Амплитудно-дифференциальный нуль-орган

 

° рео:е..:. л

aeIanNo 1Фк мь Nea о тамв4ФЬА

О П И 4I984

Союз Советских

Социалистимеских

Рестгубпик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.11.71 (21) 1715903/18-24 (51) М. Кл. С 05Ь 1/01 с присоединением заявки

Гасударственный камитет

Савета Иннистрав СССР

Ilo делам ивааретений н аткрмтий (32) Приоритет

Опубликовано 15 03.74. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 08.08.74 (53) УДК 62-50(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Волков, А. A. )Кадаев, В, И. Колесников, А. Ф. Прокунцев и В. М. Шляндин

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) АМПЛИТУДНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ НУЛЬ-ОРГАН

Изобретение относиicH к области электроизмерительной техники и может оыть испол— зовапо в мостах и компенсаторах переменного тока, приборах допускового контроля.

Известны амплитудно-дифференциальп е нуль-органы, содержащие два канала, каждый из которых состоит из согласующего усгройства, выход которого через дифференцирующее устройство и усилитель-ограничитель подключен ко входам двух расширителей импульсов, а также схему сравнения.

Недостатком известных амплитудно-дифференциальных нуль-органов является то, .то они могут быть использованы только для сравнения установившихся сигналов и неприменимы для случаев, когда одно или оба сравниваемых напряжения находятся в переходном режиме.

Это ограничивает быстродействие известных нуль-органов, так как в них процесс сравнения может осуществляться не сразу после коммутаций в электрических цепях, с которых берутся сравниваемые сигналы, а только ио истечении определенного времени, необходимого для полного затухания переходного процесса.

Целью изооретения является повышение быстродействия нуль-органа.

Эта цель достигается тем, что предлагаемый амплитудно-дифференциальный нуль-оргап содержит в каждом канале сумматор, два запоминающих устройства и два ключа, первые входы которых подключены к выходу согласующего устройства, второй вход каждого

5 ключа соединен с выходом соответствующего расширителя импульсов, а выходы ключей через запоминающие устройства подключены соответственно к первому н второму входам сумматора, выходы сумматоров первого и вто10 рого каналов соединены соответственно с первым и вторым входамп схемы сравнения.

Блок-схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1 и содержит согласующие устройства (например, катодные повторители)

15 1, 2, дифференцирующие устройства 3, 4, усилители-ограничители 5, 6, расширители импульсов 7 — 10, ключи 11 — 14, запоминающие устройства 15 — 18, сумматоры 19, 20, схему сравнения 21, 22 и 23,первый и второй кана20 лы нуль-органа; Уь Uz — напряжения, поступающие на входы амплитудно-дифференциального нуль-органа.

В предлагаемом амплитудно-дифференциальном нуль-органе каждое сравниваемое на25 пряжение (U, и U ) перед подачей на вход схемы сравнения 21 испытывает одинаковые преобразования. поэтому рассмотрим преобразование только одного напряжения — U<.

Временная диаграмма преобразований на30 пряжения U представлена на фиг. 2.

Оба напряжения — UI и U2 или одно из них может находиться в переходном режиме. Для примера будем считать, что рассматриваемое напряжение UI находится в переходном режиме, напряжение U> может быть взято в любом режиме.

Напряжение UI с выхода согласующего устройства 1 (фиг, 2, строка 1) поступает на дифференциру ющее устройство 3, с выхода которого поступает на усилитель-ограничитель

5, Фронты прямоугольника напряжения на выходе усилителя-ограничителя 5 совпадают с экстремумами напряжения UI.

Положительные фронты прямоугольного напряжения с выхода ограничителя 5 запускают расширитель импульсов 7, а отрицательные фронты — расширитель импульсов 8.

Положительные прямоугольные импульсы малой длительнос-и с выхода расширителя 7, совпадающие по времени с положительными экстремумами напряжения U< (фиг. 2, строка 2), поступают на управляющий вход ключа

1l, на второй вход которого поступает напряжение, снимаемое с выхода согласующего устройства l.

Аналогично, отрицательные прямоугольные импульсы с выхода расширителя 8, совпадающие по времени с отрицательными экстремумами напряжения UI (фиг. 2, строка 3) поступают на управляющий вход ключа 12, на второй вход которого подается напряжение, снимаемое также с выхода согласующего устройства 1.

Каждый из ключей 11, 12 открывается соответствующим сигналом с расширителей на короткое время в области экстремумов напряжения Ui.

На выходе ключей 11, 12 появляются прямоугольные соответствеllllo положительные и отрицательные импульсы малой длительности (фиг. 2, строки 4, 5). С выхода ключа 11 поступает импульс с амплитудой, равной амплитуде отрицательного экстремума напряжения UI.

Импульсы с выхода ключа 11 поступают на запоминающее устройство 15, а импульсы с выхода ключа 12 поступают на запоминающее устройство 16. В качестве запоминающих устройств могут быть взяты, например, конденсаторы. В запоминающих устройствах происходит запоминание амплитуды каждого поступающего импульса.

Напряжение с выхода запоминающего устройства 15 (фиг. 2, строка 6) поступает на один из входов сумматора 19, на второй вход которого поступает напряжение с запоминающего устройства 16 (фиг. 2, строка 7).

На выходе сумматора 19 появляется постоянное положительное напряжение, равное по величине сумме абсолютных величин напряжений с выходов устройств 15, 16, то есть в

60 конечном итоге сумме амплитуд соседних разпополярных экстремумов напряжения UI (фиг. 2, строка 8). С выхода сумматора 19 постоянное напряжение поступает на один нз входов схемы сравнения 21. Напряжение U2 преобразуется аналогичным образом на дифференцирующем устройстве 4, усилителе-ограничителе 6, расширителях импульсов 9, 10, ключах 13, 14 запоминающих устройствах 17, l8, сумматоре 20.

На выходе сумматора 20 появляется постоянное положительное напряжение, равное Iro величине сумме амплитуд двух соседних разнополярных экстремумов напряжения Uq. Напряжение с выхода сумматора 20 поступает на второй вход схемы сравнения 21.

Как видно из временной диаграммы (см. фиг. 2, строка 8) постоянное напряжение IIB выходе сумматора меняется по величине скачком, причем момент скачка совпадает с поступлением на запоминающие устройства 15, 16 импульсов с ключей 11, 12.

Данное изменение напряжения с выхода сумматора 19 объясняется тем, что сумма амплитуд двух соседних разнополярных экстремумов напряжения переходного процесса не равна сумме амплитуд двух соседних экстремумов установившегося напряжения. Величина каждой ступеньки ЛУ; (i=i, 2, 3) равна величине этой разности для каждых двух соседних разнополярных экстремумов.

По мере затухания переходного процесса амплитуда ступенчатообразного изменения напряжения с выхода сумматора 19 убывает, становясь равной О, когда переходный процесс закончится.

То же явление будет иметь место и на выходе сумматора 20, если напряжение Uz будет испы Гывать переходный процесс.

Предмет изобретения

Амплитудно-дифференциальный нуль-орган, содержащий два канала, каждый из которых состоит из согласующего устройства, выход которого через последовательно соединенные дифференцирующее устройство и усилительограничи ель подключен ко входам двух расширителей импульсов, а также схему сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия нуль-органа, он oîдержит в каждом канале сумматор, два запоминающих устройства и два ключа, первые входы которых подключены к выходу согласующего устройства, второй вход каждого ключа соединен с выходом соответствующего расширителя импульсов, а выходы ключей через запоминающие устройства подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выходы сумматоров первого и ВТорого каналов соединены соответственно с первым и вторым входами схемы сравнения.