Способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами и устройство для его осуществления

 

О"П- И-С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (i i 788027

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 310778 (21)2667405/18-21 с присоединением заявки Ио— (23) Приоритет—

Опубликовано 1512В0 Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 20. 12. 80 (51)М К 3

G 01 R 25/04

1 осударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

f53) УДЯ 621. 317. . 373 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Меливанов, A. В. Налейкин, Б. A. Памфилов,.

А. Ф. Прокунцев и Г. И. UарОнов (71) Заявитель (54 ) СГОСОБ УСТАНОВКИ КВАДРАТУРЫ МЕЖДУ ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИ

СИГНАЛАМИ И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в приборах допускового контроля параметров комплексных сопротивлений, мостах и компенсаторах 5 переменного тока.

Известен способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами, реализованный в устройстве и основанный на формировании допол- IQ нительных сигналов, причем первый дополнительный сигнал равен временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода одного из гармонических сигналов через нулевой уро- )5 вень с минуса на плюс (с плюса на минус), а конец совпадает с ближайшей точкой перехода второго гармонического.ñèãíàëà с минуса на плюс (c плюса на минус), второй дополнительный сиг-от нал равен временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода второго гармонического сигнала с минуса на плюс (с плюса на минус), а конец совпадает С ближайшей 25 точкой перехода первого гармоничес-. кого сигнала через нулевой уровень с плюса на минус (с минуса на плюс)-, третий дополнительный сигнал пропорционален разности первого и второго, 3п

2 дополнительных сигналов, а информацию о направлении отклонения фазового сдвига между гармоническими сигналами от квадратуры получают по знаку третьего дополнительного сигнала (1).

Недостатком способа является его низкое быстродействие, так как для получения информации о направлении отклонения действительного фазового сдвига между гармоническими сигналами от квадратуры требуется интервал времени от половины периода до полутора периодов одного из них в зависимости от момента начала измерения.

Известен способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами (установление квадратуры между векторами суммы и разности сравниваемых гармонических сигналов), основанный на формировании дополнительных сигналов, причем, первый дополнительный сигнал (узкий импульс) сформиро-. ван в момент достижения одним иэ сигналов своего положительного экстремального значения, второй дополнительный сигнал сформирован равным мгновенному значению второго гармонического сигнала в момент действия первого дополнительного сигнала, а информацию о направлении отклонения фазового

788027 сдвига между двумя гармоническими сигналами от квадратуры получают по знаку второго дополнительного сигнала(2)

Недостатком известного способа является его низкое быстродействие, так как информацию о направлении отклонения действительного фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами от квадратуры получают один раз за время, равное периоду одного иэ гармонических сигналов, взятого за опорный. (О

Известно устройство для установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами (установление квадратуры между векторами суммы и разности сравниваемых гармонических сигналов) (2), 15 содержащее два блокà согласования, выход одного из которых через формирователь положительного экстремума соединен с управляющим входом ключа, сигнальный вход которого подключен к 2О выходу второго блока согласования (2)

Недостатком известного устройства является его низкое быстродействие, так как информацию о направлении отклонения действительного Фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами от квадратуры получают один раэ за врймя, равное периоду одного из гармонических сигналов, взятого эа опорный.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Цель достигается тем, что в спосо бе установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами, основанном на получении дополнительных сигналов, причем первый дополнительный сигнал (узкий импульс) сформирован в момент достижения одним из гармонических сигналов своего положительного экстремума, второй дополнительный сигнал 4О сформирован равным мгновенному значе. нию второго гармонического сигнала в момент действия первого дополнительного сигнала, формируют третий дополнительный сигнал (узкий импульс) в момент достижения первым гармоническим сигналом своего отрицательного экстремума, формируют четвертый дополнительный сигнал, равный мгновенному, значению второго гармонического сигнала в момент действия третьего дополнительного сигнала, формируют пятый и шестой дополнительные сигналы, равные мгновенным значениям первого гармонического сигнала в моменты действия первого и третьего дополнительных сигналов соответственно, формируют седьмой дополнительный сигнал, знак которого зависит от соотношения знаков второго и пятого или четвертого и шестого дополнитель- @ ных сигналов, причем совпадение знаков этих сигналов соответствует отрицательному (положительному) значению, а несовпадение соответствует положительному (отрицательному) значению седьмого дополнительного сигнала, информацию о направлении отклонения действительного джазового сдвига от квадратуры формируют по знаку седьмого дополнительного сигнала.

Реализация предлагаемого способа достигается тем, что устройство, содержащее первый и второй блоки согласования, выход первого из которых соединен со входом формирователя положительного экстремума, а выход второго блока согласования подсоединен к сигнальному входу первого ключа, снабжено вторым ключом, формирователем отрицательного экстремума, элементом

ИЛИ и сумматором по модулю два, причем выход первого блока согласования соединен с сигнальным входом второго ключа и через формирователь отрицательного экстремума с одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к выходу формирователя поло— жительного экстремума, а выход — к управляющим входам первого и второго ключей, выходы которых подсоединены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два.

Формирование седьмого дополнительного сигнала, полярность которого зависит от соотношения мгновенных значений rrepaoro и второго гармонических сигналов в момент достижения первым гармоническим сигналом своего ближайшего от начала измерения либого (положительного или отрицательного) экстремума, позволяет получить информацию о направлении отклонения действительного фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами от квадратуры эа время не более половины периода гармонического сигнала, взятого эа опорный.

На фиг. 1 изображены временные диаграммы (диаграммг фиг. 1а соответствуют случаю действительного фазового сдвига между гармоническими сигналами <7 /2, диаграммы фиг. 16 — фазовому сдвигу 1 /2); на фиг. 2 блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Способ осуществляется следующим образом.

В моменты достижения одним иэ гармонических сигналов, например U, положительного и отрицательного экстремумов формируются cooTBBTGTBBHHo первый и третий дополнительные сигналы (фиг. 1а строка в), Формируют второй и четвертый дополнительные сигналы (фиг. 1а строка с), равные мгновенным значениям гармонического сигнала

U<, и пятый и шестой дополнительные сигналы (фиг. 1а, строка d), равные мгновенным значениям гармонического сигнала 0> (фиг. 1а строка а), по соотношению знаков второго и пятого или четвертого и шестого дополнитель ных сигналов формируют седьмой дополнительный сигнал (фиг. 1а, строк е) 788027

Ири действительном фазовом сдвиге между гармоническими сигналами 0 к

U> меньше u,/2 знаки второго и пятого или четвертого и шестого дополнительных сигналов совпадают и седьмой дополнительный сигнал имеет отрицательную полярность (фиг. 1а,строка е) а при действительном фазовом сдвиге между гармоническими сигналами U< к

U> больше Х/2 (фиг. 1б) знаки эторого и пятого или четвертого к шестого дополнительных сигналов противоположны и седьмой дополнительный сигнал имеет положительную полярность (фиг. 1б, строка е).

Устройство (фиг. 2), реализующее предлагаемый способ, содержит первый и второй блоки согласования 1 и 2, формирователи положительного 3 и отрицательного 4 экстремумов, элемент

ИЛИ 5, ключи б к 7, сумматор по модулю два 8. 2Q

Гармонические сигналы U U< (фиг. 1, строка а), между которыми требуется установить квадратуру, через первый и второй блоки согласования 1 и 2 поступают на сигнальные э5 входы ключей б и 7 соответственно, а сигнал U, кроме того, и на входы формирователей положительного 3 и отрицательного 4 экстремумов., узкие импульсы с выходов которых э моменты достижения сигналом U соответстэен- З@ но положительного и отрицательного экстремумов подаются на входы элемента ИЛИ 5, импульсы (фиг. 1, строка Ь), с выхода которого открывают ключи б и З

7. Сигналы (фиг. 1, строки с и d) c их выходов, равные мгновенным значениям гармонических сигналов U< и U2 соответственно в моменты подачи импульсов со схемы ИЛИ 5, поступают на первый и второй входы сумматора по 40 модулю два 8, полярность сигнала (фиг. 1, строка,е), на выходе которого дает однозначную информацию о направлении отклонения действительного фазового сдвига между гармоническими сигналами U и Uz от квадратуры.

Использование предлагаемого способа и устройства, его реализующего,. позволяет значительно повысить быстродействие установления квадратуры между двумя гармоническими сигналами.

Формула изобретения

1. Способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналамк, основанный на формировании дополнительных сигналов, причем первый дополнительный сигнал (узкий импульс) сформирован в момент достижения одним иэ гармонических сигналов своего положительного экстремума, второй дополнительный сигнал сформирован равным мгновенному значенкю второго гармонического сигнала э момент действия первого дополнительного сигнала, о тл и ч аюшийся тем, что, с це лью повышения быстродействия, формируют третий дополнительный сигнал (узкий импульс) в момент достижения первым гармоническим сигналом своего отрицательного экстремума, формируют четвертый дополнительный сигнал, равный мгновенному значению второго rapмонического сигнала в момент действия третьего дополнительного сигнала, формируют пятый к шестой дополнктельные сигналы, равные мгновенным значениям перэого гармонического сигнала в моменты действкя первого к третьего дополнительных сигналов соответственно, формируют седьмой дополнительный сигнал, знак которого зависит от соотношения знаков второго и пятого кли четвертого и шестого дополнительных сигналов, пркчем совпадение знаков этих сигналов соответствует отрицательному (положительному) значению, а несовпадение соответствует положительному (отрицательному) зна- чению седьмого дополнительного сигна ла, информацию о направлении отклоне ния действительного фазового сдвига от квадратуры формируют по знаку седьмого дополнительного сигнала.

2. Устройство, реализующее способ по п. 1, содержащее первый к второй блоки согласования, вьжод первого из которых соединен со входом формирователя положительного экстремума, а выход второго блока согласования подсоединен к сигнальному входу первого ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено вторым ключом, фор- . мирователем отрицательного экстремума, элементом ИЛИ и сумматором по модулю два, причем выход первого блока согласования соединен с сигнальным входом второго ключа к через формирователь отрицательного экстремума с одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к эьыоду формирователя положительного экстремума, а выход к управляющим входам первого и второго ключей, — ûõîäû которых подсоединены соответственно к первому и второму входам сумматора по модулю два.

Источники информации, принятые во внимание прк экспертизе

1. Авторсков свидетельство СССР

9 568896, кл, G 01 R 17/"0, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2498799/24, кл. С 01 R 19/06, 1977.

798027 фиа1

Составитель N. Барашков

Редактор H. Кешеля .Техред H. Бабурка Корректор И. Муска

Заказ 8344/52 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитвта СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскай наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4