Амплитудно-фазовый детектор

Амплитудно-фазовый детектор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссноз Соаетсини

Соцнапнстнчесинх

Республик (61) дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 070776 (21) 2379743/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 053278 Бюллетень ¹ 45 (45) Лата опубликования описания 10,1278 (51) N. Кл.

Ц 01 Я 17/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (5З) УЛК 621.374 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

A.Ф. Прокунцев, Г. В. фролов, E.C.Èàêcèìîâà и Г.А.Ивановский

Филиал Пензенского политехнического инсти утаПензенский завод ВТУЗ

f71) Заявитель (54) АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в мостах и компенсаторах переменного тока.

Известен амплитудно-фазовый детектор, содержащий генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к диодному мосту (11 .

Недостатком данного детектора является его низкая чувствительность и отсутствие воэможности автоматического уравновешивания мостовой цепи.

Более близким по технической сущности является детектор, содержащий два согласующих устройства на входе, разностную схему,фазосдвигающую цепь, усилители ограничители и элемент запрет на выходе (2j .

Недостатком этого детектора является невысокая чувствительность.

ЯО

Цель изобретения - поведение чувствительности детектора.

Для этого в амплитудно-Фазовый детектор, содержащий два согласующих устройства на входах и элЕмент запрет на выходе, введены формирователь экстремума, вход которого подключен к выходу первого согласующего устройства, а выход- к первому входу элемента запрет и подключенные последовательно амплитудный преобразователь, вход которого соединен с выходом первого согласующего устройства, и пороговое устройство, выход которого подключен ко второму входу элемента запрет, а второй вход к выходу второго согласующего устройства.

На фиг.1 дана структурная электрическая схема амплитудно-фазового детектора; на фиг.2 приведены временные диаграммы его работы. При этом фиг.2а, б соответствует расположению сигналов в случае недоуравновешивания по одной иэ составляющих измеряемого комплекса сопротивления, причем на фиг.2а l0 I > 10, на фиг. 2б

lU l < t0 l, фиг. 2в соответствует состоянию квазиравновесия.

Детектор содержит согласующие устройства 1 и 2, амплитудный преобразователь 3, пороговое устройство 4, формирователь 5 экстремума, элемент 6 запрет .

Предлагаемый амплитудно-фазовый детектор работает следующим образом.

Напряжения U, и U (фиг.2а,б,в) поступают на входы согласующих устройств 1 и 2. Напряжение 0, с выхода согласующего устройства 1 поступает

636543 параллельно на входы амплитудного преобразователя 3 и формирователя

5 экстремума. Амплитудный преобразователь 3 формирует уровень напряжения, равный амплитудному значению напряжения О}, который подается на один из входов порогового устройст- 5 ва 4. На другой его вход поступает напряжение L}> с выхода согласующего устройства 2 °

Пороговое устройство 4 вырабатывает импульс, представляющий собой, 1(} например, усиленную и ограниченную положительную полунолну синусоиды напряжения 02, уменьшенную по амплитуде на величину порогового уровня, т.е. на величину{7„т{с рока 2,фиг.2а)

Этот импульс поступает на инверсный вход элемента 6 запрет .

В формирователе 5 экстремума осуществляется выделение импульса, соответствующего экстремуму входного сигнала (строка 3, фиг.2).

Импульс, выработанный формирователем 5 экстремума, подается на информационный вход элемента 6 запрет, который вырабатывает сигнал (строка 4, фиг.2) в случае несовпадения импульсов на ее входах. Из фиг.2 б видно, что при соотношении амплитуд напряжений IUz)(t()1, что возможно только в случае рабаты с резонансной мостовой цепью, детектор -акже выдает инфор-ЗО мацию о состоянии мо" òîâîé цепи. Наличие выходного сигнала указывает на такое направление изменения уравновешивающего элемента мостовой цепи, которое приводило бы к уменьшению 35 напряжения 0„.

Известно, что момент квазиравновесия мостовой измерительной цепи по одной из составляющих измеряемого комплексного сопротивления между напря- 40 жениями в диагоналях мостовой цепи должно выполняться следующее равенство

«),(Ч-at ccos — =о ()z где У вЂ” фазовый угол между напряжениями ().} и ()

prccos -ф -фазовый угол, определяемый и из соо" íîøåíèя амплитуд сранниваемьж напряжений, причем () является хордой окружности уравновешивания и снимается с измерительной диагонали моста, а Uz — диаметр этой же окружности и одновременно — напряжение диагонали питания моста.

Как видно из временных диаграмм,в устройстве определяется совпадение двух моментов времени:момента достижения напряжения О, экстремального 6(} значения (точка (((, фиг.2) и момента пересечения синусоиды напряжения (.(д с пороговым уровнем, равным амплитудному значению напряжения ()„ (точка 4 фиг ° 2). откуда

О, U) sos(}(= ("(("; }=с((.ссоь — .(4) и ц „м((тс(((Подставив выражение (4) в (2) „ получим ((0

1 t((c(x

% tt(=(P-are cos

U (5 ) мах

Правая часть равенства (5) идентична левой части равенства (I), à k m -интервал времени, пропорцйональный разности фазовых углов, один из которых представляет собой реальный сдвиг по фазе сравниваемых напряжений (((), а другой получен из условия, что экстремум напряжения U, (точка }(() лежит на синусоиде напряжения Uz (т.е. совпадает с точкой * ) .

Дпя расположения сигналов, показанных на фиг.2в (момент квазиранновесия по одной из составляющих комплексного сопротивления) можно записать

1(((с(„л,„о„ cos P (б ) откуп а и maõ . P= a(ссОз з(0

2(пс(л т.е. (7) 0

Ч -а(.ссоз " с(" = О tnc(x

С8) Выражение (8) характеризует состояние кназиранновесия и полностью соответствует выражению (I).

Таким образом, детектор позволяет выявить момент выполнения равенства (8), что необходимо при уравчовешивании мостовой схемы.

Из анализа временных диарамм видно, что в настоящем детекторе сравнинаемые моменты нремени гораздо больше разнесены во времени, чем в известных устройствах, т.е. 4 m > и р( (1 где }(— момент равенства мгновенных значений напряжений U t(Vz.

Эамена момента равенства мгновенных значений исследуемых напряжений определяемого известными устройствами на момент пересечения синусоиды напряжения Uz с пороговым уровнем 0< в предлагаемом детекторе позволяет при одном и том же расположении сигналов получить импульс большей длительности,следовательно, в нем достигнут эффект повышения разрешающей способности устройства. При уравновешивании, т.е. уменьшении этогс импульса до порогового уровня (допустим идентичного с

Тогда сигналов, показанных на фиг.2 а (неравновесие).

em--% =4 -<, (2) где У вЂ” фазовый угол между напряжениями ().} и 0

Величину(}(находим из соотношения ({(< =(), =U cos Y, (З) (,ax z t„ax

636543

Формула изобретения

Фи а.1

Составитель М. Аудринг

Техред М.Борисова Корректор Л.Небола

Редактор Б.Павлов

Заказ 6932/35 Тираж 1070 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãaðoä, ул. Проектная, 4 известным) сравнение сигналов произойдет с большей точностью, чем в известных детекторах.

Амплитудно-фазовый детектор, содер- 5 жащий два согласующих устройства на входах и элемент запрет на выходе, отличающийся тем„ что, с целью повышения чувствительности, в него введены формирователь экстремума,10 вход которого подключен к выходу первого согласующего устройства, а. выходк первому входу элемента запрет „ и подключенные последовательно амплитудный преобразователь, вход которого соединен с выходом первого согласующего устройства, и пороговое устройство, выход которого подключен ко второму входу элемента запрет, а второй вход — к выходу второго согласующего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Меерович Л.A. и др. Импульсная техника, М., 1953, с.773, рис.20,32 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 438981, кл. 501 к 17/00, 1974.