Устройство для сравнения переменныхсигналов

 

(i i) 424I06

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

6оциалистицеских

Реслублик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 15.08.72 (21) 1820868/18-24 с присоединением заявки № (32) Пр иор итет

Опубликовано 15.04.74, Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 13.09.74 (51) М. Кл. G 05Ь 1/01

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изооретений и открытий (53) УДК 621.317(088.8) Ъ ь ; ь Ь (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. В. Долгих, В. В. Михайлов, А. Е. Ольсевич и Ю. И. Левин

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Известны устройства для сравнения переменных сигналов, содержащие зарядные усилители и запоминающие ячейки, охваченные обратной связью, зарядный ключ и нуль-орган.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, оно содержит блок выдержки времени, дифференцирующую цепь, ячейку запрета и селектор импульсов по длительности, причем вход блока выдержки времени подключен к выходу одного из зарядных усилителей, а выход — к управляющему входу ячейки запрета и через дифференцирующую цепь — ко входу разрядного ключа; вход ячейки запрета соединен с выходом нуль-органа, а выход — со входом селектора импульсов по длительности.

На фиг. 1 приведена блок-схема предложенного устройства.

Устройство состоит из зарядных усилителей

1 и запоминающих ячеек 2, охваченных отрицательной обо атной связью, зарядного ключа 3 и нуль-с1ргана 4, подключенных к выходам запоминающих ячеек 2. К выходу одного из зарядных усилителей 1 подключен блок 5 выдержки времени, выход которого связан с управляющим входом ячейки запрета 6 и через дифференцирующую цепь 7 — со входом ключа 3. Вход ячейки запрета 6 подключен к выходу нуль-органа 4, а ее выход — ко входу селектора импульсов 8 по длительности.

На фиг. 2 и 3 приведены временные диаграммы напряжений в наиболее характерных точках устройства сравнения; на фиг. 4 характеристика устройства сравнения в комплексной плоскости.

Здесь: U,„, — входное напряжение, превышение которого над другим определяется устройством; U„, — входное напряжение, с которым сравнивается Увх Upi> >< Ьдх и величины напряжений, запомненные запоминающими ячейками, пропорциональные амплитудным значениям напряжений U„. и р — сдвиг фаз между напряжениями

20 UBx и У.,:, У,,.з — напРЯжение на выходе зарядного усилителя; U,, — напряжение на выходе блока выдержки времени; 4, — время выдержки блока выдержки времени; U„,,— напряжение на выходе нуль-; U, — на25 пряжение на выходе ячейки запрета; длительность импульса на выходе ячейки запрета; U,„„— выходное напряженис устройства сравнения; t, — уставка селектора импульсов по длительности; W вектор отношения

30 входных напряжении, 424106

15

40

Устройство сравнения работает следующим образом.

При поступлении на входы зарядных усилителей 1 синусоидальных напряжений U„, и U, напряжение на выходе зарядных усилителей представляет собой синусоидальные импульсы длительностью в 90 эл. град (U,,,, на фиг. 2 и 3). Такая форма достигается благодаря большому коэффициенту усиления зарядных усилителей 1, влиянию нелинейности диодно-емкостных запоминающих ячеек 2 и глубокой отрицательной обратной связи. В исходном состоянии на выходе блока 5 выдержки времени имеется потенциальный сигнал (фиг. 2 и 3), который запрещает прохождение напряжения с выхода нуль-органа 4 через ячейку запрета 6 на вход селектора импульсов 8 по длительности. Запуск блока 5 выдержки времени производится задним фронтом напряжения с выхода соответствующего зарядного усилителя 1. 1-1апряжение на выходах запоминающих ячеек после достижения соответствующим входным сигналом амплитудного значения остается постоянным (U »,, и U, íà фиг. 2 и 3). В процессе нарастания напряжений U.,„è U» выходные напряжения запоминающих ячеек 2 по форме повторяют напряжения U„„, и U„., (фиг. 2 и 3). На выходе нуль-органа имеется напряжение, отличное от нуля только тогда, когда мгновенное значение напряжения 1-го канала превышает напряжение 2-го капала (фиг. 2 и 3).

По истечении выдержки времени на выходе блока выдержки времени вновь появляется напряжение, передний фронт которого через дифференцирующую цепь 7 включает ключ 3.

Ключ разряжает конденсаторы диодно-емкостных запоминающих ячеек 2, сбрасывая запомненные показания (фиг. 2 и 3). На вход селектора импульсов 8 по длительности напряжение с выхода нуль-органа может проходить только в течение выдержки времени блока выдержки времени.

Если Увх,, ) U z „, To BpeMB наличия cHI нала на выходе нуль-органа 4 превышает время выдержки 4„и через ячейку запрета

6 проходит импульс, длительность которого превышает уставку селектора импульсов 8:

tÄ)t В этом случае на выходе устройства сравнения имеется импульсный выходной сигнал (фиг. 2).

Если U (U x,„è угол сдвига фаз между ними мал, то длительность импульса на выходе ячейки запрета 6 мала и на выходе селектора импульсов 8 напряжение равно нулю (фиг. 3). Длительность импульса t„o общем случае зависит от сдвига фаз между сравниваемыми напряжениями и отношения их амплитудных значений. Поэтому характеристика устройства сравнения в комплексной плоскости имеет вид, отличный от окружности (фиг, 4). Устройство срабатывает при равенстве входных напряжений, если угол сдвига фаз между ними р (а4, а также при

$) toto.в

В диапазоне cot„(q (о4, срабатывание устройства происходит при величине комплексного переменного W, равного отношению сравниваемых величин, меньше 1. Причем, если о4. — со4 ) —, то имеется некоторый диапазон изменения, в котором устройство срабатывает при модуле комплексного переменного WO.

После очередного измерения соотношения входных сигналов происходит разрядка конденсаторов запоминающих диодно-емкост lblx ячеек 2 и затем процесс запоминания амплитудных значений сигналов и измерения повторяется.

Таким образом, предлагаемое устройство сравнения переменных сигналов обеспечивает сравнение векторных значений входных сигналов с учетом сдвига фаз между ними. Причем характеристика срабатывания может регулироваться соответствующим выбором длительности выдержки времени блока выдержки времени и установки селектора импульсов по длительности. Время срабатывания устройства сравнения не превышает одного периода входных сигналов.

Предмет изобретения

Устройство для сравнения переменных сигналов, содержащее зарядные усилители и запоминающие ячейки, охваченные обратной связью, зарядный ключ и нуль-орган, отлич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, оно содержит блок выдержки времени, дифференцирующую цепь, ячейку запрета и селектор импульсов по длительности, причем вход блока выдержки времени подключен к выходу одного из зарядных усилителей, а выход — к управляющему входу ячейки запрета и через дифференцирующую цепь — ко входу разрядного ключа; вход ячейки запрета соединен с выходом нуль-органа, а выход — со входом селектора импульсов по длительности.

424106

Фиг. Ф

Составитель С. Белан

Корректор Л. Орлова

Техред Е. Борисова

Редактор Б. Нанкина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2376/13 Изд. М 1499

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

Москва, K-35, Раушская

Тираж 760 Подписное

Совета Министров СССР открытий наб., д. 4/5