CS209205B1 - Zapojení pro vytváření obdélníkového impulsového signálu ve střídavém ί I výstupním obvodu měniče fází - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu je zapojení pro vytváření obdélníkového impulzového signálu ve střídavém výstupním obvodu měniče fází, které obsahuje budicí jednotku a měnič fá2Ís výstupníjednotkou, přičemž na vstupu budicí jednotky je zapojeno I obdélníkové impulzové napětí aobavýstupybudicí ! jednotky jsou pro přenos dvou o 90° fázově posunutých proudů nebo napětí spojeny s oběma vstupy- měniče fází, na jehož výstup je připojena výstupní jednotka pro potlačení vyšších harmonických. * 1 Úkolem vynálezu je poskytnout u výšeuvedeného zapojení výstupnísignál o konstantní amplitudě a bez fázové chyby způsobené konstrukcívlastního zařízení. i To se podle vynálezu dosáhne tínij že ve výstupní jednotce jsou pro potlačení vyšších harmonických zapojeny pasivní RC-hornokmitočtová propusť, v sérii s aktivní RC-dolnokmitočtovou propustí, mající eliptické rozdělení pólů, s pasivní RC-dolnokmitočtovou propustí a s omezovacím zesilovačem, jehož výstup je připojen na jeden vstup vyhodnocovací jednotky, na jejíž druhý vstup je připojen vstup budicí jednótký a na jejímžvýstupu je signál, představující velikost a směr fázového posunutí, vytvořeného měničem fází.

Description

Vynález se týká zapojení pro vytváření obdélníkového impulsového signálu ve střídavém výstupί ním obvodu měniče fází, které obsahuje budicí í jednotku a měnič íází s výstupní jednotkou, přičemž na vstupu budicí jednotily je zapojeno obdélníkové impulsové napětí a oba výstupy budicí jednotky jsou pro přenos dvou o 90° fázově posunutých proudů nebo napětí spojeny s oběma vstupy měniče fází, na jehož výstup je připojena výstupní jednotka pro potlačení vyšších harmonických.

V patentové literatuře je uveden způsob napájení rotačního měniče fází, tak zvaného resolveru, nebo lineárního měniče fází, tak zvaného induktosinu.

Přitom je použito takové uspořádání, které obsahuje jednotku pro vytváření dvou, přesně o 90° vzájemně posunutých obdélníkových napětí o stejné amplitudě, dále měnič f&á a filtr.

V tomto zařízení se přivádějí měniči fází prostřednictví statorových vinutí dvě obdélníková napětí, posunutá navzájem o 90°, která se mohou ; vytvářet například pomocí tří bistabilních klopných obvodů, zapojených jako dělič frekvence. Tím se v rotorovém vinutí měniče fází vytváří napětí, i jehož průběh se mění v závislosti na poloze rotoru. Výstupní napětí rotorového vinutí měniče fází se vede k filtru, který propouští harmonické základní frekvence. Jako schematické zapojení filtru je uvedeno uspořádání skládající se z odporu, cívek a kondenzátorů.

Nevýhoda tohoto zařízení spočívá v tom, že se vyskytují fázové chyby u signálu, vystupujícího z filtru V důsledku změn teploty v předem zadané požadované pracovní oblasti. Týto chyby jdou na vrub nedostatečné fázové konstanty filtru. Známé i způsoby pro udržování konstantní teploty pomocí regulačního obvodu s použitím termoplastu se | nemohou použít v důsledku vysokých nákladů, _: které jsou nutné na jejich realizaci, protože kromě | regulačního obvodu pro termoplast se potřebuje ještě kontrolní obvod a oddělená část sítě pro tento ‘ regulační obvod. Týto jednotky pro udržování konstantní teploty na filtru musí se při současném i použití více měničů fází, například jako měřicí systémy dráhy, v jednotlivých osách řídicího zařízení obráběcího stroje, uspořádat pro každé zařízení odděleně. Tím je zařízení pro měnič fází zatíženo ί chybou, kterou lze odstranit jen s vynaložením vysokých nákladů na technické prostředky. Z toho , vyplývá neúnosné ekonomické zatížení pro užíva: tele.

Při použití cívek vznikají dále velké potíže při jejich výrobě.

Cílem vynálezu je zabezpečit s nepatrnými ekonomickými náklady přesnost funkce zapojení pro vytváření obdélníkového impulsového signálu ve ? výstupním střídavém obvodu měniče fází. j Úkolem vynálezu je vytvořit zapojení pro vytvá! ření obdélníkového impulzového signálu ve střídavém výstupním obvodu měniče fází, pracujícího podle transformátorového principu, které poskytuje výstupní signál o konstantní amplitudě a bez i fázové chyby, vyvolané samotnou konstrukcí zapoí jení.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že u navrženého zapojení je na měnič fází napojena výstupní > jednotka, ve které jsou v sérií zapojeny homokmi- ;

, točtová propust RC, aktivní dolnokmitočtová pro- i pust a omezovači zesilovač.

Výstup omezovadho zesilovače je připojen na i I jeden vstup vyhodnocovací jednotky, na jejíž ;

! druhý vstup je připojeno vedení od vstupu budicí ' jednotky. ' ' j

Vyhodnocovací jednotka má výstup pro Vysílání signálů, jejichž velikost odpovídá, stejně tak i směr, fázovému posunutí, vytvořenému měničem fází, í mezi vstupním signálem, přivedeným přes budicí jednotku a mezi výstupním signálem, vysílaným ; omezovacím zesilovačem. , ! Vynález bude v dalším textu blíže vysvětlen na ’ příkladu provedení, pomocí výkresů, kde na obr. I í 1 je znázorněno blokové schéma zapojení pro ' ΐ vytváření obdélníkového impulzového signálu ve ;

střídavém výstupním obvodu měniče táží, na obr.

je znázorněna charakteristika pasivní RC-hor' nokmitočtové propustě 3.1, na obr. 3 je znázomě- , na charakteristika aktivní RC-dolnokmitočtové | propustě 3.2 s eliptickým rozdělením pólů, na obr. , > 4 je znázorněna charakteristika pasivní RC-dol- :

nokmitočtové propustě 3.3 a na obr. 5 je znázorněn J celý propustný rozsah propustí 3.1 až 3.3. I

V obr. 1 je znázorněno blokové schéma zapojení ! * podle vynálezu. Budicí jednotka 1, která je vytvořena jako generátor sinusových signálů a která má vstup pro vkládání obdélníkových impulzů, je ; připojena svými oběma výstupy na měnič fází 2.

[ Výstup měniče t&á 2 je přiveden k pasivní RC-hor| nokmitočtové propusti 3.1 upravené na výstupní i jednotce 3 prostřednictvím jejího vstupu, přičemž ! RC-homokmitočtová propusť 3.1. je zapojena J v sérii s aktivní RC-dolnokmítočtovou propustí 3.2 s eliptickým rozdělením pólů, s pasivní RC-dolnokmitočtovou propustí 33 a s omezovacím zesilozesilovače 3.4 je. výstupní jednotka 3 spojena s jedním vstupem vyhodnocovací jednotky, která je vytvořena jako analogický porovnávací obvod ! táží a jejíž druhý vstup je spojen se vstupem budicí jednotky 1. ' ': .

Na výstupu vyhodnocovací jednotky 4 je vysflán signál rozdílu fází.

Obr. 2, obr. 3 a obr. 4 ukazují charakteristiky RC-homokmitočtové propustí 3.1, aktivní RC- , dolnokmitočtové propustí 33 s eliptickým rozdělením pólů a pasivní dolnokmitočtové propusti 33, přičemž výstupní napětí U 1, U 2 a U 3 těchto propustí jsou znázorněna v závislosti na kruhovém kmitočtu ω. Obr. 5 znázorňuje celý propustný rozsah Uges. propustí 3.1,33,33.

Zařízení pracuje následujícím způsobem.

Budicí jednotce 1 se přivádějí prostřednictvím jejího vstupu obdélníkové impulzy, z nichž se odvozují dva, o 90° fázově posunuté sinusové proudové signály. Tyto oba signály se použijí pro napájení primárních vinutí měniče fází 2.

Jako měnič fází se může v praktické aplikaci použít rotující systém, tak zvaný resolver, nebo lineární systém, tak zvaný induktosin. Na sekundárním vinutí vzniká přibližně sinusový výstupní signál, který vykazuje fázové posunutí oproti vstupnímu signálu na vstupu budicí jednotky 1. Toto fázové posunutí je závislé na poloze sekundárních vinutí oproti primárním vinutím. Tento výstupní signál obsahuje však především velkou složku vyšších harmonických. Pro další zpracování ve vyhodnocovací jednotce 4 je tedy třeba zajistit obdélníkový impulsový signál bez rušení a horních harmonických.

K tomu slouží výstupní jednotka 3, zapojená mezi měnič fází 2 a vyhodnocovací jednotku 4. Nejdříve přijde signál vyskytující se na výstupu měniče fází 2 na pasivní RC-homokmitočtovou propusť 3.1, kde se potlačí všechny šumové frekvence způsobující rušení.

Pro oddělení základní harmonické resp. první harmonické od vyšších harmonických se vede potom signál přes aktivní RC-dolnokmitočtovou propusť 3.2 s eliptickým rozdělením pólů. Tato dolnokmitočtová propusť 3.2 je konstruována tak, aby v přechodové oblasti propustného pásma a potlačeného pásma a v průchodech proudu nulou byl strmější pokles než u propustí typů podle Butterwortha a podobně, nebo jaký mají póly při omezené frekvenci. Z charakteristiky, znázorněné v obr. 3, dolnokmitočtové propusti 3.2 lze seznat pólová místa v potlačeném pásmu.

Pasivní RC-dolnokmitočtovou propustí 3.3 se superponují frekvence mezi pólovými místy. Tak se na výstupu této pasivní dolnokmitočtové pro-

Claims (1)

1. Zapojení pro vytváření obdélníkového impulzového signálu ve střídavém výstupním obvodu měniče fází, které obsahuje budicí jednotku a měnič fází s výstupní jednotkou, přičemž na vstupu budicí jednotky je zapojeno obdélníkové impulzové napětí a oba výstupy budicí jednotky jsou pro přenos dvou o 90° fázově posunutých proudů nebo napětí spojený s oběma vstupy měniče fází, na jehož výstup je připojena výstupní jednotka pro potlačení vyšších harmonických, vyznačující se tím, že ve výstupní jednotce (3) jsou pro potlačení pustí 3.3 objeví sinusové výstupní napětí měniče fází 2, které je zbaveno vyšších harmonických, fázových chyb a šumů. Pro přivedení napětí do vyhodnocovací jednotky 4 se potřebuje obdélníkové impulzové napětí, aby se dosáhlo souladu s tvarem napětí, přivedeného z výstupu budicí jednotky 1 vyhodnocovacímu obvodu 4. To se provede pomocí omezovacího zesilovače 3.4, který se vybudí při výskytu průchodu nulou napětí, vysílaného pasivní dolnokmitočtovou propustí 3.3. Tímto způsobem se dostane na výstupu omezovacího zesilovače 3.4 potřebné obdélníkové impulzové napětí, jehož průchody nulou jsou synchronizovány se vstupním napětím omezovacího zesilovače. Nato se ve vyhodnocovací jednotce 4 vytvoří signál, který svou velikostí a směrem odpovídá fázovému posunutí tvořenému měničem fází 2.

   Při použití tohoto zapojení u obráběcích strojů, se tomuto fázovému posunutí přiřazují úseky dráhy, přičemž měnič fází 2 se použije jako měřicí systém.

   Vytvořením výstupního signálu měniče fází 2, který je oproštěn od šumů, vyšších harmonických a fázových chyb vyplývajících z provozních poruch zapojení, se odstraní chyby měření, které by při vadném řízení obráběcího stroje vedly k větším škodám.

   U výstupní jednotky 3 se nepotřebují žádné další přídavné jednotky a v důsledku uspořádání cívek při konstrukci propusti se odstraní komplikované technologické procesy.

   Zařízení podle vynálezu se může použít pro přetváření střídavých proudů a střídavých napětí v měničích fází pracujících podle transformátorového principu, zejména u induktivních, fázově cyklických měřicích systémů.

   VYNÁLEZU vyšších harmonických zapojeny pasivní RC-hornokmitočtová propusť (3.1) v sérii s aktivní RCdolnokmitočtovou propustí (3.2), mající eliptické rozdělení pólů, s pasivní RC-dolnokmitočtovou propustí (3.3) a s omezovacím zesilovačem (3.4), jehož výstup je připojen na jeden vstup vyhodnocovací jednotky (4), na jejíž druhý vstup je připojen vstup budicí jednotky (1) a na jejímž výstupu je signál přestavující velikost a směr fázového posunutí vytvořeného měničem fází.