Устройство для формирования двухфазного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскнх

Соцналнстнческнх

Реслублнн

<1951178 (6() Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено ° 090L81 (21) 3236055/18-21 с присоединением заявки ¹

151) м.нл з

G 01 R 25/04 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150882 Бюллетень ¹3 0

Дата опубликования описания 150 88 2

153) УДК 621. 317. . 7 7 (08 8. 8) P.Ä. Бай, A.A. Канеп, A.Â. Фельдман и А.Н. Фомичев

J -. ". т

Новосибирский научно-исследовательскими проектноконструкторский и технологический инстйтут-комплексного электропривода (72) Авторы изобретения (7)) Заявитель (54) YCTPOACTBO ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДВУХФАЗНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к формирователям сигналов с определенными фазовыми соотношениями и может быть использовано, например в измерителях положения, выполненных на аналоговых датчиках (вращающихся транс-, форматорах, индуктосинах), работающих в режиме фаэовращателей.

Известен фазовый калибратор,. который может быгь использован как источник двухфазного напряжения, содержащий как и предлагаемое устройство, генератор, избирательные фильтры; формирователи коротких импуль- t 5сов, импульсные фазовые детекторы, низкочастотные фильтры, а также пересчетные схеты, регистрирующие устройства, преобразователь фазового сдвига в код, генератор синусоидальных колебаний и индикатор нулевого фазового сдвига (1). . Недбст ат кам и у стройств а я вл я ются неопределенность величины вносимого фазового сдвига между опорным и выходными сигналами, нестабильность этой величины во времени, зависимость коэффициента нелинейных искажений от дестабнлиэирукщих факторов (температуры, времени) . Эги недостатки препятствуют применению известных устройств, например в прецизионных измерителях угла с раэрешакщей способностью до 12 двоичных разрядов.

Известно устройство для формирования двухфазного. напряжения, содержащее, как и предлагаемое, последователь но включенные задающий re нератор, три усилителя с обратными связями, первый и третий иэ которых включены по схеме RC-интегратора, а второй — по схеме масштабирующего усилителя, выход первого усилителя через формировательт фазовый детектор подключен к интегродифференцнрукщей цепи, второй вход фазового детектора соединен с выходом задающего генератора, а также полевой транзистор, канал исток — сток которого включен между нивелирующим входом первого усилителя и выходом третьего усилителя, а затвор — к выходу интегродифференцирунщей цепи (.2) .

Это устройство имеет близкий к нулю вносимый фазовый сдвиг, но его нестабильность составляет не менее десяти минут вследствие значительных изменений коэффициента в контуре регулирования фазы из-эа нелинейнос951178 ти сопротивления канала исток — сток полевого транзистора в функции управляющего напряжения, а также воздействия через переход затвор — исток полевого транзистора на вход первого: усилителя импульсных помех с выхода интегродифференцирующей цепи.

Цель изобретения —, увеличение точности формирования.

Поставленная цель достигается тем, что э известное устройство для формирования двухфазного напряжения, содержащее включенные последоватэльно задающий генератор, три усилителя 5 с обратными связями, выход первого усилителя через формирователь и фазовый детектор подключен к интегродифферечцирующей цепи, второй вход фазового детектора соединен с выходом эадакщего генератора, введены трехполюсник и регулируемая прово тммость, причем первый и второй выводы трехполюсника подключены соответственно к инвертирующему входу первого усилителя и выходу трет ьего усилителя, третий вывод трехполюсника через регулируемую проводимость соединен с о бщей т оч кой с хетты, у правляющий вход регулируемой проводимости подключен к выходу интегродифференцирующей цепи.

На ч ерт еже и з об ра же но у ст ройс тв о для формирования двухфазного напряже ния.

Устройство для формирования двухфазного напряжения содержит включен- ные последовательно эадакщий генератор 1, первый усилитель 2, выполне нный по с хе ме RC-и нт е грат ора, в торой усилитель 3, выполне нный по схеме 40 масштабирующего усилителя, третий усилитель 4, выполненный IIO схеме

RC-интегратора. Выход первого усилителя 2 через формирователь 5, фазовый детектор 6, интегродифференци- 45 рующую цепь 7 подключен к управляющему входу регулируемой проводимости 8. Трехполюсник 9 включен межцу инвертирующим входом первого усилителя 2, выходом третьего усилителя 4 и первым выводом регулируемой проводимости 8, второй вывод которой подключен к общей точке электрической схемы устройства. Выход задакщего генератора 1 подключен также ко второму входу фазового детектора 6..

Усилители 2 — 4 и трехполюсник 9 образуют активный фильтр, в котором

;) с помощью первого усилителя 2 и

его обратных связей моделируется колебательный контур, резонансная частота которого определяется емкостью конденсатора 10 и значением инду кт и э нос ти (це пь из у си ли теле и

3 и 4 и трехполюсника 9) . 65

На частоте резонанса максимум амплитудочастотной характеристики совпадает с нулевым значением фазочастотной х ар актери стики, поэтому э предлагаемом устройстве измеряют с помощью формирователя 5 и фаэового детектора 6 разность фаэ между опорным сигналом от задающего генератора 1 и сигналом на выходе усилителя 2, преобразуют полученный разностный сигнал в управляющий (на выходе интегродифференцирукщей цепи

7) и подают его на управляющий вход регулируемой проводимости 8. В пос» ледней l1од воздействием этorо сигнала изменяется- проводимость, которая в свою очередь воздействует через трехполюсник 9 на индуктивную составляющую тока в цепи отрицательной обратной связи усилителя 2 таким образомм, чтобы имекща яся р азн ость ф аэ уменьшилась. При этом выходной сиг— нал увеличивается по амплитуде, а относительно содержание высших гармонических составляющих в нем уменьшается (улучшается форма выходного сигнала устройства) .

Элеме нты, необходимые для реализации предлагаемого изобретения, общеизвестны, трехполюсник 9 может быть выполнен в виде соединенных в звезду или треугольник резисторов, обеспечивающих ре гулиров ан ие средне го значения тока в цепи между выходом усилителя 4 и инвертирующим входом усилителя 2 в диапазоне +10Ъ. Регулируемая проводимость 8 может быть выполнена с помощью оптрона, магниторезистора или полевого транзистора.

Реали зация формирователя 5 на операционном усилителе с положитель— ной обратной связью увеличив ает его чувствительность по уровню, повышает помехозащищенность, увеличивает крутизну фронта выходного сигнала,что эквивалентно уменьшению вносимого фазового сдвига и смещению рабочей точки устройства к максимуму амплитудно-частотной характеристики и нулевому значению вносимого фазовor о сдвига.

Совпадение фаз сигналов прямоугольной форьы фазовый детектор, выполненный, например на Д-триггере, регистрирует с точностью лучше чем половина длительности их фронтов, поэтому колебания фаз с таким дискретным чуэствитель HblM элементом не превышает минуты.Линеаризапия коэффициента, св яэывающего напр яже ние на выходе интегродифференцирующей цепи 7 и изменение индуктиэности в контуре, выполненная с помощью включения описанным образом трехполюсника 9 и регулируемой проводимости позволяет симметрировать размах колебаний фазы вокруг рабочей точки и у велич ит ь внутренн ий к оэффицие нт

9511 78

ВНИИПИ Заказ 5937/49 Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, Ул.Проектная,4 контура регулирования фазы, что сок-. ращает амплитуду этих колебаний.

Второе выходное напряже ни е с ф азой отличающееся от первого напряжения на выходе усилителя 2 (усилителя 3) получают с помощью усили- 5 теля 4, включенного по схеме RC-интегратора и имеющего постоянную времени значительно большую периода резонансной частоты, что при больших значениях коэффициента усилителя

2 эквивалент но чистому интегрированию.

Величина постоянной составляющей в выходных напряжениях поддерживается.,на уровне смещения нуля усилителя

2,3,4 за счет их инвертирующего значения и соединения последовательно.

Таким образом в предлагаемом устройстве для формирования двухфаз- 20 ного напряжения обеспечиваются меньшие значения вносимого фазового сдвига, амплитуды колебаний (нестабильности) фазы и лучшая фильтрация высших гармонических составляющих, 25 что в целом увеличивает точность формирования квадратурных напряжений

Формула и эобретения l устройство для формирования двух фаз ного на пряже ни я, содержащее в ключенные последовательно задающий генератор, три усилителя с обратными связями, выход первого усилителя через. формирователь и фазовый детектор подключен к интегродифференцирующей цепи, второй вход фазового детектора соединен с выходом задающего генератора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения точности формирования, оно снабжено трехполюсником и регулируемой проводимостью, причем первый и второй выводы трехполюсника подключены соответственно к инвертирующему входу первого усилителя и выходу третьего усилителя, третий вывод трехполюсника через регулируемую проводимость соединен с общей точкой схемы, управляющий вход регулируемой проводимости подключен к Выходу интегроди.ф» ференцирующей цепи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 371527, кл. G 01 R 25/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 658498, кл. G 01 R 25/04, 1976.