, три усилителя с обратными

10 связями, первый и третий из которых включены по схеме RC-интегратора, а второй - по схеме масштабирующего усилителя, иахоц первого усилителя через формирователь, фазовый детек15тор подключен к интёгродифференцирующей цепи, второй вход фазового детектора соединен с выходом задающего генератора, а также полевой транэистс,. канал исток - сток ко20торого включен между инвертирующим входом первого усилителя и выходом третьего усилителя, а затвор - к выходу интегрсщифференцирукщей цепи 2.

25

Это устройство имеет близкий к нулю вносимый фазовый сдвиг, но его нестабильность составляет не менее десяти минут вследствие значительных изменений коэффициента в контуре

30 регулирования фазы из-за нелинейноети сопротивления канала исток - сто полевого транэистсра в функции управляющего напряжения, а также воздействия через переход затвор - исток полевого транзистора на вход первогоусилителя импульсных помех с вьгхода интегродифференцируюздей цепи. Цель изобретения г увеличение то ности формирования. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для формирования двухфазного напряжения содержащее включенные послеяоватзль но задающий генератор, три усилител с обратными связями, выход первого усилителя через формирователь и фазовый детектор подключен к интегродифференцирующей цепи, второй вход фазового детектора соединен с выходом задамцего генератора, введеьш трехполюсник и регулируемая проводимэсть, причем первый и второй выводы трехполюсника подключены соответственно к инвертирующему входу первого усилителя и выходу третьего усилителя, третий вывод трехпапюсни ка через регулируемую проводимость соединен с общей точкой схемл, у пра вход регулируемой проводимос ти подключен к выходу интегродифференцирующей цепи. На чертеже изоб/ражено устройство для формирования двухфазного напряже ния, Устройство для формирования двух фазного напряжения содержит включен ные последовательно задающий генератор 1, первый усилитель 2, выполненный по схеме RC-интегратора,втор усилитель 3, выполненный по схеме масштабирующего усилителя, третий усилитель 4, выполненный по схеме RC-интегратора, Выход первого усилителя 2 через формирователь 5, фаз вый детектор 6, интегродифференцирукхдую цепь 7 подключен к управляющему входу регулируемой проводимости 8, Трехполюсник 9 включен между инвертирующим входом первого усилителя 2, вькодет третьего усилителя и первым выводом регулируемой прово димости 8, второй вывод которой подключен к общей точке электрической схемы устройства. Выход задающе го генератора 1 подключен также ко второму вхо,цу фазового детектора б , Усилители 2 - 4 и трехполюсник 9 образуют активный фильтр, в котором с помощью первого усилителя 2 и его обратных связей моделируется колебательный контур, резонансная частота которого определяется емкостью конденсатора 10 и значением индуктивности (цепь из усилителей 3 и 4 и трехполюсника 9), На частоте резонанса максимум амплитудочастотной характеристики совпадает с нулевым значением фазочастотной характеристики, поэтому в предлагаемом устройстве измеряют с помощью формирователя 5 и фазового детектора 6 разность фаз между опорным сигналом от задающего генератора 1 и сигналом на выходе усилителя 2, преобразуют полученный разностный сигнал в управляющий (на выходе интегродифференциругацей цепи 7) и подают его на управляющий вход регулируемой проводимости 8. В пос- ледней под воздействием этого сигнала изменяется- проводимость , которая в свою очередь воздействует через трехполюсник 9 на индуктивную составляющую тока в цепи отрицательной обратной связи усилителя 2 таким образом, чтобы имеюцаяся разность фаз уменьшилась. При этом выходной сигнал увеличивается по амплитуде, а относительно содержание высших гармонических составляющих в нем уменьшается (улучшается форма выходного сигнала устройства), Элемэнты, необходимые для реализации предлагаемого изобретения, общеизвестны, трехполюсник 9 может быть выполнен в виде соединенных в звезду или треугольник резисторов, обеспечивающих регулирование среднего значения тока в цепи между выходом усилителя 4 и инвертирукщим входом усилителя 2 в диапазоне +10%, Регулируемая проводимость 8 может быть выполнена с помощью оптрона, магниторезистора или полевого транзистора. Реализация формирователя 5 на операционном усилителе с положительной обратной связью увеличивает его чувствительность по уровню, повыиает помехозащищенность, увеличивает крутизну фронта выходного сигнала,что эквивалентно уменьшению вносимого фазового сдвига и смещению рабочей точки устройства к максимуму амплитудно-частотной характеристики и нулевому значению вносимого фазового сдвига. Совпадение фаз сигналов прямоугольной формы фазовый детектор, выполненный, например на Д-триггере, регистрирует с точностью лучше чем половина длительности игР фронтов, поэтому колебания фаз с таким дискретным чувствительным элементом не превышает минуты,Линеаризация коэффициента, связывающего напряжение на выходе интегродифференцирующей цепи 7 и изменение индуктивности в контуре, выполненная с помсядью включения описанным образом трехполюсника 9 и регулируемой проводимости позволяет симметрировать размах колеьаний фазы вокруг рабочей точки и увеличить внутренний коэффициент