Частотное реле Советский патент 1982 года по МПК H01H47/20 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к частотноселективной технике, и может быть использовано, например , в устройствах связи, телеавто1у«атики и телеуправления в качестве средства изби1эательного вызова или многоканальной сигнализации.

Известны частотные реле с частотно-избирательным элементом, выпрямителем, пороговым и исполнительньм элементами 1.

Недостатками таких реле являются низкая помехоустойчивость при воздействии импульсных широкополосных помех, на которые частотно-избирательный элемент реагирует как звенящий контур, образуя ложный сигнал, а также нестабильность порога срабатывания .

Наиболее близким к изобретению решением является частотное реле, содержащее на входе последовательно включенные частотно-избирательный элемент и преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный, а также диапазонный селектор импульсов по длительности, детектор и исполнительный элемент. Преобразователь синусоидального сигнала

в прямоугольный.и селектор импульсов по длительности исключают различие между номинальной и реальной полосами пропускания реле Г 2.

Однако в известном частотном реле имеет место флуктуация скважности импульсов при изменении уровня сигнала в неизменном пороге срабатывания преобразователя синусоидаль10ного сигнала в прямоугольный. Это обусловлено тем, что преобразователь формирует прямоугольный сигнал из выброса над порогом полуволны синусоидального сигнала и приводит, к

15 флуктуации длительностей импульсов, несмотря на неизменность частоты их следования. В результате этого селектор импульсов, может давать сбои даже тогда, когда частота входного сиг20нала не выходит за пределы рабочей полосы пропускания реле, что снижает его помехоустойчивость.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

25

Поставленная цель достигается тем, что в частотное реле, содержащее на входе последовательно включенные частотно-избирательный элемент и преобразователь синусоидального , сигнала в прямоугольный а также диапазонный селектор импульсов по длительности, детектор и исполнитель ный элемент, введены делитель частот счетчик импульсов с памятью, первый элемент, первый элемент И, генератор импульсов с частотой следования f где ffl - частота сигнала на входе реле, а К - коэффициент деления дели теля частоты, схема сравнения, второй элемент И, исполнительный элемент, датчик пороговых уровней, блок устав ки порогов, дополнительный детектор и блок установки предела счета, причем делитель частоты включен между преобразователем и детектором, счетчик импульсов с памя-тью включен на выход селектора импульсов по длительности, первый элемент И включен на входе детектора, а один из в содов элемента И подключен к выходу делите ля частоты, генератор импульсов вклю чен между выходом счетчика импульсов и другим входом первого элемента И, схема сравнения подключена к выходу детектора, второй элемент И входами подключен к выходам счетчика импульсов и схемы сравнения, а выходом подключен к испытательному эле менту, блок установки порогов включе между схемой сравнения и датчиком по роговых уровней, причем в блоке уста новки порогов предусмотрен вход для включения пpoгpaм 1иpyющeгo устройств дополнительный детектор включен между установочным входом счетчика импульсов и выходом преобразователя си нусоидального сигнала в прямоугольный , а блок установки предела счета включен на информационный вход счетч ка импульсов. На фиг.1 изображена, структурная схема частотного реле; на фиг.2 т временные диаграммы отдельных узлов частотного реле, иллюстрирующие его работу. Частотное реле содержит последова тельно включенные частотно-избирател ный элемент 1, преобразователь 2 син соидалыюго сигнала в прямоугольный, делитель 3 частоты с коэффициентом деления К, диапазонный селектор 4 им пульсов по длительности, счетчик 5 импульсов с памятью, генератор б импульсов с частотой f fo/K,где fo частота входного сигнала, и скважностью, равной 2, а такЖе первый элемент И 7, входами подключенный к выходу делителя 3 частоты и выходу генератора 6, детектор 8 на выходе первого элемента И 7, схему 9 сравнения на вынрде детектора 8, второй элемент И 10, входы которого подключены к выходу счетчика 5 и выходу схемы 9 сравнения, а выход - к входу исполнительного элемента 11, блок 12 установки порогов на сигнальном входе схемы 9 сравнения и датчик 13 пороговых уровней, включенный на основном входе блока 12 установки порогов, дополнительный вход которого предусмотрен для программирующего устройства, а также дополнительный детектор 14, включенный между выходом преобразователя 2 синусоидального сигнала в прямоугольный и установочным входом ечетчйка 5 импульсов, и блок 15 установки предела счета, соединенный с информационным входом счетчика 5, Работа реле заключается в следую-. тем. 11оступа1Ш1ий на вход реле сигнал предварительно фильтруется частотноизбирательным элементом с центральной .частотой Q и полученный синусоидальный .сигнал поступает на преобразователь 2, который формирует прямолтрльные .импульсы (диаграмма 2) , ;в том числе, например, со скважностью, отличной от 2. Эт-ч импудьсы поступают на делитель 3 частоты, например,., с коэффициентом деления и полученные импульсы (их длительность равна периоду входного сигнала) остаются неизменными независимо от изменения скважности импульсов на выходе преобразователя 2 (диаграмма 3). Полученные импульсы селектируются диапазонным селектором 4. Вследствие более стабильной длительности селектируемых импульсов рабочая полоса пропускания реле, т.е. диапазон селекции по длительности, может быть выбранаболее узкой для повышения помехоустойчивости. Результат . селекции (диаграмма 4) - короткие импульсы на выходе диапазонного селектора 4 - поступает на счетчик 5 импульсов, который срабатывает на заданное число отселектированных импульсов и запоминает результат счета. Это число устанавливается с помощью блока 15 установки предела и выбирается заранее в соответствии с требуемой надежностью срабатывания реле и согласовано с продолжительностью входного сигнала при проектировании всей систег ы, часг тью которой является частотное реле. При этом счетчик 5 с памятью более надёжно заменяет детектор, накопипитель (интегратор) и пороговое устройство известного реле. Выходной сигнал счетчика 5 (диаграмма 5) включает в работу генератор 6 импульсов, частота следования которых равна частоте следования мпульсов на выходе делителя 3, т.е. , а скважность равна 2. Кроме того, этот сигнал может непосредственно использоваться для включения любого исполнительного элемента, если системой- предусмотрена фазовая модуляция сигнала на входе реле.

Обычно стараются использовать все возможности для повышения помехоустойчивости, поэтому в данном случае предполагаются искусственные фазовые изменения в сигнале на входе реле, которые используются далее для помехоустойчивой обработки сигнала,

В момент запуска генератора б сигналы на выходе делителя 3 и на выходе генератора 6 (диаграмма 6) находятся в противофазе. Оба сигнала поступают на входы первого элемента И 7, на выходе которого в данном случае сигнал отсутствует (диаграм:ма 7), что соответствует началу Iотсчета фазы во входном сигнале.

При появлении изменения фазы этого сигнала в соответствии с предусмотренным правилом (для систем в целом) на выходе первого элемента И 7 формируются импульсы, длительност которых пропорциональна фазе (в пределах 0-360°), а частота следования равна частоте генератора 6.

Далее эти импульсы преобразуются детектором & в сигнал постоянного тка, уровень которого также линейно зависит от фазы. Этот сигнал поступает на сигнальный вход схемы 9 сравнения, на опорный вход которой поступают через блок 12 установки порогов заданные пороговые уровни от датчика 13 пороговых уровней. Схема сравнения 9 формирует сигнал, если уров.ень на выходе детектора 8 находится в пределах двух заданных пороговых уровней. Этот сигнал поступает на один вход второго элемента И 10, на другой вход которого поступает сигнал с выхода счетчика 5. Результат совпадения этих сигналов в элементе И 10 включает исполнительное устройство 11. При использовании многоканальных схем 9 сравнения и элемента И 10 соответственн может быть увеличено число исполнительных элементов. Установка счетчика 5 в начальное положение о,существляется дополнительным детектором 14 с окончанием сигнала на входе частотного реле, что обеспечивает приведение всего реле в исходное состояние.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение помехоустойчивости частотного реле.

Формула изобретения

Частотное реле, содержащее яа входе последовательно включенные частотно-избирательный элемент и

преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный, а также диапазонный селектор импульсов по длительности, детектор и исполнительный элемент, отличающеес я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены делитель частоты, счетчик импульсов с памятью, первый элемент И, генератор импульсов с частотой следоваНИЛ f- (5/К где fg - частота сигнала на входе реле, а i - коэффициент деления делителя частоты, схема сравнения, второй элемент И, исполнительный элемент, датчик поро.говых уровней, блок установки порогов, дополнительный детектор и блок установки предела счета, причем делитель частоты включен между упомянутым преобразователем и селектором,

счетчик импульсов с памятью включен на выход селектора импульсов по длительности, первый элемент И включен на входе детектора, а один из входов элемента И подключен к выходу

делителя частоты, генератор импульсов включен между выходом счетчика импульсов и другим входом первого элемента И,схема сравнения подключена к . выходу детектора,второй элемент И входами подключен к выходам счетчика импульсов и схемы сравнения, а выходом подключен к исполнительному элементу, блок установки порогов включен между схемой сравнения и

атчиком пороговых уровней, причем

в блоке установки порогов предусмотрен вход для включения программируюего устройства, дополнительный детектор включен между установоч 1ым входом счетчика импульсов и выходом преобразователя синусоидального счетчика в прямоугольный, а блок установки предела счета включен на информационный вход счетчика импульсов. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 230318, кл. Н 01 Н 51/32, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2708435/24-07,

кл. Н 01 Н 47/20, 1979.

/ njnj4JT rirLr Omff ffJ ff %./