Способ выделения моментов перехода через нуль переменной составляющей напряжения

 

488155

Союз Советских

Реслублин

К АВТОРСКОМУ СВИДЦТВПЬСХВУ (61) Дополнительное к авт. свирид-ву— (22) Заявлено 17.08.73 (21) 1953302/26-21 (51) Ч.Кл. G Olr 19/26 с присоединением заявки— гасударственный камитет

Савета 1йинистрав СССР на делам иэааретений и отнраттий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.75. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 02.06.76 (53) УДК 621.317. .312 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. Л. Биланов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЪ|ДЕЛЕНИЯ МОМЕНТОВ ПЕРЕХОДА !ВРЕЗ НУЛЪ ПЕРЕМЕННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может найти применение при определении параметров электрического сигнала, содержащего низкочастотную периодическую соста вляющую.

Необходимость выделения моментов перехода через нуль переменной составляющей напряжения, наложенной на постоянную соста вляющую, отстоящих один от другого на отрезок времени, кратный полупериоду переменной составляющей, возникает при измерении напряжения с подавлением неинформативной его составляющей, измерении угла сдвига фаз, периода или частоты переменной составляющей напряжения. Точность измерения параметра электрического сигнала при этом .во многом определяется точностью выделения моментов перехода переменной составляющей через нуль.

Известные способы выделения моментов перехода через нуль переменной составляющей напряжения, наложенной на постоянную составляющую, отстоящих один от,другого на отрезок времени, кратный полупериоду переменной составляющей, основаны на отделении переменной составляющей от постоянной составляющей с последующей фиксацией мгновенных нулевых значений переменной составляющей.

Отделение переменной составляющей производится цепями, содержащими реактивные элементы, поэтому при отделении периодических составляющих сложной формы, особенно низкочастотных, имеющих множество перехо5 дов через нуль за период, неизбежны частотные (линейные) искажения, обусловленные: неравномерностью амплитудно-частотной характеристики (модуль коэффициента передачи цепи разделения неодинаков для различ1О ных гармонических составляющих сложного сигнала); нелинейностью фазо-частотной характеристики (фазовый угол коэффициента передачи не во всем диапазоне пропорционален частоте гармоник сложного сигнала).

15 За вал амплитудно-частотной и нелинейность фазочастотной характеристики цепи разделения составляющих сложного сигнала не поддаются коррекции в области низких и инфранизких частот из-за ограничений, вно ю симых конечностью параметров реактивных элементов, необходимостью согласования цепей и требованиями к габаритам устройств.

В связи с этим известные способы выделения моментов перехода через нуль переменной

25 составляющей напряжения сложной формы в области низких частот имеют недостаточную точность.

Цель изобретения — повышение точности выделения моментов перехода через нуль низЗв кочастотной переменной составляющей в ши488155

poi4o i! дll;1! I;laoil, ;I ii!i. и!тч.l., I;1croò i! фаз ее основной и высших гармоник.

Поставлепиая цель достигается тем, что переменную составляющую напряжения без отделения 01 и!)стоян О!! составляющей сличают I!o частоте II фазе переменным, например, синусоида.7ь ым па;1р!1жецпем, перестраивают частоту переменного пап))я>кения до установления разенства или требуемой «ратности частот, затем в;)ащают фазу перемепttoi o 0aïpst>I4åIIIts до сов!!аде во времени моментов перехода через пуль c7, Iaeiitix IIBпряжеппй, коптролпруя, напр!!м!ер, впд интерфсрепциоипых фигур (фпгур Г11!ссажу) на экране прибора слпчсппя, после чего фиксируют мгповсппые нулевые зпачец;1я перемеппог0 нкпряжения.

На фиг. 1 изображены кривая поречеппой составляющей Ital!ps!>!ter!!is! Ul, пало>кеппая на постоянную составляющую U>, кривая переменного напряжения U3 синусоидальпой формы и импульсы U4, передний фронт которых соответствует моментам !перехода напряжения U3 через нуль, отстоящие один от другого на време!иной отрезок, равный половине периода (иллюстрируется случай при равенстве частот и !гулевом сдвиге фаз с.7ичаах!ых напряжений); па фиг. 2 — иптсрференциоппая фигура, полученная иа экране прибора сличепи>! при равенстве частот напряжений U, и

Uq и сдвиге фаз между ними, равном 15 электрическим градусам; иа фиг. 3 — вид интерференционной фигуры при равенстве частот и нуле вом сдвиге фаз сличаемых цапряжений; на фиг. 4 — блок-схема одного из вариантов устройства, реализующего предлагае.чый спосо)б.

Выделение моментов .перехода через нуль перемеипой составляющей папряже11ия, наложенной на постоянную составляющую, отстоящих один от другого на отрезок времени, кратный полупериоду перемеппой составляющей, осуществляется следующим образом.

Напряжение, содержащее переменную составляющую U! и постоянную составляющую

Uq, подается ца один вход приоора сличения 1 (сг!. фпг.41, предст;)влягощего собой, например, элсктроипый осцп.1лог1гаф с капальпым i oil.aèòeëåit постоянного тока. На другоп вход прибора сличения 1 через фазовращатель 2 подаетс!1 перемеппое напряжение U>, например, си формы. Выход фазовращателя 2 подключен также ко входу устройства 3 фиксации мгпо венг!ых пулевых значений напря>кения U3, с выхода которого снимаются импульсы U4, передний, фронт которых соответствует выде,7яемым моментам.

Перестройкой частоты напряжения U:-, снимаемого, например, с выхода звукового геператора, добиваются равенства или требуемой кратности частот, о чем судят пo неподвижности интерфереиционпой фигуры, получаемой па экране прпоора сличения 1. 3Втем с помощью фазовращателя 2 добиваются симметрии полученной интерференционной

)5

Зо

4 фш уры, центр сичмстрпп ко)орой должен лежать на пересечении кривых фигуры и прямоп, 00pa3)смой пя B!4paiic прп Отк.71оче)1ии напряжения Uq (см. фпг. 2 и фпг. 3, эта прямая и изобра (eità пунктиром). Получение неподвижпои симметричпоп интерференционной фигуры свидетельствует о равенстве или кратности частот и пулевом илп равном 180 сдвиге фаз между слпчаемычп напряжениями

Ul и U3. В эгом сл чае мoiг;нты перехода через !Ii.lb с.гп lac)i!,l ; ll !!l;.)sii 01!It, Ir!IIe oqH11 ох др,.гого !la 110.7i пе)) roq, co!i!!at!,aIoT во времени. Kpa711ocTI частот контролируется в соответствии с известным правилом: она равна отпошспшо числ:! касаний интер-!

))Оренциоппог! фпг; ры с горпзонтальцой и верти кя 7ьпо)1 сторона it и р!1мо Г07 bII II KB, в которьш вписывас7 csi фигура. Увеличение

I 1, кратности сличаемых частот гг = " (где

Tt. 1

Ти и Ти, — дл!Гтельности периода папряжеиий U, и Uq, n — целое число, большее единицы) повышает точность заявленного способа выделения моментов перехода через пуль. При гг > 1 количество импульсов напря>кепия U4 иа выходе устройства 3 необходимо, делить на число гг. Для учета сдвига фаз, возника!Ощего из-за иеидептичиости характеристик вхадцых цепей прибора сличеция, на ооа его,входа подают одно и то же синусоидальное напряжение U3 и iio шкале фазовращателя определяют поправку, изменяя фазу напряжения,,подаваемого па один из входо в, до получения на экране пнтерференциальной,фигуры в виде прямой. Точная фиксация мгновенных нулевых значений перемеппого напряжения синусоидальиой формы не представляет трудности при любом значении частоты.

Предмет изобретения

Способ выдсления моментов перехода через нуль переменной соста вляющей иапряжения, наложепный на постоянную составляющуго, отстоящих один от другого па отрезок времепи, кратпый полупериоду переменпой соcrавляющей, путем фиксации мгновенных пулевых значений напряжения, отгичаюигееся

reit, что, с целью повышения точности выделения моментов перехода через нуль низкочастотной переменной составляющей в широком диапазоне амплитуд, частот и фаз ее оснований и высших гармоник, переменную составляющую напряжения без отделения от постоянной cocTBBësiioùåé сличают по частоте и фазе с переменным, например, синусоидальным напряжением, перестраивают частоту переменного напряжения до установления равенства или требуемой кратности частот, затем вращают фазу переменного па:!ряжения до совпадения во времени моментов перехода через нуль сличаемых пап;)яжений, 488155

5 контролируя, например, вид интерференционных фигур па экране прибора сличения, 6 пое,те чего фикепруlol мгновенные значения переменного напряжения. нулевые

47иг 1

Составитель В. Шумайлов

Техред 3, Тараненко Коррсктор М. Лейзерман

Редактор Е, Семанова

МОТ, Загорский филиал

Заказ 562 Изд. ¹ 1907 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5