Преобразователь фазового сдвига во временной интервал

Преобразователь фазового сдвига во временной интервал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н Й Е 11, ущип

Союз Соеетсннк

Свцналнстюесюа

Рвсаубпик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 03.12.76 (2) ) 2425505/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 05.08.79, Бюллетень М 29

Дата опубликования описания 08.08,79 (Ь .") М. Кл.

Н 03 К 13/20//

H 01 h 25/00

Гввудретввввьй юати

СССР ив делен кзабрвтвнв» и етщиитий (5З) УДK В21.314. .2 (088.8 ) (72) Автори язобретення

С. И. Гусев, М. М. Ивлев и С. Л. Селезнев (71) Заявитель (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА

ВО ВРЕМЕ ННОЙ И HTEPB А Л во (1).

Предложенное устройство относится к электроиэмерительной технике и может быть применено при измерении фазовых сдвигов

Известен преобразователь фазового сдвига в код, в котором временной интер- вал заполняется вспомогательными импульсами и подсчитывается их количест

Такой преобразователь может быть использован только на фиксированных частотах.

Известен преобразователь, в котором компенсация ухода частоты осушествл ется на уровне преобразования фазавременной интервал (21. Однако этот преобразователь требует наличия источника стабильного эталонного напряжения, имеет невысокую точность преобразования иэ-эа погрешности от изменения эталонного напряжения и низкое быстродействие из-за инерционности преобразэвателя частота-напряжение.

Иэ известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь, состояший нэ двух формирователей коротких импульсов, соответствующих моментам перехода через нуль входных напряжений, и триггера, входы которого соединены с выходамн формирователей, а выход триггера с одним из входов элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора (3).

Недостатком этого устройства являет ся зависимость временного интервала, по-, лучаемого на выходе триггера, от частоты входных напряжений. При этом выходной код пропорционален не только фаэовому сдвигу, но и частоте входных напр жений. Это ограничивает область применения устройства.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона и повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенный преобразователь фа678666 тервал сдвигу

Т

rn оп

+>Гя откуда Ф,„ =

Так как 4 = г >

2 11 зового сдвига во временной интервал дополнительно введены источник опорного напряжения, два интегратора, три ключа, инвертор, детектор нуля и триггер. Выход источника опорного напряжения подключен к потенциальным входам первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены соответственно с выходом первого триггера и с прямым выходом второго триггера, инверсный выход 10 которого подключен к первым входам третьего ключа и дополнительного триггера. Выход первого ключа через первый интегратор и детектор нуля соединен со вторым входом дополнительного тригге- 15 ра, выход второго ключа через второй интегратор и инвертор — ко второму входу третьего ключа, выход которого связан со входом первого интегратора.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя фазового сдвига во временной интервал; на фиг. 2 — эпюры напряжений в соответствующих точках устройства.

Преобразователь содержит формирователи 1 и 2, выходы которых соединены со входами первого триггера 3, а выход формирователя 2 подключен ко входу счет» ного триггера 4. Выход триггера 3 и первый выход триггера 4 соответственно соединены с управляющими входами ключей 5 и 6, на входы которых подано опорное напряжение U и от источника опорного напряжения 7. Второй выход триггера 4 соединен с управляющим входом ключа 8, а выход последнего — с выходом ключа 5 и входом первого интегратора 9. Выход ключа 6 подключен ко входу второго интегратора 10, выход которого через инвертор 11 подключен ко входу ключа 8. Выход интегратора 9 через детектор нуля 12 соединен с первым . входом третьего триггера 13> а второй вход последнего - со вторым выходом триггера 4.

1 иро >ории< нальный фазовому причем

Ч = 2 1l, t. / Т, где Т вЂ” период колебаний Qq и Llg, Импульс длительиос ью т, открывает ключ 5 и интегратор 9;>аряжается от источника oIIopHoI î напряжения Upn до напряжения

1

0щ7 Уоп т„ где .1 — постоянная времени интегратора 9.

Одновременно иа первол выходе трит гера 4 формируется импульс длительностью Т, который открывает ключ 6, и и тегратор 10 заряжается от гого же источника опорного напряжения Upn ло >напряжен. я где С 2- постоянная времени интегратора 10.

По прохождении очередного импу.льса от формирователя 2 триггер 4 перебрасывается, закрывается ключ 6, и открывается ключ 8.

Напряжение с выхода интегратора 1О инвертируется инвертором 11 и поступает через ключ 8 на вход интегратора 9, который хранит напряжение U ц и начинает разряжать его. Одиоврел>е>шо сигнал со второго выхода триггера 4 пег>ебрасывает триггер 13, формируя начало выходного временного интервала t .

Интегратор 9 разряжается до нуля за время Ь y, . При этом

Т Х . оп z оп

1 2 1 2 получим 1 = Ч = КМ

К 2Я

В исходном состоянии на вход формирователя 1 поступает напряжение Ug, а

50 на вход формирователя 2 — напряжение

О 2, относительно которого измеряется фаза напряжения Ug. В момент перехс да напряжений U1 и IJ2 через нулевой уровень от отрицательного значения

35 к положительному на выходах формирователей 1 и 2 образуются короткие импульсы, которые, поступая на входы триггера 3, формируют на его выходе временной ин/ где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

При достижении нулевого уровня на выходе интегратора 9 детектор нуля перебрасывает триггер 13, формируя на его выходе временной интервал

Таким образом, величина t к не зависит от длительности периода входных на»прядений, между которыми измеряется фазовый сдвиг.

6786

Аг!!

Раг 2

11НИ11Г1И Заказ 4581/48 Тираж 1060 Подписное

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

Б jt(It!It(7%1 f(77(70!((:1 1!(- И(правд,являют (ч (1>(t(7(7(S(tttttst к ст(1(71!лы(Ости О\!0}7нОГО !

1(1(lряж(. (lия, 1(IK как Оно не ВхОдит В ко !!Е It!(7(! В!ЛР(t7KPIIII(7 ДЛЯ 1 (°

У(7 117о!(с 1 !7о позио71яет проводить преобр(!зов(гнив фазового сдвига B течение периода входных напряжений Во временной и ti t (: f7II0Ë.

Форл(ула изобрете ни я

11реобразователь фазового сдвига во

«ременной интервал, содержаший два тригt(17n и два формирователя коротких импульсов, выход одного из которых подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго аооми(7ователя коротких импульсов и со счетным входом второго триггера, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности преобразования, в него дополнительно введены ис 25 точник опорного напряжения, два интегратора, три ключа, инвертор, детектор ну66 ля и триггер, причем выход источника опорного напряжения подключен к потенциальным входам первого и второго ключ(й, управляюшие входы которых соединены соответственно с выходом первого трн(гера и с прямь1м выходом второготриггера, инверсный выход которого подключен к первым входам третьего ключа и дополнительного триггера, выход первого ключа через первый интегратор, и детектор нуля соединен со вторым входом дополнительного триггера, выход второго ключа через второй интегратор и инверторко второму входу третьего ключа, выход которого связан со входом первого интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ермолов Р. С. и др. Цифровые измерительные приборы. Л., Энергия, 1971.

2. Вестник Киевского политехнического института, серия "Автоматика и алектроприборостроение", М 11, 1974.

3. Смири".В fl. Т. цифровые фазометры. П., "Энергия", 1974.