CS261719B1 - Zapojení zdroje lineárne proměnného kmitočtu s časem - Google Patents

Abstract

Řešení se týká oboru elektrotechniky. Zapojení řeší technický problém generování sinusového nebo logického signálu s číslicově nastavitelným kmitočtem s vysokou přesnosti a s možnosti jeho lineárního poklesu nebo vzrůstu s časem s číslicově nastavitelnou strmostí změny. Podstata řešení spočívá v tom, že normálový kmitočet je vynásoben ve dvou fázových závěsech tak, že každý má ve zpětné vazbě dělič kmitočtu s proměnným dělicím poměrem, přičemž dělicí poměr prvního je určen stavem obousměrné ho čítače a předvolbou, druhého pomocí nastavitelného přepínače. Qbousměrný čítač při využívání předvolby, podle stavu.vstupního logického signálu, na svých výstupech má stav určený dalším přepínačem, jehož nastavení určuje výstupní kmitočet. Při požadované lineární časové změně výstupního kmitočtu je obousměrným čítačem čítán kmitočet, který je generován ve druhém fázovém závěsu, jenž určuje velikost strmosti časové změny výstupního kmitočtu. Zapojení je možno využít v energetice a v průmyslu při vývoji, výrobě a využívání specializovaných zařízení, zejména frekvenčních ochran.

Description

Vynález se týká zapojení zdroje lineárně proměnného kmitočtu s časem, jehož účelem je generování velmi přesného kmitočtu s číslicovým nastavením a lineárně časově závislého kmitočtu s číslicově nastavitelnou strmostí změny pro statické a dynamické testování specializovaných zařízení, zejména frekvenčních ochran.

V současné době pro statické testování hladinových článků frekvenčních ochran se využívá přesných sinusových generátorů. Oejich nevýhodou je obtížné nastavení výstupního kmitočtu v okolí siíového kmitočtu s přesností např. na čtyři dekády. Pro dynamické testováni jednotek frekvenčních ochran, které vyhodnocují velikost časové změny kmitočtu, lze využívat výstupního kmitočtu točivých generátorů se simulací změny jejich zatížení. Nevýhodou této metody je, že neumožňuje přímou a přesnou volbu velikosti časové změny kmitočtu. Při testování je nutné oscilografovat přechodový děj změny frekvence a záznam vyhodnotit. Pro přesné měření okamžitého kmitočtu je třeba využívat specializovaného převodníku kmitočet -napětí s rozlišením malých změn po periodě. Metoda je složitá, časově náročná a nepřesná.

Tyto nevýhody podstatně zmírňuje zapojeni zdroje lineárně proměnného kmitočtu s časem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zdroj normálového kmitočtu je současně připojen na první vstup druhého fázového závěsu a na první vstup prvního fázového závěsu, jehož výstup je současně připojen na vstup prvního děliče kmitočtu, na vstup třetího děliče kmitočtu a na první vstup prvního čítače, jehož druhý vstup je současně připojen na druhý vstup prvního fázového závěsu, na výstup prvního komparátoru, jehož první vstupy jsou připojeny na výstupy prvního čítače, druhé vstupy prvního komparátorů jsou připojeny na výstupy druhého čítače, jehož první vstupy jsou připojeny na výstupy prvního přepínače, jehož vstupy jsou uzemněny, výstup druhého fázového závěsu je současně připojen na vstup druhého děliče kmitočtu a na první vstup třetího čítače, jehož výstupy jsou připojeny na první vstupy druhého komparátorů, jehož výstup je současně připojen na druhý vstup třetího čítače a na druhý vstup druhého fázového závěsu, druhé vstupy druhého komparátorů jsou připojeny na výstupy třetího přepínače, jehož vstupy jsou azemněny, výstup druhého děliče kmitočtu je připojen na první vstup obvodu logického součinu, jehož druhý vstup je současně připojen ke čtvrtému vstupu druhého čítače a ke vstupní svorce, první výstup druhého přepínače

261 719 je připojen na druhý vstup druhého čítače, jehož třetí vstup je připojen na druhý výstup druhého přepínače, jehož vstup je připojen na výstup obvodu logického součinu, výstup třetího děliče kmitočtu je připojen na vstup čtvrtého čítače, jehož výstupy jsou připojeny na vstupy pevné paměti, jejiž výstupy jsou připojeny na první vstupy číslicověanalogového převodníku, jehož druhý vstup je připojen na zdroj napětí, první výstupní svorka je připojena na výstup Číslicověanalogového převodníku, druhá výstupní svorka je připojena na výstup prvního děliče kmitočtu.

Výhodou zapojení podle vynálezu je, žé lze generovat signál, jehož kmitočet je určen číslicovým nastavením např. ve čtyřech dekádách a lze zajistit jeho lineární vzrůst nebo pokles s časem se strmostí číslicově nastavitelnou např. ve třech dekádách. Použitím pro testování specielních zařízení, které ve svém principu činnosti využívají přesného měření sílového kmitočtu, zejména číslicových ‘frekvenčních ochran, lze dosáhnout vysoké přesnosti s minimálními Časovými nároky.

Příklad zapojeni zdroje lineárně proměnného kmitočtu s časem je znázorněn v blokovém schématu na obrázku. Z obrázku je patrno, že zdroj 1 normálového kmitočtu je současně připojen na první vstup druhého fázového závěsu 8 a na prvni vstup prvního fázového závěsu 2, jehož výstup je současně připojen na vstup prvního děliče 3 kmitočtu, na vstup třetího děliče 15 kmitočtu a na první vstup prvního čítače 4, jehož druhý vstup je současně připojen na druhý vstup prvního fázového závěsu 2 a na výstup prvního kompará toru 5, jehož první vstupy jsou připojeny na výstupy prvního čítače 4, druhé vstupy prvního komparátoru 5 jsou připojeny na výstupy druhého čítače 6, jehož první vstupy jsou připojeny na výstupy prvního přepínače 7, jehož vstupy jsou uzemněny, výstup druhého fázového závěsu 8. je současně připojen na vstup druhého děliče 13 kmitočtu a na první vstup třetího čítače 9, jehož výstupy jsou připojeny ná první vstupy druhého komparátoru 10, jehož výstup je současně připojen na druhý vstup třetího čítače 9 a na druhý vstup druhého fázového závěsu (3, druhé vstupy druhého komparátoru 10 jsou připojeny na výstupy třetího přepínače 11, jehož vstupy jsou uzemněny, výstup druhého děliče 13 kmitočtu je připojen na první vstup obvodu 14 logického součinu, jehož druhý vstup je současně připojen ke čtvrtému vstupu druhého čítače 6 a ke vstupní svorce 20, první výstup druhého přepínače 12 je

- 3261 719 připojen na druhý vstup druhého čítače 6, jehož třetí vstup je připojen na druhý výstup druhého přepínače 12, jehož vstup je připojen na výstup obvodu 14 logického součinu, výstup třetího děliče 15 kmitočtu je připojen na vstup čtvrtého čítače 16, jehož výstupy jsou připojeny na vstupy pevné paměti 17, jejíž výstupy jsou připojeny na první vstupy číslicově analogového převodníku 19, jehož druhý vstup je připojen na zdroj 18 napětí, první výstupní svorka 22 je připojena na výstup číslicově analogového převodníku 19, druhá výstupní svorka 2l je připojena na výstup prvního děliče 3 kmitočtu.

Normálový kmitočet f_Q je vynásoben v prvním fázovém závěsu 2 dělicím poměrem prvního čítače 4. Za předpokladu, že na vstupní svorce 20 je stav logické nuly, jsou stavy prvního přepínače 7, které určují požadovaný výstupní kmitočet, trvale přepisovány na výstupy druhého čítače 6. V prvním koraparátoru 5 jsou porovnány s okamžitým stavem prvního čítače 4, který čítá výstupní kmitočet prvního fázového závěsu 2. Při dosažení shodnosti je výstupem prvního komparátoru 5 nulován první čítač 4. Kmitočet na výstupu prvního fázového závěsu .2 je vydělen prvním děličem 3. kmitočtu s dělicím poměrem Dl podle požadavku řádu a počtu platných míst pro nastavení výstupního kmitočtu f na druhé výstupní svorce 21, Čtvrtý čítač 16 svým dělicím poměrem 03 určuje počet vzorků na jednu periodu výstupního sinusového signálu a vyplývá z požadované přesnosti tvaru. Okamžitý stav čtvrtého čítače 16 určuje adresu pevné paměti 17, jejímž obsahem je funkce jednotkového sinu podle zvoleného počtu vzorků na periodu. Pro dělicí poměr D2 třetího děliče 15 kmitočůu platí D2 = D1/D3. Funkce jednotkového sinu,uložená v pevné paměti 17, je převedená číslicověanalogovým převodníkem 19 na analogový signál s amplitudou, která odpovídá napětí zdroje 18 napětí. V případě úrovně logické jedničky na vstupní svorce 20 je druhým čítačem 6_ čítán kmitočet z výstupu druhého děliče 1.3 kmitočtu, který podle stavu druhého přepínače 12 snižuje nebo zvyšuje jeho obsah, výstupní kmitočet f pak lineárně s časem klesá nebo roste od počátečního kmitočtu, který odpovídá poslednímu stavu druhého čítače 6 před změnou stavu logického signálu na vstupní svorce 20. Výstupní kmitočet druhého fázového závěsu 8 je dán dělicím poměrem třetího čítače 9_?obdobně jako u prvního fázového závěsu 2,nastavením třetího přepínače 11

-‘f261 719 a určuje strmost K změny kmitočtu f výstupního signálu, pro který platí f = fp - K t , kde f je počáteční kmitočet

P* t je čas.

Dělicí poměr D4 druhého děliče 13 kmitočtu je určen maximální požadovanou velikosti strmosti změny kmitočtu, počtem dekád P2 jejího nastavení a počtem dekád Pl nastavení počátečního kmitočtu f_p pomocí prvního přepínače 7. Pro maximální výstupní kmitočet f^ a maximální strmost jeho změny platí fp · 10 ^F2 ₌ $, · io^{Pl 04 f}M kde ίθ je normálový kmitočet

Pl je počet dekád nastavení výstupního kmitočtu f P2 je počet dekád nastavení strmosti změny výstupního kmitočtu f

J^e maximální dosažitelný výstupní kmitočet f «μ je maximální možná strmost změny výstupního kmitočtu f.

Zapojení je možné využít v energetice a průmyslu při vývoji, výrobě a provozu specializovaných zařízeni, které ve svém principu činnosti využívají přesného měřeni kmitočtu zejména síťového, nebo pro jiné účely kdy je třeba zdroj kmitočtu s přesným nastavením a stabilitou např. ladění filtrů aj.

Claims (1)

1. Zapojeni zdroje lineárně proměnného kmitočtu s časem, vyznačující se tím, že zdroj (1) normálového kmitočtu je současně připojen na první vstup druhého fázového závěsu (8) a na první vstup prvního fázového závěsu (2), jehož výstup je současně připojen na vstup prvního děliče (3) kmitočtu, na vstup třetího děliče (15) kmitočtu a na první vstup prvního čítače (4), jehož druhý vstup je současně připojen na druhý vstup prvního fázového závěsu (2) a na výstup prvního komparátoru (5), jehož první vstupy jsou připojeny na výstupy prvního čítače (4), druhé vstupy prvního komparátoru (5) jsou připojeny na výstupy druhého čítače (6), jehož první vstupy jsou připojeny na výstupy prvního přepx* nače (7), jehož vstupy jsou uzemněny, výstup druhého fázového závěsu (8) je současně připojen na vstup druhého děliče (13) kmitočtu a na první vstup třetího čítače (9), jehož výstupy jsou připojeny na první vstupy druhého komparátoru (10), jehož výstup je současně připojen na druhý vstup třetího čítače (9) a na druhý vstup druhého fázového závěsu (8), druhé vstupy druhého komparátoru (10) jsou připojeny na výstupy třetího přepínače (11) jehož vstupy jsou «zemněny, výstup druhého děliče (13) kmitočtu je připojen na první vstup obvodu (14) logického součinu, jehož druhý vstup je současně připojen ke čtvrtému vstupu druhého čítače (6) a ke vstupní svorce (20), první výstup druhého přepínače (12) je připojen na druhý vstup druhého čítače (6), jehož třetí vstup je připojen na druhý výstup druhého přepínače (12), jehož vstup je připojen na výstup obvodu (14) logického součinu, výstup třetího děliče (15) kmitočtu je připojen na vstup čtvrtého čítače (16), jehož výstupy jsou připojeny na vstupy pevné paměti (17), jejíž výstupy jsou připojeny na první vstupy číslicově analogového převodníku (19), jehož druhý vstup je připojen na zdroj (18) napětí, první výstupní svorka (22) je připojena na výstup číslicověanalogového převodníku (19), druhá výstupní svorka (23 ' je připojena na výstup prvního děliče (3) kmitočtu.