Детектор перехода сигнала через нуль

 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано в качестве высокоточного детектора перехода переменного сигнала через нуль. Детектор содержит инвертор 1, компараторы 2 и 3 уровня, блоки 4 и 6 согласования уровня, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 и блок 7 выделения середины импульса. Достигаемый положительный эффект заключается в повьшении фазовой стабильности при одновременном увеличении точности определения нулевого перехода. Это дает возможность повысить метрологические параметры контрольна-измерительной аппаратуры , использующей такие устройства , В описании изобретения приводится пример реализации блока 7 выделения середины импульса. 3 ил. а с % Г-I / ее ос о -vj 4: Q}t/2.f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (И) А1 (504 Н 03 К 5 153

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИ4 ;:ТЕЛЬСТВУ (21) 3976922/24-21 (22) 19.11.85 (46) 15.08.87. Бюл. Р 30 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) И.Н. Калинчук, С.Г. Блак и М.Г. Романюк (53) 62 1.373(088.8) (Se) Кофлин Р., Прискол Ф. Операционные усилители и линейные интегральные схемы. — M.: Мир, 1979, с. 26, рис. 2.5.

Заявка Японии и - 59-52989, кл. Н 03 К 5/153, 1984. (54) ДЕТЕКТОР ПЕРЕХОДА СИГНАЛА ЧЕРЕЗ

НУЛЬ (57) Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано в качестве высокоточного детектора перехода переменного сигнала через нуль ° Детектор содержит инвертор 1, компараторы 2 и 3 уровня, блоки 4 и 6 согласования уровня, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 и блок 7 выделения середины импульса. Достигаемый положительный эффект заключается в повышении фазовой стабильности при одновременном увеличении точности определения нулевого перехода. Это дает возможность повысить метрологические параметры контрольно -измерительной аппаратуры, использующей такие устройства. В описании изобретения приводится пример реализации блока 7 выделени середины импульса. 3 ил.

1 307ч1

Изобретение с!тиос«тся к технике измерений и может быть «c «ñ 717o13àíc3 в качестве вькокоточ«ого детектора перехода переменного сигнала через нуль. .ФФ- В

Цель изобретения — Ilo13111lleEIHe $aзавой стлбцльности при одновременном увеличении точности определ!II«II нуле30

3 С> ного перехода.

11а фиг. 1 представлена функциональная схема детектора перехода с«гнала через нуль; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Детектор перехода сигнала через нуль содержит инвертор 1, первый и второй компараторы 2 и 3 уровня, вход детектора перехода сигнала через «уль соединен с «еинвертируюп«м Входом

Второго комплратора 3, «е«нвертирун— щпй вход первого компарлторл 2 уровня чсреэ инвертор 1 подк.!нг!е«к «ивер тирую3хему входу второ ro кем!«ар,! тора

3 уровня, выход которого через первый блок 4 согласования уровня по,!к:!3очен к первому входу элемента ИСКЛЮЧЛЮ!!!ЕЕ 2

ИЛИ 5, Второй вход которого чере з

Второй блок 6 согласо!3лния уровня под. ключе« к выходу первого ком»opaTop7

2 !ро!3!3я, инвертиру!с!!!«!! Вход кото!3о!73 соединен с неинверт«рующ«м входом второго компаратора 3 уровня, выход элемента ИСКЛЮЧЛЮЩЕЕ И 1!1 5 «одк почен к входу блока 7 !.ыделен«я середины импульса, выход которого является

Выходом устройства, а комплрлтор»! 2 и 3 выполнены с гистерезисом.

Детектор перехода сигнала через нуль работает следующ«м образом.

Знакопеременный сигнал с входной ш1!Hы поступлpт нл иlзвертl!! " )и!!!й Р" од

30 первого комплрлторл 2 уровня (ф«! . 2л) и одновременно на неин!3е!1тирующий вход компарлтора 3. Сигнал полож«Tельной обрат!!ой c13El3« c ll cинвертиру— юшего входа первого ко:.!плрлторл 2 йб (фиг. 2В) поступает на «н13еpTop 1, инвертируется по знаку (фиг.2г) « поступает на инвертиру!ощи!! вход в;орого комнлрлтора 3. !!лпряжен«е нл Выходе и pI3oIо компараторз 2 может иметь двл значения (фиг. 2б):

«3«! Uq c ll:-I неинверт«рующем входе

Р«!

Я =- ); напряжение !! Выходе

R +R

««ВеРтоРл 1 может бьггь Екас, В „К

К,! или Г!а, 8 К (где К = — ко и ) ) В эфф«цие«т передачи Hlllcppторл 1) .

Пу; ть в первоначальный момент после включения питания на входе устройства входное напряжение равно нулю!

Па выходе первого компаратора устаноФ вилось напряжение, равное U„а,,тогда ! нл неинвертирующем Входе его устаноФ в«тся напряжение, равное U„, H на выходе инвертора 1 — U„ H„(K ), на

+ выходе второго компаратора 3 — ц„ нас (фиг. 2д), на выходе элемента ИСКЛЮЧЛ1ОЩЕЕ ИЛИ 5 и блока 7 установится

"0" (фиг. 2е, ж) . При возрастании входного сигнала на входе устройства, например, в положительном направлении

+ д<3 урс3вня U „„В д напряжение на вы-! ходе первого компаратора 2 скачком изм! няется до уровня Ц „, на неин-!

Верт«руюшеM входе первого компаратоРа Г „а, Г1„, на выхоДе инвеРтоРа

1 выходе второго

l компарлт! рл 3 напряжение при этом не изменяется, на выходе элемента ИСКЛЮЧЛЮЩЕЕ !11!И 5 устана!зливается "1" .

Г1ри «оследующем уменьшении уровня

Входного сигнала до напряжения

Р,„ К 1 выходное напряжение

Второго компаратора 3 скачком умень3нлетсH Elo U c (момент сг, нас2

На выходе элемента ИСКЛ!ОЧЛ!ОЩЕЕ ИЛИ 5 устанавливается 0 . При дальнейшем уменьшении входного напряжения до уров!!я Г! Я (момент t ) напряженас, !3 з ние нл выходе первого комплратора 2

3«зме!!яется Elo 11нас,, HB»!еинвертирy!0щем его входе — Б„а, Я„, а на входе

«ElI3cpTopa — до -U„, В„ (К ), на его нас, выходе — до Ь „с!с и на выходе элемента

ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 до "1". При возрастании уровня входного сигнала до

В„ !,К ) и превышении его (момент t ) изменяется соотношение на (!

В»виоле ВтоРого компаРатоРа 3 До П„а на выходе элемента ИСКЛ!ОЧЛНШ1ЕЕ ИЛИ

5 до "0". В дальнейшем указанный про«есс !!!3вторяется.

Пл Выходе элемента ИСКЛЮЧЛЮЩЕЕ ИГ1И

5 формируется отрицательный симметр«чн»!й относительно момента перехода с«!Il:33!,! через нуль импульс длительности . = tl — С,. В блске 7 указанный

«мпульс измеряется, делится на половину и формируется строб, ксторый точно соответствует моменту перехода входного гармоническогc сигнала через н ль (1!„,„, фиг, 2) .

Вследствие того, что выходной троб-импульс появляется всегда в сР

1330741

10! J

- лы!. Р 4 t4 8у аж 2

Заказ 3592!56 Тираж 901 Подписное!

1эоизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 редине симметричного относительно ,нуля интервала (t, — t ) и не зависит ни от уровня входного сигнала, ни от устан пленного уровня ксмпарации ком5 параторон 2 и 3, повьпиается также помехоустойчив! сть всего устройства, так как уровень компараиии может быть задан дастатсчно высоким, при этом возрастает точность работы устройства. Кроме того, устройство детектора обладает повышенной фазовой стабильностью выходного сигнала, так как фазовое положение его не зависит от уровня входного сигнала (в известных устройствах эта зависимость существует) .

Таким образом, предлагаемый детектор перехода сигна IB чс вез н>ьпь I;„ç20 воляет повысить метрольгически- гар метры контрольно-измерительной апп;— ратуры, исп .льзующие такие устройства. ф р м y:л а и з î б р с т е н и я детинI fleрехода сигнала ч - Рез нуль, ::.; ..жсщий инвертор, первый и

Второи компараторы уровня, вход детектора перехода сигнала через нуль соединен с неинвертирующим входом второгп компаратора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью понышения фазоной стабильности при одновременном увеличении точности определения нулевого перехода, неинвертируюший вход первого компаратора уровня через инвертор подключен к инвертирующему входу второго компаратора уровня,выход которого через первый блок согласования уровня подключен к первому входу элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, нторой вход которого через второй блок согласования уровня подключен к выходу перного компаратора уровня,иннертирующий нход которого соединен с неинвертирующим входом второго компаратора уровня, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к входу блока выделения середины импульса, выход которого является выходом устройства, а компараторы выполнены с гистерезисом.