Измеритель фазового сдвига для фазовых систем автоматического управления

 

бвфм...а,ю ".

О П И С A Н И Е 00443330

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 24.12.71 (21) 1728647/18-10 (51) М Кл. G 01г 25/00 с присоединением заявки ¹

ГосУдаРственный комитет (32) Г1риоритет

Совета Министров СССР по делам изобретений Опубликовано 15.09.74. Бюллетень № 34 (53) УДК 621.317.772 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 02.12.75 (72) Авторы изобретения

Н. Н. Короткий, В. И. Прихно и И. М. Семенов

Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА ДЛЯ ФАЗОВЫХ

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Измеритель относится к фазоизмерительной технике.

Известен измеритель фазового сдвига для фазовых систем автоматического регулирования, содержащий два формирователя прямоугольных импульсов, генератор образцовой частоты, инвертор, две схемы совпадения, регистрирующий счетчик и электронный ключ.

Недостатком известного устройства является невозможность получения частотной независимости коэффициента пропорциональности между фазовым сдвигом и показаниями измерителя, а также невысокая точность.

Для получения частотной независимости коэффициента пропорциональности между фазовым сдвигом и показаниями измерителя, расширения предела измерения, а также получения цифрового и аналогового выхода с учетом знака фазового сдвига предлагаемый измеритель снабжен схемой неравнозначности, включенной между выходом одного формирователя прямоугольных импульсов и входом электронного ключа; делителем частоты, включенным между выходом генератора образцовой частоты и входом второго формирователя, выход которого связан со вторым входом схемы неравнозначности и со входом инвертора; триггером знака фазового сдвига, раздельные входы которого подключены к выходам двух схем совпадений, а также снабжен преобразователем «код-аналог», одним входом подключенным к выходу триггера знака, и оперативной памятью, включенной между вторым входом преобразователя «код-ана5 лог» и выходами триггера знака через дополнительные схемы совпадения, вторые входы которых связаны со входами первых схем совпадений.

В предлагаемом измерителе входное возму10 щение, задаваемое в виде частоты f„и частота модуляции f, связаны постоянным коэффициентом К, что дает независимость коэффициента пропорциональности между его выходом и фазовым сдвигом. Кроме того, подсое15 динение раздельных входов триггера знака к выходам двух схем совпадений, а его выходов ко входам преобразователя «код-аналог» и двух других схем совпадений позволяет получать знак фазового сдвига в пределах

20 +-2л эл. рад., а подключение преобразователя

«код-аналог» через оперативную память к регистрирующему счетчику дает возможность иметь выходное значение фазового сдвига не только в цифровом виде, но и в аналоговом.

25 На чертеже приведена блок-схема описываемого измерителя, содержащего формирователи 1, 2 прямоугольных импульсов, инвертор

3, схемы совпадений 4 — 7, электронный ключ

8, регистрирующий счетчик 9, управляемый ге30 нератор 10, делитель 11 частоты, схему нерав> В

Ф"

443330

10!

Зз

40

65 получим (4) нозна гности 12, триггер знака 13, оперативную память 14 и преобразователь 15 «код-аналог».

Устройство работает следующим образом, Формирователи 1 и 2 формируют прямоугольные импульсы, длительности которых равны периодам частоты задания /;, и частоты обработки f;,р. Частота задания f;„ получается делением частоты f, управляемого генератора

10 íа коэффициент К делителя 11, а частота обработки поступает из системы автоматического регулирования от частотного датчика.

С выхода формирователей 1 и 2 прямоугольные импульсы поступают на схему неравнозначности 12, и на ее выходе получаются импульсы, длительность которых пропорциональна фазовому сдвигу, а частота равна частоте

Эти импульсы поступают на один вход электронного ключа 8, а на другой вход его поступают импульсы f<> от управляемого генератора. В итоге на выходе электронного ключа получаем модулированные высокой частотой f, импульсы, длительность которых пропорциональна текущему фазовому сдвигу.

Эти промодулированпые импульсы поступают па вход регистрирующего счетчика 9, Емкость счетчика равна коэффициенту деления делителя 11. Тогда в длительность периода f,„уложится N импульсов 1 „равное К, что соответствует максимальному выходному напряжс нию измерителя фазового сдвига и углу сдвига, равному 2п. При необходимости изменения частоты f изменяем частоту f,. Таким образом, периоду частоты соответствует одно и то же число импульсов частоты f„a именно — К.

Число импульсов _#_-., подсчитанное регистрирующим счетчиком 9 сдвига фазы, равно у = (1)

То где Т, — период частоты модуляции, т — длительность импульса, пропорциональная фазовому сдвигу.

Фазовый сдвиг при таком способе измерения равен: о =- (эл. рад), (2) т где Т вЂ” п ер иод ч а сто ты f,.

Тогда, подставляя значение т из выражения (1) в выражение (2) и учитывая, что

К= (3)

Тр

Таким образом видно, что число, записанное в регистрирующем счетчике, пропорционально фазовому сдвигу и не зависит от частоты f Знак фазового сдвига определяется с помощью схем совпадений 4 и 5, инвертора

3 и триггера знака 13. Для этого выход формирователя 2 подключен ко входам схем совпадений 4 и 5, к двум другим входам которых подсоединен выход формирователя 1; к с: еме совпадения 5 — непосредственно, а к схеме совпадения 4 — через инвертор 3. В итоге с выходов схем совпадения получаем импульсы в зависимости от знака фазового сдвигa: при одном знаке фазового сдвига импульсы получаем с выхода схемы совпадения 4, при другом — с выхода схемы совпадения 5. Выходы схем совпадения 4 и 5 подключены к раздельным входам триггера знака 13, состояние которого будет определяться знаком фазового сдвига. Одно плечо триггера знака 13 подключено к знаковому входу преобразователя

«код-аналог».

Оба парафазные выходы триггера знака 13 подключены ко входам схем совпадений 6 и 7 соответственно. На два других входа схем совпадений 6 и 7 поступают импульсы с выходов формирователей 2 и 1 соответственно.

В зависимости от знака фазового рассогласования на выходе схем совпадения 6 и 7 появляются импульсы, которые поступают па входы оперативной памяти 14 и переписывают информацию из регистрирующего счетчика 9 в оперативную память 14 в прямом или обратном коде. Это необходимо для преобразования цифровой информации счетчика 9 в аналоговую с учетом знака. Переписанная информация из оперативной памяти 14 подается в преобразователь 15, где преобразуется в аналоговую величину с учетом знака.

При необходимости получения измерений в цифровом виде можно снимать информацию со счетчика 9 или с оперативной памяти 14.

Предмет изобретения

Измеритель фазового сдвига для фазовых систем автоматического управления, содержащий два формирователя прямоугольных импульсов, инвертор, две схемы совпадения, генератор образцовой частоты, регистрирующий счетчик и электронный ключ, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью получения частотной независимости коэффициента пропорциональности между фазовым сдвигом и показаниями измерителя, цифрового и аналогового выхода с учетом знака фазового сдвига, а также расширения предела измерения, он снабжен схемой неравнозначности, включенной между выходом одного формирователя прямоугольных импульсов и входом электронного ключа; делителем частоты, включенным между выходом генератора образцовой частоты и входом второго формирователя, выход которого связан со вторым входом схемы неравнозначности и со входом инвертора; триггером знака фазового сдвига, раздельные входы которого подключены к выходам двух схем совпадений, а также снабжен преобразователем «код-аналог», одним входом подключенным к выходу триг443330

Составитель Л. Прохорова

Техред Т. Миронова

Корректор О. Тюрина

Редактор С. Хейфиц

Заказ 2565!4 Изд. № 1397 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пп, Сапунова, 2 гера знака, и оперативной памятью, включенной между вторым входом преобразователя

«код-аналог» и выходами триггера знака через дополнительные схемы совпадения, вторые входы которых связаны со входами первых схем совпадений.