Способ установления сдвига фаз междудвумя гармоническими сигналами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

< >845114

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.03.79 (21) 2740274/18-21

Р1)М. К.з

6 01 R 25/04 с присоединением заявки ¹â€”

1 осударстаеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23} Приоритет

Опубликовано 070781,Бюллетень N9 25

Дата опубликования описания 10.0781 (53) УДК 621. 317. ..373<088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Волков, Б. A. Памфилов, A. Ф. П! °

Й. Шаронов ЙФ7М0

ЧВ®,4 т

° еФФЪ@щ= кого (71) Заявитель

Пензенский завод-ВТУЗ при заводе ВЭМ, ф политехнического института (54 ) СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ

ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНА31АМИ

Изобретение относится к электроизерительной технике и может .быть использовано в приборах допусковбго контроля параметров комплексных сопротивлений, компенсаторах и мостах

5 переменного тока.

Известен способ установления между двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты,заданного фазового сдвига, определяемого соотношением Ti основанный на сравнении до-. ! полнительных сигналов, причем один иэ дополнительных сигналов сформирован пропорциональным временному интервалу, начало которого, совпадает с точкой перехода одного из гармони- ческих сигналов через нулевой уровень с минуса на плюс <с плюса на минус), а конец — с ближайшей точкой перехода второго гармонического сигнала с 20 минуса на плюс (c плюса на минус) „ в торой дополни тельный с игн ал сформирован пропорциональным временному интервалу, начало которого совпадает с началом первого дополнительного сигнала, а длительность пропорциональна временному интервалу первого дополнительного сигнала с коэффициентом пропорциональности ф т третий дополнительный сигнал сформирован с 30 длительностью, пропорциональной вре- менному интервалу, начало которого совпадает с концом второго дополнительного сигнала, а конец — с ближайшей точкой перехода первого гармонического сигнала через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус); четвертый дополнительный сигнал сформирован пропорциональным разности длительностей второго и третьего дополнительных сигналов, а информацию о величине и направлении отклонения действительного фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами получают по величине и знаку четвертого дополнительного сигнала Pg .

Недостатком способа является низкая точность.

Известен способ установления сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты,основанный на формировании дополйительных сигналов, причем длительность первого дополнительного сигнала равна временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода одного из гармонических сигналов через нулевой уровень с минуса на.плюс (с плюса на минус), а конец — с ближайшей точкой перехода второго гармони845114

25 ческого сигнала через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус); второй дополнительный сигнал сформирован с длительностью, равной временному интервалу,,начало которого совпадает с концом первого допол.нительного сигнала, конец — с точкой переход первого гармонического сигнала через нулевой уровень с плюса на минус <с минуса на плюс); третий до полн ит ел ьный с игн ал с форми ров ан пропорциональным разности длительностей первого и второго дополнительных сигналов, а информацию о величине и направлении отклонения действительного фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами от заданного получают по величине и знаку третьего дополнительного сигнала

Недостатком способа является ro что он позволяет устанавливать фазовый сдвиг между двумя гармоническими сигналами, равный лишь +,///2.

Целью настоящего изобретения яв- ляется повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что при установлении сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами способом, основанным на сравнении дополнительных сигналов, один из которых (прямоугольный импульс) сформирован с длительностью, равной временному интервалу, н.ачало которого совпадает с точкой герехода первого гармонического сигнала через нулевой уровень с минуса на плюс 1с плюса на минус), а конец — с .ближайшой точкой перехода второго гармонического сигнала, взятого за опорный, через нулевой уровень с минуса на плюс

<с плюса на минус), при фазовом сдвиге между гармоническими сигналами в пределах от О до Tl, или начало которого совпадает с точкой перехода второго гармонического сигнала через нулевой уровень с плюса на минус 1с минуса на плюс), а конец — с ближайшей точкой перехода первого гармонического сигнала через нулевой уровень с плюса на минус (с минуса на плюс, .;ри фазовом сдвиге в пределах от — 3j до О, формируют второй дополнительный сигнал (прямоугольный импульс) с длительностью, равной временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода второго гармонического сигнала череэ нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус), а конец — с ближайшей точкой перехода первого гармонического сигнала через нулевой уровечь с плюса на минус (с минуса на плюс) при фазовом сдвиге между гармоническими сигналами в пределах от О до Г, или начало которого совпадает с точкой перехода первого гармонического сигнала через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус), а конец— ближайшей точкой перехода второго

5S

65 гармонического сигнала через нулевой уровень с плюса на минус (c минуса на плюс) при фазовом сдвиге в пределах от — Тдо О, а отношение амплитуд первого и второго дополнительных сигналов равно —, где g, h — наt1 туральные числа h + 1), формируют третий дополнительный сигнал, пропорциональный раэ ности площадей первого и второго дополнительных сигналов, а информацию о величине и направлении отклонения деиствительного фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами от заданного получают по величине и знаку третьего дополнительного сигнала.

На фиг. 1 и 2 изображены временные диаграььы, поясняющие предложенный способ, причем диаграммы фиг. 1 соответствуют фазовому сдвигу между гармоническими сигналами U и U в пределах от О до T 1конкретно Х/3), а диаграммы фиг. 2 — в пределах от

i I до 0 (конкретно -J /3). Действительныи фазовый сдвиг Ц между двумя гармоническими сигналами на диаграммах фиг. 1а и 2а по абсолютной величине меньше заданного Ч, а на диаграммах фиг. 16 и 2 6 — больше заданного.

На фиг. 3 и 4 показаны блок-схемы устройств, реализующих данный способ.

Формируют первыи дополнительный сигнал фиг. 1а и 2 а), имеющии форму прямоугольного импульса с длительностью, пропорциональной действительному фазовому сдвигу между гармоническими сигналами U. u U а затем — второй дополнительн..- и сигнал 1фиг. 1 f ), также имеющий форму прямоугольного импульса, длительность которого пропорциональна фаэовому углу, дополнякищему действительный фазовый сдвиг между гармоническими сигналами 01 и

U. до ЗТ, а.его амплитуда относится к амплитуде первого дополнительного сигнала, как h к Lg h). Формируют третий дополнительный сигнал iфиг. 1g и 2g), пропорциональныи разности площадеи первого и второго дополнительных сигналов, а информацию о величине и направлении отклонения деиствительного фазового сдвига меж-. ду гармоническими сигналами 0„ и U< от заданного получают по величине и знаку третьего дополнительного сигнала.

11ервое из устройств, реализующих данный способ фиг. 3), содержит бло.ки согласования 1 и 2, усилители-ограничители 3 и 4, элементы "Запрет"

8 и И б, блок масштаба 7 и интегратор 8.

Работает устройство следующим образом.

Гармонические сигналы U„и U

1фиг. 1а и 2а), между которыми необходимо установить фазовый сдвиг, on845114 ределяемыи соотношением вида — Л

Фу

I поступают через блоки согласования 1 и 2 на входы усилителей-ограничителеи 3 и 4. Прямоугольные импульсы, соответс твующие, например, положительным полуволнам синусоиды входного гармонического сигнала О с выхода усилителя-ограничителя 3 (фиг. 1в и 2в), подаются одновременно на один из прямых входов элемента "Запрет" 5 и на один из входов элемента И 6.

Прямоугольные импульсы (фиг. 1с и 2с), о соответствующие, например, положительным полуволнам синусоидального входного сигнала U< с выхода усилить ля-ограничителя 4, поступают одновременно на один из входов элемента И 6 15 и инверсный вход элемента "Запрет" 5.

Прямоугольные импульсы (фиг. 1е и

2е) с выхода элемента И 6 подаются на вход блока масштаба 7 с передаточным коэффициентом . На управляю- Щ щии вход блока масштаба поступают сигналы "Запрет", задающие передаточный коэффициент в зависимости от заданного фазового сдвига. Прямоугольные импульсы. (фиг. 1 и 2 d, f) с выходов элементов "Запрет" 5 и блока масштаба 7 подаются соответственно на первый и второй входы интегратора

8, величина и знак сигнала на выходе которого дают однозначную информацию о величине и отклонении действительного фазового сдвига между гармоничес° кими сигналами U< и U от заданндго.

Коэффициент передачи блока масштаба 7 меньше единицы в случае фазового сдвига между сигналами U и U,.

1 2 в пределах от —.тj 2 до + Л/2, так как h g — h), и больше единицы при фазовом сдвиге от — Л до -Х/2 и от

Х/2 до Л, так как h > ig — h) что усл ожня ет реализацию блок а масштаба 8 . 4p

Для реали зации данного способа можно использовать и второе устрой.ство (фиг. 4), в котором в качестве блоков масштаба применяются делители напряжения. УстРойство содеРжит кро- 45 ме блоков, указанных на фиг. 3, добавочный блок масштаба 9 и блок управления 10.

Блок управления 10 предназначен ..для управления коэффициентами передачи блоков масштаба 7 и 9, каждый из которых меньше единицы или равен ей, что позволяет контролировать любой наперед заданный фазовый сдвиг между гармоническими сигналами одинаковой частоты. Назначение и работа остальных блоков схемы аналогичны назначению и работе блоков первого из устроиств.

Использование способа позволяет устанавливать фазовыи сдвиг, опреде- щ ляемый соотношением - - Л

Способ установления сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами, основанный на сравнении дополнительных сигналов, один из которых ïðÿмоугольный импульс) сформирован с длительностью, равной временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода первого гармонического сигнала через нулевои уровень с минуса на плюс ic плюса на минус), а конец — с ближайшей точкой перехо- . да второго гармонического сигнала, взятого за опорный, через нулевой уровень с минуса на плюс (с плюса на минус) при фазовом сдвиге между гармоническими сигналами в пределах от О до Jf или начало которого совпадает с точкой перехода второго гармонического сигнала через нулевои уровень с плюса на минус (c минуса на плюс), а конец — с ближайшей точкои перехода первого гармонического сигнала через нулеьои уровень с плюса на минус ic минуса на плюс) при фазовом сдвиге в пределах от -Л до О, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что„ с целью повышения точности, формируют второй дополнительный сигнал (прямоугольный импульс), с длительностью, равнои временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода второго гармонического сигнала ч рез нулевой уровень с минуса на плюс <с плюса на минус), а конецс ближаишей точкой перехода первого гармонического сигнала через нулевой уровень с.плюса на минус <с минуса на плюс) при фазовом сдвиге между гармоническими сигналами в пределах от О доХ, или начало которого совпадает с точкой перехода первого гармонического сигнала через нулевои уровень с минуса на плюс <с плюса на минус), конец — с ближайшей точкой перехода второго гармонического сигнала через нулевой уровень с плюса на минус <с минуса на плюс) при фазовом сдвиге в пределах от -У до О, а отношение амплитуд первого и второго дополнительных сигналов равно

h где g, h — натуральные числа, формируют третии дополнительный сигнал, пропорциональный разности площадей первого и второго дополнительных сигналов, а информацию о величине и направлении отклонения действительного фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами от заданного получают по величине и знаку третьего дополнительного сигнала.

ИстОчники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2569376/18-21, кл. G 01 R 17/00, 12.01.78.

2. Авторское свидетельство СССР

9 568896, кл. G 01 и 17/00 1прототип).

845114

Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

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

Заказ 4137/3

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. Барашков

Редактор Б. Федотов Техред Н,Савка Корректор. M. Пожо