Устройство для отображения векторных диаграмм на экране элт

 

,SU„„ l952755. А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С О 4 4ЪЮ

РЕСПУБЛИК

З(Я) G 09 G 1 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07НРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОФЕ(СВИДЕТВЛЬСТВМ. (21) 3403111/18-24 (22) 17. 02 ° 82. (46) 23. 12. 83. Бюл. Р 47 (72) A.A, Балабанов и М.Ф. Лисова (71) Московский институт электронной техники (53) 681. 327. 11(088. 8) (56) 1. Электрические измерения, Под ред. Фремке A. Â. и Думина Е.М.

Л., "Энергия", 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 771706, кл. G 09 В 23/18, 1980 (прототип). (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ OTOSPAXEHHSI

ВЕКТОРНЫХ ДИАГРАММ НА ЭКРАНЕ ЭЛТ, содержащее измеритель амплитуды и измеритель сдвига фаз, входы и выходы которых являются соответствен но первыми и вторыми входами и выходами устройства, схему сравнения, вход которой соединен с входом измерителя амплитуды, генератор импульсов и переключатель режима, о т л ичающее с я тем, что, с целью расширения класса решаеиых задач путем отображения амплитудно-фазовых соотношений информационного сигнала, оно содержит узел выделения модуля, вход которого соединен с вто рым входом измерителя сдвига фаз, сумматор, первый вход которого подключен к выходу измерителя сдвига фаз, счетчик, входы которого соединены с выходами генератора импульсов и переключателн режима, а выходс вторым входом сумматора, первый коммутатор, информационные входы которого подключены к выходам сумматора и счетчика, а управлякюций вход — к выходу схемы сравнения, синусно-косинусный преобразователь, вход которого соединен с выходом первого коммутатора, второй коммутатор, информационные входы которого подключены соответственно к пер. вому входу измерителя амплитуды и к выходу узла выделения модуля, а управлякщий вход — к выходу схемы сравнения, и два умножителя, первые входы которых соединены с выхо- Я дом второго коммутатора, вторые входы — с выходами синусно-косинусного преобразователя, а выходы являются соответственно третьим и четвертым выходами устройства.

1062765

Изобретение относится к средствам обучения и наглядным пособиям для учебных целей и предназначено для отображения на экране осциллографа в виде векторной диаграммы комплекс ных амплитуд Ц и (I синусоидальных 5 напряжений Uî(t) (о б п од t u

Ос (М = "C ° 5in (Cat 6 су)..

Векторные диаграммы являются наиболее удобной для учебных целей формой представления токов и напряжений в цепях с синусоидальными источниками энергии. Они позволяют наглядно представить амплитудно- фазовые соотношения между токами и напряжениями, проверить законы Кирх- . гофа.

Известно устройство для отображения векторных диаграмм, содержащее измеритель амплитуды, измеритель 2О сдвига фаз и блок управления (1) .

Недостатком данного устройства является трудоемкость процесса построения векторных диаграмм.

Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому является устройство для отображения векторных диаграмм на экране ЭЛТ, содержащее задающий генератор, соединенный через параллельно включенные формирователи имитируемых сигналов с формирователем уровней сигналов, который подключен через последовательно соединенные согласующий блок и формирователь сигналов реального процесса к измерителям параметров сигналов и соотношения параметров, блок управления, соединенный с формирователями имитируемых сигналов, формирователь вспомогательных сигналов, соединенный с задающим генера- 40 тором и блоком управления, и блок изменения фазы вспомогательных сигналов, подключенный к формирователям сигналов реального процесса и вспомогательных сигналов и к из- 45 мерителю соотношений параметров, который содержит последовательно включенный фазовый дискриминатор, интегратор и пороговый блок (2) .

Известное устройство позволяет получить амплитудно-фазовые соотношения между изучаемым и принимае-. мым сигналами.

Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие и невысокая точность воспроизведения сигналов.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности устройства путем отображения динамической составляющей информацион- 60 ного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для отображения векторных диаграмм на экране ЭЛТ, содержащее измеритель амплитуды и измеритель сдвига фаз, первые и вторые входы и выходы которых являются соответственно первыми и вторыми входами и выходами устройства, схему сравнения, вход которой соединен со входом измерителя амплитуды, генератор импульсов и переключатель режима, содержит узел выделения модуля, вход которого соединен с вторым входом измерителя сдвига фаз, сумматор, первый вход. которого подключен к выходу измерителя сдвига, фаз, счетчик, входы которого соединены с выходами генератора импульсов и переключателя режима, а выходс вторым входом сумматора, первый

;коммутатор, информационные входы которого подключены к выходам сумматора и счетчика, а управляющий вход— к выходу схемы сравнения, синуснокосинусный преобразователь, вход которого соединен с выходом йервого коммутатора, второй коммутатор, информационные входы которого подключены соответственно к первому входу измерителя амплитуды и к выходу узла выделения модуля, а управляющий вход — к выходу .схемы сравнения и два умножителя, первые входы которых соединены с выходом второго коммутатора, вторые входы — с выходами синусно-косинусного преобразователя, а выходы являются соответственно третьим и четвертым выходами устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2— осциллограмма устройства, на фиг.3 векторная диаграмма.

Устройство содержит измеритель

1 амплитуды, схему 2 сравнения, измеритель 3 сдвига фаз, сумматор 4, счетчик 5, первый коммутатор 6, первый умножитель 7, второй умножитель

8, второй коммутатор 9, синусно-косинусный преобразователь 10, генератор 11 импульсов и переключатель

12 режима, узел 13 выделения модуля.

Устройство работает следующим образом.

Устройство осуществляет измерение угла сдвига фаэ а<р между входными синусоидальными напряжениями )о(1)= (о "" " Uc (t) ="с (ы "щ) измере ние амплитудных значений Uö и Uc u отображение на экране ЭЛТ комплексных амплитуд LI< и ll в виде векторC ной диаграммы. Демонстрация векторной диаграммы производится в двух режимах: статическом и динамическом.

Напряжение, поступающее на первый вход устройства, условно принимается за опорное Up lt) =Ц s

Измерители 1 и 3 осуществляют измерение амплитуд Uo u Uc и фаэо1062765

Следовательно, на выходе первого коммутатора 6 появляется код ф = е„при A = 1 и 9 (%ter. h9) 1.при

A - =О. Код q поступает на вход синусно-косинусного преобразователя

10у с Выходов KQTopoFo коды сОб Q u

Ы«ш подаются на вторые входы первого и второго умножителей 7 и 8 соответственно.

На информационные входы второго ,коммутатора 9 поступают напряжения (00

;дов устройства и с выхода узла выI

1 вого сдвига hq . Значений амплитуд и фазового сдвига индицируются на первом и втором выходах устройства..

Код h(j поступает на первый вход сумматора 4 на второй вход кото1

5 рого подается код текущей фазы е с выхода счетчика 5. На первый (счеъ.: ный) вход счетчика 5 поступают импульсы % с генератора 11 импульсов.

В статическом режиме отображения векторной диаграммы счетчик 5 удержи- 10 вается в нулевом состояйии сигналом обнуления К с переключателя режима 12 (Чте« = О)

В динамическом режиме сигнал обнуления снимается, в результате чего содержимое счетчика 5 изменяется по пилообразному закону, имитируя периодическое возрастание текущей фазы опорного сигнала = t от

О до 2>«, 20

Коды (Щ « - b g) и%тек поступают на информацйонные входы первого ком мутатора 6. управляющий сигнал первого коммутатора б формируется схемой 2 сравнения по закону (фиг.2Ь)

A

1, при Оо(Я > О

О, при 0 (tl(О. деления модуля 13. Переключение второго коьмутатора осуществляется сиг- налом А. Таким образом„ во время положительных полупериодов напряжения

0е(t) на первые входы умножителей

7 и 8 поступает сигнал lIд = Оo(Ч (фиг. 2 g), в результате чего на выходах умножителей 7 и 8 соответственно формируются напряжения (фиг. 2 g,е)

/ () к = (), И1 - » Ч „„

Ug=- 0<,Я бап ср, „.

Во время отрицательных полупериодов напряжения 00(t) сигнал на первых входах умножителей определяется выражением u „= (u (ЯД . При этом напряжения на выходах умножителей

7 и 8 задаются системой (фиг. 2,e)

u„,=(u,à) .s«„„-«)

0)-uñ(Ö-ÄÄ(q „а )

С выходов умножителей 7 и 8 сигналы подаются соответственно на третий и четвертый выходы устройства, которым соответствуют входы Х и:.

У ЭЛТ осциллографа. На экране ЭЛТ во время положительных полупериодов

Ц (t) формируется вектор (0z, а во время отрицательных — к Х Ц . На частотах1 -Ж- исследуемых напряже 2i ний, больших 20 Гц, глаз не воспринимает временного разделения при формировании иэображения. В статическом режиме изображение неподвижно, вектор Й совмещен с.осью ОХ, вектор Ое повернут относительно U на угол h Я по часовой стрелке (фиг. 3) . В динамическом режиме оба вектора вращаются против часовой стрелки, сохраняя угловое рассогласование h g

Составитель A. Горностаев

Редактор П. Коссей Техреду.Гергель. Корректор А. Зимокосов

Заказ 10225/53 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4