Способ установления фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты и устройство, его реализующее

 

Союз Советскнк

Соцнвлнстическнк

Респубпик

<„>741188

ОПИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаЯвлено 125) L78 (21) 2569376/18-21, с присоединением заявки ¹ (23) Г)риоритет

М К„г

G 01 R 25/00

Государственными комитет

СССР ио делам изобретений н открытн Й

Опубликовано 150680. Бюллетень № 22 (53) УДК621. 317 ° 373 (088 ° 8) Дата опубликования описания 150680 (72) Авторы изобретения

А.Ф.Прокунцев, Г.И.Шаронов и В.В Заморский г

Пензенский завод-втуз при заводе ВЭМ (филиал Пензенского политехнического института) (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА

МЕЖДУ ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ

ОДИНАКОВОЙ ЧАСТОТЫ И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть реализовано в мостах и компенсаторах переменного тока.

Известен способ установления фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты, основанный на сравнении дополнительных сигналов, один из которых сформи-10 рован пропорциональным временному интервалу, начало которого совп)дает с точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) первого из сравниваемых гар)5 монических сигналов, а конец совпадает с ближайшей точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (c плюса на минус) второго иэ сравниваемых сигналов, а второй дополнитель2() ный сигнал сформирован пропорциональным временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) второго из 25 сравниваемых сигналов, а конец совпадает с ближайшей точкой перехода через нулевой уровень с плюса на минус (с минуса на плюс) первого из сравниваемых сигналов, третий допол- 3() нительный сигнал сформирован пропорциональным разности длительностей первого и второго дополнительных сигналов, а информацию об отклонении величины фазового сдвига между сравниваемыми гармоническими сигналами от зс /2 определяют по величине и закону третьего дополнительного сигнала.

Недостатком данного способа является невозможность установления фазового сдвига, отличного от Л./2.

Известен квадратурный детектор., содержащий два блока согласования, выход одного из которых через усилитель-ограничитель подключен параллельно к информационному входу элемента Запрет и к одному из входов элемента И, выход которого соединен с одним из входов интегратора, выход второго согласующего устройства через второй усилитель-ограничитель подсоединен параллельно ко второму входу элемента И и к запрещающему входу элемента Запрет, выход которого соединен со вторым входом интегратора Cl).

Недостатком этого устрОйства является невозможность установления фазового сдвига, отличногЬ от У(./2

741188

Целью изобретения является повышение точности установки Фазового сдвига от контролируемого значения, определяемого соотношением вида ,1

p/q gt где q = 1,2,3.../ ? = 1,2,3...

-1 при h (qa. 5

Указанная цель достигается тем, что в способе установления фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты, основанном на сравнении дополнительных сигналов, причем один иэ дополнительных сигналов сформирован пропорциональным временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода через нулевой уровень с минуса. на плюс (с плюса на минус) одного из сигналов, а,конец совпадает с ближайшей точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) второго из сравниваемых сигналов, формируют второй дополни- 20 тельный сигнал, начало которого совпадает с началом первого дополнительного сигнала, длительностью, пропорциональной временному интервалу

q/h от первого дополнительного д сигнала, формируют третий дополнительный сигнал длительностью, пропорциональной временному интервалу, начало которого совпадает с концом второго дополнительного сигнала, а конец совпадает с ближайщей точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) первого из сравниваемых сигналов, формируют четвертый дополнительный сигнал, пропорциональный разности дли-35 тельностей второго. и третьего дополнительных сигналов, а информацию об отклонении величины фазового сдвига между сравниваемыми гармоническими сигналами от контролируемого значения определяют по величине и знаку четвертого дополнительного сигнала в момент окончания третьего дополнительного сигнала.

Поставленная цель — реализация данного способа достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй блоки согласования, выход одного из которых подсоединен ко входу первого усилителя-ограничителя, а выход второго — через второй усилитель-ограничитель соединен с инверсным входом элемента Запрет, элемент И, выход которого соединен с одним из входов интегратора, снабжено форми- 55 рователем импульсов, расширителем импульсов и элементом НЕ, причем выход первого усилителя-ограничителя соединен с информационным входом элемента

Запрет и через Формирователь импуль- 6О сов с одним из входов элемента И,выход элемента Запрет через расширител импульсов соединен со вторым входом ийтегратора и через элемент HE co вторым входом элемента И., 65

Сущность способа поясняется на временной диаграмме (см.фиг ° 1) для случая, когда необходмо установить фазовый сдвиг между двумя сравниваемыми гармоническими сигналами,. равный — X, % причем фиг. 1 (а) соответствует случаю, когда "Р :1/3, а Фиг. 1 (б) — случаю >/с(,=

5/9, где P — фазовый сдвиг сигнала

U<.относительно Н .Формируют первый дополнительный сигнал, пропорциональный устанавливаемому фаэовому сдвигу между сравниваемыми гармоническими сигналами (фиг.1 строка Ь),формируют второй дополнительный сигнал, длительность которого пропорциональна - ? . фиг.1 строка с), формируют третий дополнительный сигнал длительностью, пропорциональной временному интерналу, начало которого совпадает с концом второго дополнительного сигнала, а конец совпадает с ближайшей точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) первого из сравниваемых гармонических сигналов (фиг.1 строка d) формируют четвертый дополнительный сигнал (фиг.1 строка е), пропорциональный разности второго (фиг.1 строка с) и третьего (фиг.1 строка d) дополнительных сигналов, а информацию об отклонении величины фазового сдвига между сравниваемыми гармоническими сигнала— ми от контролируемого значения определяют по величине и знаку четвертого дополнительного сигнала (фиг,1 строка е) в момент окончания третьего дополнительного сигнала.

На фиг.2 приведена блок-схема устройства, реализующего данный способ. устройство содержит первый и второй блоки согласования 1 и 2, первый и второй усилители-ограничители 3 и

4, форм рователь импульсов 5, элемент

Запрет 6, расширитель импульсов 7, элемент И 8, элемент НЕ 9 и интегратор 10.

Работа устройства происходит следующим образом.

Один из сравниваемых по фазе гармонических сигналов поступает через блок согласования 1 на вход усилителя-ограничителя 3 (фиг.1 строка а), с выхода которого сигнал длительностью, пропорциональной половине периода сравннваемого гармонического сигнала U<, подается параллельно на информационный вход элемента Запрет

6 и на вход формирователя импульсов

5, с выхода которого поступает на один из входов элемента И 8. Второй из сравниваемых по фазе гармонических сигналов U< поступает через блок согласования 2 на вход усилителяограничителя 4 (фиг.1 строка а), с выхода которого сигнал длительностью, пропорциональной половИне периода сравниваемого гармонического сигнала П, подается на запрещающий

7411Ва вход элемента Запрет 6. Сигнал с выхода последнего (фиг.1 строка b), пропорциональный контролируемому фазовому сдвигу между сравниваемыми гармоническими сигналами, подается на расширитель импульсов 7, ;: с выхода которого (фиг ° 1 а строка с) рас1аиренный в 3 раза или (фиг.1б строка с) расширенный в 9/5 раза сигнал через инвертор поступает на второй вход элемента И 8. На входы интегратора 10 поступают, соответственно, сигнал с выхода расширителя импульса 7 (фиг.1 строка с) и сигнал с выхода элемента И 8 (фиг.1 строка 6) .

Величина и знак сигнала с выхода интегратора (фиг.1 строка е) несут 15 информацию об отклонении величины фазового сдвига между сравниваемыми гармоническими сигналами от заданного значения.

Использование способа и устройст- 20 ва, реализующего. данный способ, позволяет устанавливать фазовый сдвиг, определяемый соотношением — Я, где

q = ; h = l,?,3..., q — 1 при h < q, между сравниваемыми гар- 25 моническими сигналами одичаковой частсты с большей точностью, что имеет важное значение при разработке приборов для АСУТП.

ЗО

Формула изобретения

1. Способ установления фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты, ос- З5 нованный на сравнении дополнительных сигналов, причем один из дополнительных сигналов сформирован пропорциональным временному интервалу,начало которого совпадает с точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) одного из сигналов, а конец совпадает с ближайшей точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) второго из сравнивае-4> мых сигналов, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьпаения точности установки фазового сдвига, определяемого соотношением вида

Эс., где q=1,2,3..., h=1,2,3..., 50

q-1, при h < q, формируют второй дополнительный сигнал, начало кото- рого совпадает с началом первого дополнительного сигнала, длительностью, пропорциональной временному интервалу q/h от первого дополнительного сигнала, формируют третий дополнительный сигнал длительностью, пропорциональной временному интервалу, начало которого совпадает с концом второго дополнительногд сиг нала,а конец совпадает с ближайшей точкой перехода через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) первого из сравниваемых сигналов, формируют четвертый дополнительный сигнал, пропорциональный разности длительностей второго и третьего дополнительных сигналов, а информацию об отклонении величины фазового сдвига между сравниваемыми гармоническими сигналами от контролируемого значения определяют по величине и:, знаку четвертого дополнительного сигнала в момент окончания третьего дополнительного сигнала.

2. Устройство, реализующее способ по п.1, содержащее первый и второй блоки согласования, выход одного из. которых подсоединен ко входу первого усилителя-ограничителя, а выход второго — через второй усилитель-ограничитель соединен с инверсным входом элемента Запрет, элемент И, выход которого соединен с одним йз входов интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, .что, оно снабжено формирователем импульсов, расширителем импульсов и элементом НЕ, причем выход первого усилителя-ограничителя соединен с информационным входом элемента Запрет и через формирователь импульсов с одним из входов элемента.И, выход элемента Запрет через расширитель импульсов соединен со вторым входом интегратора и через элемент НЕ со вторым входом элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9568896, кл. G 01 R 17/00, 1975.

741188

Составитель М.Барашков

Техред Ж. Кастелевич Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Коган

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 319б/45 Тираж 101.9 Подпи сн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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