Фазовый дискриминатор

 

ФАЗОВЫЙ ДИСКРШШНАТОР, содержащий транзистор и две резисторно-диодные цепи, состоящие из последовательно включенных диода и резистора каждая, подсоединенные диодами к коллектору транзистора, а резисторами - к шинам опорных сигналов , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за возможности раздельной регулировки порогов срабатывания для каждой фазы, в него введены источник постоянного напряжения и второй транзистор, включенный по схеме с общей базой, коллектор которого.подключен к базе первого транзистора и через резистор - к источнику постоянного напряжения , при этом эмиттеры транзисторов подсоединены к источнику входноi го сигнала и через диод - к общей шине. (Л /V 00 оо 00 со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И GfHPblTHA (21) 3302182/18-21 (22) 12. 06. 81 (46) 30 ° 03 84. Бюл. Ф 12 (72) В.И.Турченков (53) 621 376.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 707077, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

9 200896, кл. Н 03 К 19/08, 1966 (прототип)-. (54)(57) ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР, содержащий транзистор и две резисторно-диодные цепи, состоящие из последовательно включенных диода и резистора каждая, подсоедИненные диода„„SU„„1083334 ми к коллектору транзистора, а резисторами — к шинам опорных сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности раздельной регулировки порогов срабатывания для каждой фазы, в него введены источник постоянного напряжения и второй транзистор, включенный по схеме с общей базой, коллектор которого, подключен к базе первого транзистора и через резистор — к источнику постоянного напряжения, при этом эмиттеры транзисторов подсоединены к источнику входного сигнала и через диод — к общей шине.

1083334

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в качестве порогового фазового дискриминатора, дающего информацию о фазе входного сигнала наличием сигнала определенной фазы на одном из двух выходов, Известен фазовый дискриминатор, выполненный на основе триггера, содержащич двухполупериодные выпрямители и трансформаторы (1 1.

Недостатки устройства — сложность, нетехнологичность и отсутствие информации о фазе входного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, обеспечивающее получение на раздельных выходах сигнала, указывающего фазу входного сигнала при превышении им заданного порога, содержащее транзистор и две цепи, состоящие из последовательно включенных диода и резистора каждая, подсоединенные диодами к коллектору транзистора, а резисторами — к шинам опорных сионалов С2 1.

Недостатком известного устройства является невозможность раздельной регулировки порога срабатывания для каждой фазы, 30

Цель изобретения — расширение функ- циональных возможностей sa счет обеспечения возможности раздельной регулировки порогов срабатывания для каждой фазы. 35

Указанная цель достигается тем, что в дискриминатор фазы, содержацдй транзистор и две резисторно-диодные цепи состоящие из последователь9

4О но включенных диода и резистора каж", 1 дая, подсоединенные диодами к коллектору транзистора, а резисторами — к шинам опорных сигналов, введены источник постоянного напряжения и вто45 рой транзистор, включенный по схеме с общей базой, коллектор которого подключен к базе. первого транзистора и через резистор — к источнику постоянного напряжения, при этом эмиттеры транзисторов подсоединены к источнику входного сигнала и через диод — к общей шине.

На фиг. 1 представлена. принципиальная электрическая схема устройства на фиг. 2 — схема индуктивного датчика положения.

Устройство (фиг, 1) содержит тран зисторы 1 и 2, подключенные эмиттерами к источнику 3 входного сигнала, состоящего, например, из источника 4 входного напряжения с последовательно вклкченным резистором 5, .и через диод 6 — к общей шине, при этом транзистор 1 подключен базой через резистор 7 к источнику 8 постоянного напряжения, а коллекторомк диодам 9 и 10, соединенным соответственно с резисторами 11 и 12, связанными с шинами 13 и 14 опорных сигналов.

В индуктивном датчике положения (фиг ° 2) источником 3 входного сигнала для фазового дискриминатора служат катушки 15 и 16 индуктивности, подключаемые к выводам вторичной обмотки трансформатора 17 (с заземленным средним выводом), подключенного первичной обмоткой к сети переменного тока, причем выводы 13 и 14 вторичной обмотки трансформатора являются шинами опорных сигналов для фазового дискриминатора, входящего в состав индуктивного датчика положения. Кроме того, индуктивный датчик положения содержит шток 18, магнитосвязанный с катушками 15 и 16

t индуктивности и выходные пороговые усилительные каскады, выполненные соответственно на транзисторах 19 и 20 с резисторами 21 и 22 в коллекторных цепях и пороговыми элементами 23 и 24 в эмиттерных цепях. При этом базы транзисторов 19 и 20 подключены к точкам соединения диодов и резисторов диодно-резисторных цепей фазового дискриминатора, которые в свою очередь подключены к шиным 13 и 14 опорных сигналов через диоды 25 и 26 соответственно.

Фазовый днскриминатор работает следующим образом.

При величине тока от источника 3 входного сигнала, меньшей порога срабатывания (а также при отсутствии тока от источника 3 входного сигнала), транзистор I насыщен током, гротекающим в его базу от источника 8 через резистор 7. При этом ток эмиттера транзистора 1, протекая через диод 6, создает на нем падение напряжения, действующее в запирающем направлении по отношению к эмиттерно-базовому переходу транзистора 2, вследствие чего последний надежно заперт. В этом случае токи, протекающие через резисторы 11 и 12, 10833

3 отводятся через диоды 9 и. 10, насыщенный транзистор 1 и диод 6, авыходные напряжения "8ь > и ПьЬпЛ

8ЫЯ близки к нулю;

Величина тока коллектора транзис5 тора 1 в один полупериод, когда на шине 13 имеется отрицательное напряжение, определяется величиной сопротивления резистора 11 а в другой полупериод, когда имеется отрица- 1п тельное напряжение на шине 14, определяется величиной сопротивления резистора 12. . Вследствие этого величины токов эмиттера транзистора 1 для разных полуволн входного сигнала в общем случае различны. Возможность независимой регулировки величины токов через резисторы 11 н 12, например изменением их сопротивлений, обусловливает возможность раздельной регулировки порога срабатывания для каждой фазы.

Срабатывание фазового дискримина- . тора происходит в начале полуволны входного сигнала в том случае, если скорость изменения тока от источника 3 входного сигнала цревышает скорость изменения тока опорного сигнала, находящегося в противофазе с входным, на установленную величину. В этом случае в начале положительной полуволны тока источника 3, когда напряжение на эмиттерах транзисторов достигает величины потенциала отпирания базоэмиттерно. 35 го перехода транзистора 2, последний начинает приоткрываться, через . его коллектор протекает часть тока резистора 7, вследствие чего на эту величину уменьшается ток базы

40 транзистора 1. Это приводит к уменьшению тока эмиттера транзистора 1 и еще большему увеличению положитель- ного потенциала на эмиттерах, что приводит к еще большему открыванию транзистора 2, уменьшению тока базы и эмиттера транзистора 1 и т.д. Происходит лавинообразный процесс переключения транзисторов, в результате которого транзистор 2 входит в режим 50 насыщения. Поскольку падение напряжения на промежутке эмиттер-коллектор насыщенного транзистора меньше потенциала отпирания базоэмиттерно- . го перехода транзистора, то транзистора 1 при насыщении транзистора 2 надежно запирается. При запирании транзистора 1 разрывается

34 1 цепь, шунтирующая выходы устройства в исходном состоянии (при отсутствии входного сигнала или его малой причине) на земпю. То обстоятельство, что запирание транзистора 1 происходит в начале полуволны, обеспечивает получение выходного сигнала не искаженной формы. Когда полуволна переменного напряжения источника 3 проходит через ноль, устройство возвращается в исходное цостоиние.

При отрицательной полуволне от источника 3 устройство не срабатывает, поскольку ток от источника 3 замыкается через диод 6 на общую шину.

При изменении фазы входного сигнала на противоположную сравнение происходит с фазой напряжения опорного сигнала другой шины и при превышении скорости нарастания тока от источника 3 скорости нарастания тока через резистор, подсоединенный к данной шине, аналогичным образом запирается транзистор i и насыщается транзистор 2. Уже на другом вы- ходе выделяется сигнал, указывающий (изменившуюся) фазу входного сигнала.

Следовательно, информация о фазе входного сигнала и его величине отображается появлением того или иного опорного сигнала на соответствующих выходах устройства.

Индуктивный датчик положения (фиг. 2) при различных положениях штока 18 формирует на одном из своих выходах напряжение, сигнализнрующее о положении штока 18 в данный момент: индуктивность обмоток катушек 15 и 16, а следовательно, амплитуда и фаза снимаемого с их точки соединения сигнала зависит от положения магнитосвязанного с ними штока 18, выполненного из маг- . нитного материала. В верхнем положении штока индуктивность катушки 15 больше индуктивности катушки 16, входной сигнал для фазового дискриминатора для данного случая имеет фазу напряжения, совпадающую с фазой опорного сигнала с шины 14 и противоположную фазе опорного сигнала с шины 13. Для крайних положений штока 18, определяемых установленными порогами, фазовЫй дискриминатор срабатывает. Для верхнего поло108333

BHHKIH 3axas 1775 51 Тщаж 862 По писное

Филиал ППП 11Патент, r.Óèãîðîä, ул.Проектная, 4 жения штока на выход проходит опорный сигнал с шины 13, вызывающий срабатывание выходного порогового усилительного каскада, выполненного на транзисторе 19, который отпирает- 5 ся и напряжение на его коллекторе уменьшается. Это сигнализирует о том, что шток 18 находится в верхнем положении и прошел заданную границу перемещения. При перемещении штока в нижнее положение, когда он находится между двумя порогами срабатывания дискриминаторов фаз, на обоих выходах напряжение высокое, что сигнализирует о нахождении штока в среднем положении.

При достижении штоком нижней границы срабатывания, когда увеличивается индуктивность катушки 16 и уменьшается индуктивность катушки 15, фаза сигнала источника 3 совпадает с фазой опорного сигнала на шине 13 и противоположна фазе опорного сигнала на шине 14, поэтому аналогичным образом отКрывается транзистор 20,>5 а уменьшение напряжения на его кол »

:,лекторе сигнализирует о том, что шток находится в нижнем положении и дошел до заданной нижней границы перемещения. Следует отметить, что для надежного запирания в исходном состоянии транзисторов 19 и 20 пороги срабатывания пороговых эле1 ментов 23 и 24 (в качестве которых могут быть использованы, например, кремниевые диоды или стабилитроны) должны превышать величину падения напряжения на открытом диоде в сумме с падением напряжения на насыщенном транзисторе.

Возможность независимой установки различных пределов перемещения штока обеспечена возможностью раздельной регулировки порогов срабатывания для каждой фазы в фазовом дискриминаторе. Из этого следует что расширение функциональных возможностей предлагаемого фазового дискриминатора связано с раздельной регулировкой порогов срабатывания для каждой фазы. Дополнительное преимущество устройства состоит в получении выходного сигнала неисУ каженной формы.