CH636485A5 - Signal generator for generating sinusoidal output signals with predetermined mutual phase angle, and use thereof as three-phase generator for calibrating electricity meters - Google Patents

Signal generator for generating sinusoidal output signals with predetermined mutual phase angle, and use thereof as three-phase generator for calibrating electricity meters Download PDF

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CH636485A5
CH636485A5 CH692078A CH692078A CH636485A5 CH 636485 A5 CH636485 A5 CH 636485A5 CH 692078 A CH692078 A CH 692078A CH 692078 A CH692078 A CH 692078A CH 636485 A5 CH636485 A5 CH 636485A5
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signal
angle
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CH692078A
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Mathis Halder
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Landis & Gyr Ag
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    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
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Description

636 485 636 485

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

1. Signalgenerator zur Erzeugung sinusförmiger Ausgangssignale mit vorbestimmter gegenseitiger Phasenlage, mit einem von einem Taktgeber gesteuerten Zahlengenerator, einem Funktionsgeber und mindestens einem Digital/Analog-Wandler, wobei der Zahlengenerator binär kodierte Phasen-schrittsignale an den Funktionsgeber abgibt, die vom Funktionsgeber in binär kodierte Momentanwertsignale und vom Digital/Analog-Wandler in ein Analogsignal umgeformt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahlengenerator (10 bis 16) zur zyklischen Erzeugung von jedem der Ausgangssignale (UR; IR; Us; Is; Uj! It) zugeordneten Phasenschrittsi-gnalen (Ph) eingerichtet ist, dass jedem Ausgangssignal (UR; IR; Us; Is; UT; IT) ein an den Digital/Analog-Wandler (18) oder an den Funktionsgeber (17) angeschlossener Speicher (19 bis 24; 39 bis 44) zugeordnet ist und dass ein an den Taktgeber (37) angeschlossener Taktverteiler (38) zum zyklischen Takten der Speicher (19 bis 24; 39 bis 44) angeordnet ist. 1. Signal generator for generating sinusoidal output signals with a predetermined mutual phase position, with a number generator controlled by a clock generator, a function generator and at least one digital / analog converter, the number generator emitting binary-coded phase step signals to the function generator, which the function generator codes in binary Instantaneous value signals and converted by the digital / analog converter into an analog signal, characterized in that the number generator (10 to 16) for the cyclical generation of each of the output signals (UR; IR; Us; Is; Uj! It) assigned phase step signals ( Ph) is set up such that each output signal (UR; IR; Us; Is; UT; IT) has a memory (19 to 24; 39 to 44) connected to the digital / analog converter (18) or to the function generator (17). is assigned and that a clock distributor (38) connected to the clock generator (37) is arranged for cyclically clocking the memories (19 to 24; 39 to 44).

2. Signalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicher (19 bis 24) Abtast-Halte-Schaltungen sind und dass der Digital/Analog-Wandler (18) sämtlichen Ausgangssignalen (UR; IR; Us; Is; UT; IT;) gemeinsam zugeordnet ist. 2. Signal generator according to claim 1, characterized in that the memories (19 to 24) are sample and hold circuits and that the digital / analog converter (18) all output signals (UR; IR; Us; Is; UT; IT; ) is assigned together.

3. Signalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicher (39 bis 44) digitale Schreib-Lese-Spei-cher sind und dass jedem Speicher (39 bis 44) ein Digital/ Analog-Wandler (45 bis 50) nachgeschaltet ist. 3. Signal generator according to claim 1, characterized in that the memories (39 to 44) are digital read-write memories and that each memory (39 to 44) is followed by a digital / analog converter (45 to 50).

4. Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahlengenerator (10 bis 16) aus mindestens einem Winkeleingabeglied (10; 11), einem Addierglied (14) und einem Akkumulator (16) besteht, wobei das Winkeleingabeglied (10; 11) an einen ersten (13) und der Ausgang des Akkumulators (16) an einen zweiten Eingang (15) des Addiergliedes (14) angeschlossen ist und der Ausgang des Addiergliedes (14) mit dem Eingang des Akkumulators (16) verbunden ist. 4. Signal generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the number generator (10 to 16) consists of at least one angle input element (10; 11), an adder (14) and an accumulator (16), the angle input element (10 ; 11) is connected to a first (13) and the output of the accumulator (16) to a second input (15) of the adder (14) and the output of the adder (14) is connected to the input of the accumulator (16).

5. Signalgenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Winkeleingabeglieder (10; 11) über einen vom Taktgeber (37) gesteuerten Schalter (12) an den ersten Eingang (13) des Addiergliedes (14) angeschlossen sind. 5. Signal generator according to claim 4, characterized in that two angle input elements (10; 11) via a clock (37) controlled switch (12) to the first input (13) of the adder (14) are connected.

6. Signalgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzspannungseingang (39) des Digital/ Analog-Wandlers (18) über einen vom Taktverteiler (38) gesteuerten Mehrfachumschalter an mindestens zwei einstellbare Referenzspannungsquellen anschliessbar ist. 6. Signal generator according to claim 2, characterized in that a reference voltage input (39) of the digital / analog converter (18) via a multiple switch controlled by the clock distributor (38) can be connected to at least two adjustable reference voltage sources.

7. Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch drei über je ein Tiefpassfilter (25; 27; 29) an einen der Speicher (19; 21 ; 23) oder einen der Digital/ Analog-Wandler (45 ; 47 ; 49) angeschlossene Spannungsverstärker (31 ; 33 ; 35) zur Erzeugung eines Spannungsdreiecks und durch drei über je ein Tiefpassfilter (26; 28; 30) an einen der Speicher (20; 22; 24) oder einen der Digital/Analog-Wandler (46; 48; 50) angeschlossene Stromverstärker (32; 34; 36) zur Erzeugung eines Stromdreiecks. 7. Signal generator according to one of claims 1 to 6, characterized by three via a low-pass filter (25; 27; 29) to one of the memories (19; 21; 23) or one of the digital / analog converters (45; 47; 49 ) connected voltage amplifier (31; 33; 35) for generating a voltage triangle and through three via a low pass filter (26; 28; 30) to one of the memories (20; 22; 24) or one of the digital / analog converters (46; 48; 50) connected current amplifier (32; 34; 36) for generating a current triangle.

8. Signalgenerator nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsverstärker (31 ; 33; 35) und die Stromverstärker (32; 34; 36) an ein Effektivwertmessgerät angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal die Referenzspannungsquellen steuert. 8. Signal generator according to claims 6 and 7, characterized in that the voltage amplifiers (31; 33; 35) and the current amplifiers (32; 34; 36) are connected to an effective value measuring device, the output signal of which controls the reference voltage sources.

9. Signalgenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Spannungsverstärker (31 ; 33 ; 35) und ein Stromverstärker (32; 34; 36) an ein Phasenwinkelmessgerät angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal das Winkeleingabeglied (10) steuert. 9. Signal generator according to claim 7, characterized in that in each case a voltage amplifier (31; 33; 35) and a current amplifier (32; 34; 36) are connected to a phase angle measuring device, the output signal of which controls the angle input element (10).

10.'Verwendung des Signalgenerators nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Dreiphasenspannungs- und Dreiphasen-stromgenerator zur Eichung von Elektrizitätszählern. 10.'Use of the signal generator according to one of claims 1 to 7 as a three-phase voltage and three-phase current generator for the calibration of electricity meters.

Es ist ein Signalgenerator der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bekannt (IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, March 1971, S. 48-57), der zwei um 90° gegeneinander phasenverschobene Ausgangssignale erzeugt. Als Funktionsgeber dient ein Rechner mit einem ROM-Speicher und als Zahlengenerator ein Akkumulator. Bei jedem durch den Zahlengenerator markierten Phasenschritt werden im Rechner gleichzeitig der zugehörige Sinuswert und Cosinuswert berechnet und an je einen Digital/Analog-Wandler ausgegeben. Diese Lösung erfordert einen aufwendigen Funktionsgeber. A signal generator of the type mentioned in the preamble of claim 1 is known (IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, March 1971, pp. 48-57), which generates two output signals phase-shifted by 90 ° with respect to one another. A computer with a ROM memory serves as the function generator and an accumulator serves as the number generator. For each phase step marked by the number generator, the associated sine value and cosine value are simultaneously calculated in the computer and output to a digital / analog converter. This solution requires a complex function generator.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Signalgenerator zu schaffen, der sich durch einen einfacheren Schaltungsaufbau auszeichnet. The object of the invention specified in claim 1 is to provide a signal generator which is characterized by a simpler circuit structure.

Mit dem Signalgenerator nach der Erfindung wird ein einfacherer Aufbau des Funktionsgebers erreicht. Der technische Aufwand ist insbesondere dann verhältnismässig gering, wenn eine grössere Anzahl von Ausgangssignalen zu erzeugen sind. With the signal generator according to the invention, a simpler structure of the function generator is achieved. The technical effort is relatively low, in particular, if a larger number of output signals are to be generated.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Signalgenerators, 1 is a schematic diagram of a signal generator,

Fig. 2 ein Diagramm und Fig. 2 is a diagram and

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild eines weiteren Signalgenerators. Fig. 3 is a schematic diagram of another signal generator.

Der in der Fig. 1 dargestellte Signalgenerator erzeugt drei um jeweils 120° gegeneinander phasenverschobene Wechselspannungen UR; Us und UT sowie drei um jeweils 120° gegeneinander phasenverschobene Wechselströme IR, Is und Ix. Das Stromdreieck IR, Is, Ijist gegenüber dem Spannungsdreieck UR, Us, UT um den Phasenwinkel <p verschoben, der an einem Winkeleingabeglied 10 vorwählbar ist und von diesem in binär kodierter Form ausgegeben wird. Ein zweites Winkeleingabeglied 11 gibt im dargestellten Beispiel einen Winkelwert von 121° in ebenfalls binär kodierter Form aus. Je nach der Stellung eines Schalters 12, der in der Zeichnung symbolisch dargestellt ist und aus mehreren Gattern entsprechend der Bitzahl der binär kodierten Winkelwerte bestehen kann, ist entweder das Winkeleingabeglied 10 oder das Winkeleingabeglied 11 an einen ersten Eingang 13 eines Addiergliedes 14 angeschlossen, dessen zweiter Eingang 15 mit dem Ausgang eines Akkumulators 16 verbunden ist und dessen Ausgang einerseits an den Eingang des Akkumulators 16 und andererseits an den Eingang eines Funktionsgebers 17 geschaltet ist. Dem Funktionsgeber 17 ist ein Digital/Analog-Wandler 18 nachgeschaltet, der ausgangsseitig mit den Speichereingängen von sechs Abtast-Halte-Schaltungen (sample and hold circuits) 19 bis 24 verbunden ist. An jede der Abtast-Halte-Schaltungen 19 bis 24 ist ein Tiefpässfilter 25 bis 30 angeschlossen, dem jeweils ein Verstärker 31 bis 26 nachgeschaltet ist. Die Verstärker 31, 33 und 35 sind Spannungsverstärker und geben die Ausgangsspannung UR bzw. Us bzw. UT ab. Die als Stromverstärker arbeitenden Verstärker 32, 34 und 36 liefern den Ausgangsstrom IR bzw. Is bzw. IT. The signal generator shown in FIG. 1 generates three alternating voltages UR, each phase-shifted by 120 ° with respect to one another; Us and UT as well as three alternating currents IR, Is and Ix, each phase-shifted by 120 °. The current triangle IR, Is, Ij is shifted from the voltage triangle UR, Us, UT by the phase angle <p, which can be preselected at an angle input element 10 and is output by it in binary-coded form. In the example shown, a second angle input element 11 outputs an angle value of 121 ° in a likewise binary-coded form. Depending on the position of a switch 12, which is shown symbolically in the drawing and can consist of several gates corresponding to the number of bits of the binary coded angle values, either the angle input element 10 or the angle input element 11 is connected to a first input 13 of an adder 14, the second Input 15 is connected to the output of an accumulator 16 and its output is connected on the one hand to the input of the accumulator 16 and on the other hand to the input of a function generator 17. A digital / analog converter 18 is connected downstream of the function generator 17 and is connected on the output side to the memory inputs of six sample and hold circuits 19 to 24. A low-pass filter 25 to 30 is connected to each of the sample-and-hold circuits 19 to 24, followed by an amplifier 31 to 26 in each case. The amplifiers 31, 33 and 35 are voltage amplifiers and emit the output voltage UR or Us or UT. The amplifiers 32, 34 and 36 working as current amplifiers deliver the output current IR or Is or IT.

Ein Taktgeber 37 erzeugt Taktimpulse mit der Frequenz fo. Diese gelangen zu einem Taktverteiler 38, der einerseits mit Taktimpulsen der Frequenz fs = fo/2 den Akkumulator 16 taktet und den Schalter 12 steuert und andererseits Taktsignale fi bis f« mit der Frequenz fo/6 an die Takteingänge der Abtast-Halte-Schaltungen 19 bis 24 abgibt, wodurch diese zyklisch getaktet werden. A clock generator 37 generates clock pulses with the frequency fo. These arrive at a clock distributor 38 which on the one hand clocks the accumulator 16 with clock pulses of the frequency fs = fo / 2 and controls the switch 12 and on the other hand clock signals fi to f «with the frequency fo / 6 to the clock inputs of the sample-and-hold circuits 19 outputs up to 24, whereby these are cycled.

Der Akkumulator 16 und das Addierglied 14 bilden zusammen mit den Winkeleingabegliedern 10 und 11 und dem Schalter 12 einen Zahlengenerator, der binär kodierte Phasen-schrittsignale Ph an den Funktionsgeber 17 abgibt, die vom Funktionsgeber 17 in binär kodierte Momentanwertsignale und vom Digital/Analog-Wandler 18 in ein Analogsignal umgeformt werden. Der Zahlengenerator erzeugt, wie weiter unten näher erläutert wird, für jedes der Ausgangssignale UR, The accumulator 16 and the adder 14 together with the angle input members 10 and 11 and the switch 12 form a number generator which outputs binary-coded phase step signals Ph to the function generator 17, which are transmitted from the function generator 17 into binary-coded instantaneous value signals and from the digital / analog converter 18 are converted into an analog signal. As will be explained in more detail below, the number generator generates for each of the output signals UR,

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

636 485 636 485

Us* Is, Ut und IT in zyklischer Reihenfolge Phasenschrittsi-gnale Ph, die vom Funktionsgeber 17 in binär kodierte Momentanwertsignale und vom Digital/Analog-Wandler 18 in ein entsprechendes, zu einer Referenzspannung Urer proportionales Analogsignal umgeformt und in den zugeordneten Abtast-Halte-Schaltungen 19 bis 24 in analoger Form bis zum nächsten Zyklus gespeichert werden. Der Funktionsgeber 17 gibt also innerhalb jedes Phasenschrittes nur einen Momentanwert aus und kann dementsprechend einfach aufgebaut sein. Vorzugsweise eignet sich als Funktionsgeber 17 ein ROM-Speicher, in dem zu jedem auftretenden Phasenschrittsi-gnal der zugehörige Momentanwert der Sinusfunktion gespeichert ist. Da nur die Sinusfunktion des 1. Quadranten in den ROM-Speicher eingeschrieben werden muss und die Sinuswerte der drei anderen Quadranten durch Spiegelung des 1. Quadranten gewonnen werden können, genügt eine verhältnismässig geringe Speicherkapazität. Us * Is, Ut and IT in cyclical order phase step signals Ph, which are converted by the function generator 17 into binary-coded instantaneous value signals and from the digital / analog converter 18 into a corresponding analog signal proportional to a reference voltage Urer and converted into the assigned sample-hold Circuits 19 to 24 are stored in analog form until the next cycle. The function generator 17 therefore outputs only an instantaneous value within each phase step and can accordingly be of simple construction. A ROM memory is preferably suitable as function generator 17, in which the associated instantaneous value of the sine function is stored for each phase step signal that occurs. Since only the sine function of the 1st quadrant has to be written into the ROM memory and the sine values of the three other quadrants can be obtained by mirroring the 1st quadrant, a relatively small storage capacity is sufficient.

Im folgenden wird anhand des Diagramms der Fig. 2 die Arbeitsweise des beschriebenen Signalgenerators im einzelnen erläutert. In der Fig. 2 sind mit den Zahlen 0 bis 7 einzelne Phasenschritte bezeichnet. Die verschiedenen Taktsignale sind wiederum mit fo, fs und fi bis fó bezeichnet. Aus der mit S bezeichneten Zeile ist die Stellung des Schalters 12 bei den einzelnen Phasenschritten ersichtlich. In der Zeile Ph ist der jeweilige Wert des Phasenschrittsignals Ph am Ausgang des Addiergliedes 14 und in der Zeile A der jeweils im Akkumulator 15 eingespeicherte Wert eingetragen. The mode of operation of the signal generator described is explained in detail below with reference to the diagram in FIG. 2. 2, the numbers 0 to 7 denote individual phase steps. The various clock signals are again designated fo, fs and fi to fó. The position of the switch 12 in the individual phase steps can be seen from the line labeled S. The respective value of the phase step signal Ph at the output of the adder 14 is entered in the line Ph and the value stored in the accumulator 15 is entered in the line A.

Zum leichteren Verständnis sei vorerst angenommen, dass sich der Schalter 12 dauernd in der Stellung 121° befindet. Durch einen Taktimpuls des Taktsignals fs beim Phasenschritt 1 nimmt das Phasenschrittsignal Ph den Wert 0° an, dieser Wert wird in den Akkumulator 16 eingespeichert, der Funktionsgeber 17 bildet den zugehörigen Sinuswert in binär kodierter Form und der Digital/Analog-Wandler 18 in analoger Form, am Takteingang des Abtast-Halte-Speichers 19 erscheint ein Taktimpuls des Taktsignals fi und der der Ausgangsspannung UR zugeordnete Analogwert wird in die Abtast-Halte-Schaltung 19 eingespeichert. Beim nächsten Taktimpuls des Taktsignals fs, d.h. beim Phasenschritt 3, wird im Addierglied 15 der Wert 121° des Winkeleingabegliedes 11 zum alten Wert 0° des Akkumulators 16 addiert, der neue Wert 121° wird in den Akkumulator 16 übernommen und der entsprechende, der Ausgangsspannung Us zugeordnete Sinuswert in die Abtast-Halte-Schaltungen 21 eingespeichert. Beim Phasenschritt 5 wird der der Ausgangsspannung UT zugeordnete Sinuswert von 242° in die Abtast-Halte-Schaltung 23, beim Phasenschritt 7 der der Ausgangsspannung UR zugeordnete Sinuswert von 363° =3° in die Abtast-Halte-Schaltungen 19 eingespeichert usw. For easier understanding, let us assume for the time being that the switch 12 is permanently in the 121 ° position. With a clock pulse of the clock signal fs at phase step 1, the phase step signal Ph assumes the value 0 °, this value is stored in the accumulator 16, the function generator 17 forms the associated sine value in binary-coded form and the digital / analog converter 18 in analog form , A clock pulse of the clock signal fi appears at the clock input of the sample and hold memory 19 and the analog value assigned to the output voltage UR is stored in the sample and hold circuit 19. At the next clock pulse of the clock signal fs, i.e. in phase step 3, the value 121 ° of the angle input element 11 is added to the old value 0 ° of the accumulator 16 in the adder 15, the new value 121 ° is adopted in the accumulator 16 and the corresponding sine value assigned to the output voltage Us is entered in the sample and hold -Circuits 21 stored. In phase step 5, the sine value of 242 ° assigned to the output voltage UT is stored in the sample and hold circuit 23, in phase step 7 the sine value of 363 ° = 3 ° assigned to the output voltage UR is stored in the sample and hold circuits 19, etc.

Betrachtet man die Bildung beispielsweise der Ausgangsspannung UR für sich allein, so scheint es, dass der Zahlengenerator nichts anderes tun würde als bei jedem sechsten Phasenschritt den Wert des Phasenschrittsignals Ph um 3° zu erhöhen. Für jede Ausgangsspannung UR, Us und UT arbeitet also der Zahlengenerator als eigener Dreieck-Zahlengenerator Am Ausgang der Abtast-Halte-Schaltungen 19, 21 und 23 erscheinen treppenförmige Ausgangsspannungen, die eine Sinuskurve annähern und gegeneinander um jeweils genau 120° phasenverschoben sind. Mit den Tiefpassfiltern 25, 27 und 29 werden die treppenförmigen Ausgangsspannungen geglättet und mit den Spannungsverstärkern 31, 33 und 35 auf den erforderlichen Wert verstärkt. If one considers the formation of the output voltage UR on its own, for example, it would appear that the number generator would do nothing other than increase the value of the phase step signal Ph by 3 ° for every sixth phase step. For each output voltage UR, Us and UT, the number generator works as a separate triangle number generator. At the output of the sample-and-hold circuits 19, 21 and 23, step-shaped output voltages appear that approximate a sine curve and are phase-shifted from one another by exactly 120 °. The low-pass filters 25, 27 and 29 smooth the step-shaped output voltages and amplify them to the required value with the voltage amplifiers 31, 33 and 35.

Die den Ausgangsströmen IR, Is, und IT zugeordneten Sinuswerte werden jeweils beim nächsten Phasenschritt nach der Berechnung des Sinuswertes der Ausgangsspannung UR, Us oder UT der entsprechenden Phase gebildet, also bei den Phasenschritten 0, 2,4, 6... Im dargestellten Beispiel wechselt der Schalter 12 beim Phasenschritt 2 in die Stellung <p, das The sine values assigned to the output currents IR, Is, and IT are each formed in the next phase step after the calculation of the sine value of the output voltage UR, Us or UT of the corresponding phase, that is to say in the phase steps 0, 2,4, 6 ... in the example shown the switch 12 changes in phase step 2 to the position <p that

Addierglied 12 führt die Addition 0° + (p aus, das Phasenschrittsignal Ph nimmt also den Wert <p an, der Funktionsgeber 17 gibt den zugehörigen Sinuswert aus, am Takteingang der Abtast-Halte-Schaltung 20 erscheint ein Taktimpuls des Taktsignals fi und der am Ausgangsstrom IR zugeordnete Analogwert wird in die Abtast-Halte-Schaltung 20 eingespeichert. Am Takteingang des Akkumulators 16 erscheint beim Phasenschritt 2 kein Taktimpuls des Taktsignals fs, so dass der Wert cp nicht in den Akkumulator 16 eingespeichert wird. Beim Phasenschritt 4, wird, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, der dem Ausgangsstrom Is zugeordnete Sinuswert von 121° +<p in die Abtast-Halte-Schaltung 22, beim Phasenschritt 6 der dem Ausgangsstrom IT zugeordnete Sinuswert von 242° +<p in die Abtast-Halte-Schaltung 24 eingespeichert usw. Die so entstehenden treppenförmigen Ausgangsspannungen der Abtast-Halte-Schaltungen 20, 22 und 24 werden mit den Tiefpassfiltern 26,28 und 30 geglättet und mit den Stromverstärkern 32, 34 und 36 in entsprechende Ströme der erforderlichen Stärke umgeformt. Adding element 12 carries out the addition 0 ° + (p, the phase step signal Ph thus assumes the value <p, the function generator 17 outputs the associated sine value, at the clock input of the sample-and-hold circuit 20 a clock pulse of the clock signal fi and the am appears Analog value assigned to output current IR is stored in the sample and hold circuit 20. No clock pulse of the clock signal fs appears at the clock input of the accumulator 16 in phase step 2, so that the value cp is not stored in the accumulator 16. In phase step 4, how It can be seen from the drawing that the sine value of 121 ° + <p assigned to the output current Is in the sample and hold circuit 22, in phase step 6 the sine value of 242 ° + <p assigned to the output current IT in the sample and hold circuit 24 stored etc. The resulting stepped output voltages of the sample-and-hold circuits 20, 22 and 24 are smoothed with the low-pass filters 26, 28 and 30 and with the current amplifiers 32, 34 and 36 formed into appropriate streams of the required strength.

Der beschriebene Signalgenerator bildet also ein Spannungsdreieck UR, Us, UT und ein Stromdreieck IR, Is, Ij, die sich im Gegenuhrzeigersinn drehen und um den Winkel cp gegeneinander verdreht sind. Obwohl der Zahlengenerator Schritte von 121° und nicht von 120° ausführt, sind die Dreiecke genau gleichseitig, da die Abtastung des zugehörigen Sinuswertes entsprechend später erfolgt. Infolge der verzögerten Abtastung der Sinuswerte der Ausgangsströme IR, Is und IT gegenüber den Sinuswerten der zugeordneten Ausgangsspannungen UR, Us und UT ist das Stromdreieck gegenüber dem Spannungsdreieck nicht um den Winkel (p, sondern im beschriebenen Beispiel um den Winkel <p-0,5° verdreht. Diesem Umstand ist bei der Vorwahl des Winkel (p im Winkeleingabeglied 10 Rechnung zu tragen. The signal generator described thus forms a voltage triangle UR, Us, UT and a current triangle IR, Is, Ij, which rotate counterclockwise and are rotated relative to one another by the angle cp. Although the number generator executes steps of 121 ° and not of 120 °, the triangles are exactly equilateral because the corresponding sine value is scanned accordingly later. As a result of the delayed sampling of the sine values of the output currents IR, Is and IT compared to the sine values of the assigned output voltages UR, Us and UT, the current triangle is not by the angle (p) compared to the voltage triangle, but by the angle <p-0.5 in the example described ° This must be taken into account when preselecting the angle (p in the angle input element 10.

Der genannte Winkel wert von 121° des Winkeleingabegliedes 11 ist lediglich als Beispiel zu verstehen und richtet sich nach der gewünschten Feinheit der Treppenkurve der Analogsignale am Ausgang der Abtast-Halte-Schaltungen 19 bis 24. Selbstverständlich kann der Winkel wert des Winkeleingabegliedes 11 auch kleiner als 120° sein, so dass die Spannungsund Stromdreiecke im Uhrzeigersinn drehen. In einem binären 8-Bit-System wird dieser Winkelwert vorzugsweise durch die Binärzahl 01010101 dargestellt, was einem Winkel von 360°-85/256 « 119,5° entspricht. The said angle value of 121 ° of the angle input member 11 is to be understood only as an example and depends on the desired fineness of the staircase curve of the analog signals at the output of the sample and hold circuits 19 to 24. Of course, the angle value of the angle input member 11 can also be less than 120 ° so that the voltage and current triangles turn clockwise. In an 8-bit binary system, this angle value is preferably represented by the binary number 01010101, which corresponds to an angle of 360 ° -85 / 256 «119.5 °.

Im dargestellten Beispiel weist der Digital/Analog-Wandler 18 einen Referenzspannungseingang 39 auf, der an eine Referenzspannungsquelle Uref angeschlossen ist. Das Analogsignal am Ausgang des Digital/Analog-Wandlers 18 ist zur Referenzspannung proportional, so dass durch Veränderung der Referenzspannung die Amplitudenwerte sämtlicher Ausgangsspannungen und Ausgangsströme gemeinsam beein-flusst werden können. Ist der Referenzspannungseingang 39 über einen vom Taktverteiler 38 gesteuerter Mehrfachumschalter an mehrere einstellbare Referenzspannungsquellen anschliessbar, so können die Amplitudenwerte der Ausgangsspannungen UR, Us und UT und jene der Ausgangsströme IR, Is und Ij unabhängig voneinander durch Veränderung der Referenzspannungen eingestellt werden. Hierbei ist eine selbsttätige Nachregelung der Ausgangssignale aufgrund ihrer Effektivwerte möglich, wenn die Spannungsverstärker 31, 33 und 35 sowie die Stromverstärker 32,34 und 36 an ein Effek-tivwertmessgerät angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal die Referenzspannungsquellen steuert. Auch eine selbsttätige Nachregelung der Phasenwinkel ist möglich, indem jeweils ein Spannungsverstärker 31, 33, 35 und ein Stromverstärker 32, 34, 36 der gleichen Phase an ein Phasenwinkelmessgerät angeschlossen wird, dessen Ausgangssignal das Winkeleingabeglied 10 steuert. In the example shown, the digital / analog converter 18 has a reference voltage input 39 which is connected to a reference voltage source Uref. The analog signal at the output of the digital / analog converter 18 is proportional to the reference voltage, so that the amplitude values of all output voltages and output currents can be influenced together by changing the reference voltage. If the reference voltage input 39 can be connected to several adjustable reference voltage sources via a multiple changeover switch controlled by the clock distributor 38, the amplitude values of the output voltages UR, Us and UT and those of the output currents IR, Is and Ij can be set independently of one another by changing the reference voltages. An automatic readjustment of the output signals based on their effective values is possible if the voltage amplifiers 31, 33 and 35 and the current amplifiers 32, 34 and 36 are connected to an effective value measuring device, the output signal of which controls the reference voltage sources. Automatic readjustment of the phase angle is also possible by connecting a voltage amplifier 31, 33, 35 and a current amplifier 32, 34, 36 of the same phase to a phase angle measuring device, the output signal of which controls the angle input element 10.

In der Fig. 3 weisen gleiche Bezugszeichen wie in der 3 have the same reference numerals as in the

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

636 485 636 485

Fig. 1 auf gleiche Teile hin. Anstelle der Abtast-Halte-Schal-tungen 19 bis 24 (Fig. 1) weist der Signalgenerâtor nach der Fig. 3 digitale Schreib-Lese-Speicher (RAM) 39 bis 44 auf, deren Speichereingänge an den Funktionsgeber 17 und deren Takteingänge an den Taktverteiler 38 angeschlossen sind. Jedem der Schreib-Lese-Speicher 39 bis 44 ist ein Digital/ Analog-Wandler 45 bis 50 nachgeschaltet, dessen Ausgang jeweils zu einem der Tiefpassfilter 25 bis 30 führt. Fig. 1 on the same parts. Instead of the sample-and-hold circuits 19 to 24 (FIG. 1), the signal generator according to FIG. 3 has digital read-write memories (RAM) 39 to 44, the memory inputs of which to the function generator 17 and the clock inputs to the Clock distributors 38 are connected. Each of the read-write memories 39 to 44 is followed by a digital / analog converter 45 to 50, the output of which leads to one of the low-pass filters 25 to 30.

Der Signalgenerator nach der Fig. 3 ist im Vergleich zu jenem nach der Fig. 1 etwas aufwendiger, zeichnet sich jedoch durch den Vorteil aus, dass die Arbeitsgeschwindigkeit der Digital/Analog-Wandler 45 bis 50 weniger hoch sein muss als diejenige des Digital/Analog-Wandlers 18. The signal generator according to FIG. 3 is somewhat more complex in comparison to that according to FIG. 1, but is distinguished by the advantage that the working speed of the digital / analog converter must be 45 to 50 less than that of the digital / analog -Converters 18

4 4th

Die Digital/Analog-Wandler 45 bis 50 besitzen vorteilhaft Referenzspannungseingänge zum Anschluss einer Referenzspannung, mit der die Amplitudenwerte der Ausgangsspannungen und Ausgangsströme eingestellt bzw. geregelt werden The digital / analog converters 45 to 50 advantageously have reference voltage inputs for connecting a reference voltage with which the amplitude values of the output voltages and output currents are set or regulated

5 können. Ferner ist es vorteilhaft, dem Funktionsgeber 17 ein Addierglied vorzuschalten, das gestattet, zum Phasenschrittsi-gnal Ph ein Winkelsignal zu addieren, um so den Phasenwinkel der Ausgangsspannungen und Ausgangsströme zusätzlich zu beeinflussen bzw. nachzuregeln. 5 can. Furthermore, it is advantageous to connect an additional element upstream of the function generator 17, which allows an angle signal to be added to the phase step signal Ph, so as to additionally influence or readjust the phase angle of the output voltages and output currents.

10 Vorteilhaft werden die beschriebenen Signalgeneratoren als Dreiphasenspannungs- und Dreiphasentromgenerator zur Eichung von Elektrizitätszählern verwendet. 10 The signal generators described are advantageously used as three-phase voltage and three-phase current generators for calibrating electricity meters.

G G

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

CH692078A 1978-06-26 1978-06-26 Signal generator for generating sinusoidal output signals with predetermined mutual phase angle, and use thereof as three-phase generator for calibrating electricity meters CH636485A5 (en)

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