Преобразователь фазового сдвига переменных напряжений в цифровой код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМ.р СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Зависимое от авт. свидетельства Л

М.Кл. Н 03k 13/20

Заявлено 07Л.1971 (№ 1614478/26-9) с присоединением заявки №вЂ” Приоритет—

Опубликовано ОЗ.XI I.1972. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 19.XII.1972

Комитет по делам ивооретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.325(088.8) Автор изобретения

Ю. А. Скрипник

Институт электродинамики АН Украинской ССР

Заяв.итель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА ПЕРЕМЕННЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к оолаети преобразовательной техники,параметров переменных ,напряжений,(токов) в цифровой иод.

Известен;преобразователь фазового сдвита переменных яапряжений в цифровой код, содержащий формирователи пря|моугольных напряжений, внверторы, дифференцирующие цепи, линии задержки, логические схемы, счетный триггер, делитель частоты и последовательно соединенные генератор счетных импульсов, схему совпадения, вентиль, счетчик импульсов и запоминающий региспр.

В предложенном преобразователе для повышения точности имеется двухполюсный автоиатический,переключатель, один вход кото рого соединен с входной клеммой всего устройства, другой вход — со второй клеммой всего устройства и со входом делителя частоты, выход которого подключен к управляющему входу двухполюсного автоматического пере ключателя и через дифференцирующую цепь, счетный припгер и вторую дифференци рующую цепь— ,к шине «сброс» .запоминающего регистра. Выход первой дифференцирующей цепи соединен также через одновибрато р с управляющи м входом вентиля, выходы автоматического, пере ключателя перек рестно подключены ко,входам фо рмцрователей,,которые через,инверто ры и схемы «ИЛИ» соедтвненьт со входами схемы

2 совпадения, связанной с генератором счетных им нул ьсо В. ,На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого преобразо вателя;,на фиг. 2 — вре:менные диаграммы, характеризующие работу п,реоб.разо.вателя.

Сдвинутые по фазе на угол тр напряжения

U> и Uz поступают на автоматический переключатель 1, который управляется выходным лряip моуголbHûì напряжением триггерного делителя 2 частоты, возбуждаемым одним,из входных напряжений, пап ромер опо рным напряжением U>. П ри одном положении переключателя, которое определяется положительной полярностью (нулевым потенциалом) выход ного напряжения делителя,,напряжения U и Уа поступают непосредственно на формирователи 8 .и 4 прямоугольных нап ряжений. При другом положении переключателя, соответствующем отрицательной .полярности выходного папряжения делителя, напряжения U> и Ug поступают перекрестно на формирователи 8 и 4.

Выходные, напряжения формирователей (фиг. 2,а и б) с помощью инверторов 5 н б

25 расщепляются на ipBIBлые и противофазные напряжения, воздействующие на логические схемы «ИЛИ» 7 и 8. На выходе одной .из схем

«ИЛИ» формируются непрямоугольные импульсы Ут с длительностью,,равной суммарной дли 0 тельпостн лолоокптельных полуволп прямо359756

35

60 угольных напряжений (фиг. 2, в). На выходе другой .схемы «ИЛИ» —,прямоугольные импульсы Ug с длительностью,:равной суммарной длительности отрицательных полу волн (фиг. 2, г).

Т рехзажимная импульсно-потенциалыная схема 9 совпадения (логическая схема типа

«2И-НЕ») .подключена своими потен циальными;зажимами к;выходам схем «ИЛИ» 7 и 8, а импульоны м зажимом — к генератору 10 счетных импульсо в. В результате совпадений лрямоугольных импульсов U4 и U5 формирую1тся более короткие импульсы U< (фиг. 2, д), которые заполняются счетными импульсами генератора 10 (фиг. 2, е). Длительность коротких импульсов .цропо рциональна фазово му од вигу ср входных напряжений Уь Ug и фазовой неидентичности Л (p формирующих |звеньев двухка нальной части схемы.

Счетные лмпульсы через нормально-открытый вентиль 11 поступают на счетчик 12 импульсов, к выходу которого через m — разрядную импульсно-потенциальную схему 18 совпадений подключен регистр 14 памяти.

3а первый полупериод выходного,напряжения делителя частоты .в счетчике 12 накапливается количество импульсов,,п ропорциональное значению !p + Ь сс.,При,изменении поля|рности выходного напряжения делителя (на отрицательную),изменяется положение переключателя и в счетчик дололнительно поступает количество импульсов, пропорциональное значению q — Л ср. При последующем 1и зменении полярности выходного напряжения делителя (на положительную) срабатывает счетный триггер 15, запускаемый положительным импульсом, формируемьгм дифференцирующей цепочкой lб. Выходное,напряжение триггера 15 дифференцируется цепочкой 17, и создаваемый при этом импульс устанавливает разряды регист ра 14 в нулевое состояние. Одновременно этот же импульс с небольшой задержкой, совдаваемойлиниейзадержки 18, открывает схему И совладений и осуществляет тем самьгм запись vodka счетчика 12,в регистре 14. С несколько большей задержкой, созда|ваемой линией задержки 19, происходит сброс на нуль счетчика 12.

При положительной полярности выходного напряжения делителя 2 переключатель l,вновь уста навливается в первоначальное положение, а на счетчик 12 п,риходит количество импульсов, пропорциональное с +Л с1 . При последующем,переключении входных на пряжений три ггер 15.не срабатывает на .отрицательный импульс и счетчик дополнительно накапливает количество импульсов, пропорциональное

cp — Л сс. Су мма рное число импульсов в счетчике за период коммутации .пропорционально фазовому сдвигу ср входных напряжений и не зависит от з начения фазовой неидентичности

Л ср формирующих звеньев. П ри новом пере4 ключении входных напряжений U> и U> происходит перезапись, кода и .счетчик подготавливается к новому счету.

Для,исключения влияния,переходных процессов,в формирующих звеньях,:возникающих в моменты ком мутации напряжений, на,результат преобразавания цепь управления вентиля 11 присоединяется IK однови брато ру 20, который вобуждается импульсами дифференци рующей цепи 15 при каждом переключении входных.напряжений (инвертор на входе одновибратора не показан). В результате вентиль 11 запирается на время переходного процесса,в каждый такт коммутации. Поотоянная времени одновиб ратора 20 выбирается из условия затухания переходных процессов в формирующих каскадах,.перезаписи кода и подготовки счетчика к очередному циклу преобразования.

Таким образом за каждые д ва такта коммутации;в;регистр 14 па мяти преобразователя выдается кодовое значение текущего з|начения фазового сдвига цравниваемых по фазе .напряжений, не зависящее от степени,неидентичности фазовых характеристик формирующих звеньев..Быстродействие рассмотренного лреобразователя определяется коэффициентом деления т риггерного делителя 2 и в пределе (при коэффициенте деления,;равном двум) может быть до ведено до ор!Ной посылки кода за два лериода,сравниваемых по фазе напряжений.

Hipедм ет,изобретения

Преоб ра зо ватель:фазового сдвига переменных .напряжений в цифровой код, содержащий формирователи, прямоугольных напряжений, инверторы, дифференцирующие цепи, линии задержки, логические схемы, счетный триггер, делитель частоты .и последовательно соединенные,генератор счетных,импульсов, схему совпадения, вентиль, счетчик импульсов,и запоминающий:регистр, отличаюисийся тем, что, с целью повышения точ,ности, он содержит двухполюсный автома|тический переключатель, один вход которого соединен с входной клеммой всего устройства, другой вход — .со,второй входной клеммой:всего устройства,и со входом делителя частоты, .выход котарого подключен пс управляющему входу двухполюсного автоматического переключателя и через дифференци рующую цепь, счетный триггер и вторую дифференци рующую цепь — к шине «сброс» .запоминающего,регистра, выход первой дифференцирующей цепи соединен также че|рез од новиб ратор с уп ра влясощим:входом вентиля, выходы автоматического .переключателя .перекрестно подключены.:ко входам форми рователей, которые через инверторы:и схемы «ИЛИ» соединены со входами схемы совпадения, связанной с генератором счетных импульсов, 359756 г д

Waz. 2

Составитель А. Горбачев

Техред 3. Тараненко Корректор Т. Гревцова

Редактор Н. Коган

Заказ № 5612 Изд. № 1773 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография