DE1198926B - Phasenkomparator zur Feststellung der Abweichung der Phasenverschiebung zwischen zwei periodischen Signalen von einer vor-gegebenen Bezugsphasenverschiebung - Google Patents
Phasenkomparator zur Feststellung der Abweichung der Phasenverschiebung zwischen zwei periodischen Signalen von einer vor-gegebenen BezugsphasenverschiebungInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
GOIr
Deutsche Kl.: 2Ie-36/03
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
1198 926
A41231IXd/21e
25. September 1962
19. August 1965
A41231IXd/21e
25. September 1962
19. August 1965
Die Erfindung bezieht sich auf einen Phasenkomparator zur Feststellung der Abweichung der Phasenverschiebung
zwischen zwei periodischen Signalen von einer vorgegebenen Bezugsphasenverschiebung,
mit einer Diskriminatorschaltung für Rechtecksignale, die aus den zu vergleichenden periodischen
Signalen gebildet sind, einer Anordnung zur Erzeugung eines Bezugssignals in Form einer Folge von
Impulsen gleicher einstellbarer Dauer, deren Vorderflanken mit den Nulldurchgängen des einen periodischen
Signals zusammenfallen, und mit einer Anordnung zur Erzeugung einer Folge von Meßimpulsen.
Bei einem bekannten Phasenkomparator entspricht die Dauer der Meßimpulse unmittelbar dem Phasenunterschied
zwischen den beiden zu vergleichenden Signalen, so daß dieser Phasenunterschied beispielsweise
durch den Gleichstrommittelwert dieser Meßimpulse in einem Gleichstrommeßgerät angezeigt
werden kann.
Ein anderer bekannter Phasenkomparator arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip, wobei lediglich die zu
integrierenden Meßimpulse nicht allein aus den ursprünglichen Rechteckspannungen, sondern zunächst
getrennt aus deren positiven und negativen Halbwellen gebildet werden, damit eine Verkürzung der
Auslösezeit auf eine Halbwelle erreicht wird.
Das Ziel der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines Phasenkomparators der eingangs angegebenen
Art, dessen Ausgangssignal nicht unmittelbar die Phasenverschiebung zwischen den beiden
zu vergleichenden Signalen anzeigt, sondern eine Abweichung dieser Phasenverschiebung von einer vorgegebenen
Bezugsphasenverschiebung anzeigt. Diese Wirkung wird in der Technik insbesondere bei Regeleinrichtungen
od. dgl. benötigt.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Dauer jedes Meßimpulses gleich der Differenz
zwischen der Dauer eines Impulses des Bezugssignals und dem Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Nulldurchgängen am Ende von Halbwellen gleicher Polarität der beiden zu vergleichenden
periodischen Signale ist und daß eine Ausgangsstufe vorgesehen ist, die auf das Verschwinden eines
oder zweier Meßimpulse anspricht.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Bezugsphasenverschiebung einfach durch die Dauer
der Impulse des Bezugssignals bestimmt und kann gegebenenfalls leicht verstellt werden. Die erfindungsgemäße
Anordnung spricht zudem sehr schnell an, nämlich spätestens nach einer Halbwelle, und zwar
auch dann mit Sicherheit, wenn eines oder beide der Phasenkomparator zur Feststellung der
Abweichung der Phasenverschiebung zwischen
zwei periodischen Signalen von einer vorgegebenen Bezugsphasenverschiebung
Abweichung der Phasenverschiebung zwischen
zwei periodischen Signalen von einer vorgegebenen Bezugsphasenverschiebung
Anmelder:
Ateliers de Constructions Electriques de
Charleroi (ACEC), Brüssel
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19
Als Erfinder benannt:
Georges Marchai,
Rafael Vasques-Jimmenez, Brüssel;
Claude Giot, Mont-sur-Marchienne (Belgien)
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 17. Oktober 1961 (876 138)
zu vergleichenden Signale einen Gleichstromanteil enthalten.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin
zeigt
F i g. 1 die Schaltung des erfindungsgemäßen Phasenkomparators,
F i g. 2 Diagramme des zeitlichen Verlaufs von an verschiedenen Punkten der Schaltung der F i g. 1 erscheinenden
Spannungen und
F i g. 3 das Schaltbild einer monostabilen Schaltung.
F i g. 1 zeigt den mit zwei Paaren von Rechtecksignalen gespeisten Teil der Schaltung, wobei jedes
Paar durch zwei Signale gebildet wird, von denen das eine das Komplement des anderen ist.
Wenn z. B. die Phasen von zwei Sinuswellen zu vergleichen sind, wird jede dieser Wellen vorher
z. B. mit Hilfe von Verstärkungs- und Amplitudenbegrenzungsstufen in zwei Rechtecksignale gleicher
fester Amplitude umgeformt, von denen das eine das Komplement des anderen ist.
S09 657/169
3 4
Die Schaltung gemäß F i g. 1 enthält somit vier einer ersten »UND«-Schaltung 12 und die Signale 1'
diesen beiden Paaren von Rechtecksignalen 1,1' und und 2 an den Eingang einer zweiten »UND«-Schal-
2, 2' entsprechende Eingänge. Die Form von 1, 1' tung 12' angelegt. Diese »UND«-Schaltungen 12 und
und 2, 2' ist in Fig. 2 dargestellt. Eine erste Stufe 12' werden wie üblich durch Dioden gebildet,
der in Fig. 1 dargestellten Schaltung, welche zur 5 An dem Ausgang der Schaltung 12 erscheint daher
Erzeugung eines Bezugssignals dient, wird benutzt, ein Signal 3 mit Impulsen, welche mit den Augen-
um eines der Rechtecksignale 1 oder 2 in eine Folge blicken zusammenfallen, an welchen das negative
von Impulsen gleicher Polarität umzuwandeln, Produkt der Signale 1 und 2' von Null verschieden
welche mit den Nulldurchgängen der ersten oder der ist. Ebenso erscheint am Ausgang der Schaltung 12'
zweiten Welle zusammenfallen. io ein Signal 3' aus Impulsen, welche mit den Zeit-
Die Stufe zur Erzeugung eines Bezugssignals ist punkten zusammenfallen, an welchen das negative
so ausgebildet, daß die Phasenverschiebung zwischen Produkt der Signale Γ und 2 von Null verschieden
den Signalen 1 und 2 stets als kleiner als 180° ange- ist. Wenn die Rechtecksignale 1 und 2 nicht gegensehen
wird, d. h. je nach dem Phasenverschiebungs- einander phasenverschoben sind, enthalten die Siwinkel
dient entweder das Signal 1 oder das Signal 2 15 gnale 3 und 3' keine Impulse und bleiben ständig
zur Erzeugung des Bezugssignals. Bei dem dargestell- Null. Der erfindungsgemäße Phasenkomparator kann
ten Beispiel wird dieses Ergebnis dadurch erzielt, zur Feststellung einer Phasenverschiebung dienen,
daß die Signale 1 und 2 an eine erste »ODER«- welche größer als 0 elektrische Grade und kleiner als
Schaltung 23 und die Signale V und 2' an eine zweite 360 elektrische Grade ist.
»ODER«-Schaltung 23' angelegt werden. Diese 20 Wenn die ursprünglichen Sinuswellen keine Gleich-
»ODER«-Schaltungen werden, wie dargestellt, durch komponente enthalten, werden die Rechtecksignale 1,
Gleichrichter gebildet. Am Ausgang der Schaltungen 1', 2, 2' alle durch eine Reihe von Rechteckimpulsen
23 und 23' erscheinen die Signale 24 und 25. Diese gebildet, welche die gleiche Dauer wie der Zwischenwerden
zwei Differenzierschaltungen 26 und 27 zu- raum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen
geführt, deren jede z. B. durch einen Kondensator 25 haben. Wenn dagegen eine der ursprünglichen Sinus-
und einen Widerstand gebildet wird. Am Ausgang wellen eine Gleichkomponente enthält, ist die Dauer
der Schaltungen 26 und 27 erscheinen Signale 28 und des Rechteckimpulses nicht gleich der Dauer des
29, welche gleichzeitig an den Eingangskreis 30 einer Zwischenraums zwischen zwei Impulsen, und die
monostabilen Schaltung 31 angelegt werden, welche Dauer der Impulse des Signals 3 ist stets von der der
infolge der Ausbildung ihres Eingangskreises jedes 30 Impulse des Signals 3' verschieden, so daß bei ge-MaI
erregt wird, wenn sie durch einen negativen Im- wissen geringen Phasenverschiebungen das kleinere
puls des Signals 28 oder des Signals 29 beaufschlagt der beiden Signale 3 oder 3' Null werden kann,
wird. Die monostabile Schaltung 31 besitzt eine ein- Fi g. 2 betrifft einen Fall, in welchem die ursprüngstellbare Erregungsdauer, was durch den Regelknopf liehen Wellen keine Gleichkomponente enthalten, so 32 angedeutet ist. Eine zur Verwendung für die Er- 35 daß die Signale 3 und 3' durch Impulszüge gleicher findung geeignete monostabile Schaltung ist in Fig. 3 Dauer gebildet werden. Die Dauer dieser Impulse im dargestellt. Der Regelknopf 32 ändert den Wert des Vergleich zu der Periode der ursprünglichen Wellen Widerstands 33 (Fig. 3). Der Eingangsleiter ist mit ist zu dem Phasenverschiebungswinkel zwischen den 34 und der Ausgangsleiter mit 35 bezeichnet. An beiden Wellen proportional. Da ein Impuls des Sidem Ausgang der monostabilen Schaltung 31 er- 40 gnals 3 oder 3' bei jedem Nulldurchgang einer Welle scheint ein durch einen Impulszug gebildetes Bezugs- auftritt, können so je Periode zwei Messungen oder signal 5. Der Beginn der Zwischenräume zwischen Kontrollen des Phasenverschiebungswinkels vorgezwei aufeinanderfolgenden Impulsen fällt mit den nommen werden. Diese beiden Messungen liefern Nulldurchgängen der Welle zusammen, aus welcher den gleichen Wert, wenn die ursprünglichen Wellen das Bezugssignal erzeugt wurde. Die Dauer der Im- 45 reine Sinuswellen gleicher Frequenz sind. Wenn jepulse dieses Signals 5 wird durch die Einstellung 32 doch die Dauer der Impulse des Signals 3 nicht gleich festgelegt. Der Regelknopf 32 kann festgehalten wer- der der Impulse des Signals 3' ist, treten zwei verden oder von einer entsprechenden Teilung verstell- schiedene Messungen des Phasenverschiebungswinbar sein. Die Impulse 5 haben gleiche Abstände von- kels auf. Da der erfindungsgemäße Phasenkomparaeinander, wenn die ursprüngliche Welle eine reine 50 tor äußerst schnell ansprechen soll, nämlich inner-Sinuswelle ist, wenn jedoch die ursprüngliche Welle halb einer Halbwelle, sobald der Grenzphasenvereine Gleichkomponente enthält, geht diese Eigen- Schiebungswinkel z. B. infolge eines Fehlers in dem schaft verloren. Die Dauer der Zwischenräume zwi- von dem Komparator überwachten Netz überschritschen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen im Ver- ten wird, ist es nicht möglich, Mittelwerte zwischen gleich zu der Periode der Welle, welche zur Erzeu- 55 den beiden verschiedenen Meßwerten des Phasengung des Signals 5 gedient hat, ist zu einem Grenz- Verschiebungswinkels zu bilden,
phasenverschiebungswinkel proportional. Die beiden Signale 3 und 3' werden zu einem ein-
wird. Die monostabile Schaltung 31 besitzt eine ein- Fi g. 2 betrifft einen Fall, in welchem die ursprüngstellbare Erregungsdauer, was durch den Regelknopf liehen Wellen keine Gleichkomponente enthalten, so 32 angedeutet ist. Eine zur Verwendung für die Er- 35 daß die Signale 3 und 3' durch Impulszüge gleicher findung geeignete monostabile Schaltung ist in Fig. 3 Dauer gebildet werden. Die Dauer dieser Impulse im dargestellt. Der Regelknopf 32 ändert den Wert des Vergleich zu der Periode der ursprünglichen Wellen Widerstands 33 (Fig. 3). Der Eingangsleiter ist mit ist zu dem Phasenverschiebungswinkel zwischen den 34 und der Ausgangsleiter mit 35 bezeichnet. An beiden Wellen proportional. Da ein Impuls des Sidem Ausgang der monostabilen Schaltung 31 er- 40 gnals 3 oder 3' bei jedem Nulldurchgang einer Welle scheint ein durch einen Impulszug gebildetes Bezugs- auftritt, können so je Periode zwei Messungen oder signal 5. Der Beginn der Zwischenräume zwischen Kontrollen des Phasenverschiebungswinkels vorgezwei aufeinanderfolgenden Impulsen fällt mit den nommen werden. Diese beiden Messungen liefern Nulldurchgängen der Welle zusammen, aus welcher den gleichen Wert, wenn die ursprünglichen Wellen das Bezugssignal erzeugt wurde. Die Dauer der Im- 45 reine Sinuswellen gleicher Frequenz sind. Wenn jepulse dieses Signals 5 wird durch die Einstellung 32 doch die Dauer der Impulse des Signals 3 nicht gleich festgelegt. Der Regelknopf 32 kann festgehalten wer- der der Impulse des Signals 3' ist, treten zwei verden oder von einer entsprechenden Teilung verstell- schiedene Messungen des Phasenverschiebungswinbar sein. Die Impulse 5 haben gleiche Abstände von- kels auf. Da der erfindungsgemäße Phasenkomparaeinander, wenn die ursprüngliche Welle eine reine 50 tor äußerst schnell ansprechen soll, nämlich inner-Sinuswelle ist, wenn jedoch die ursprüngliche Welle halb einer Halbwelle, sobald der Grenzphasenvereine Gleichkomponente enthält, geht diese Eigen- Schiebungswinkel z. B. infolge eines Fehlers in dem schaft verloren. Die Dauer der Zwischenräume zwi- von dem Komparator überwachten Netz überschritschen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen im Ver- ten wird, ist es nicht möglich, Mittelwerte zwischen gleich zu der Periode der Welle, welche zur Erzeu- 55 den beiden verschiedenen Meßwerten des Phasengung des Signals 5 gedient hat, ist zu einem Grenz- Verschiebungswinkels zu bilden,
phasenverschiebungswinkel proportional. Die beiden Signale 3 und 3' werden zu einem ein-
In einer zweiten Stufe zur Erzeugung eines Meß- zigen Impulszug durch Einführung in eine »ODER«-
signals, welches eine Funktion der Differenz zwischen Schaltung 13 kombiniert, deren Ausgang das Signal 4
dem Grenzphasenverschiebungswinkel und dem 60 liefert. Das Signal 4 besteht aus Impulsen, welche zu
wirklichen Phasenverschiebungswinkel zwischen den den Zeitpunkten der Nulldurchgänge der ursprüng-
beiden zu vergleichenden Wellen ist, wird ein Meß- liehen Wellen auftreten oder verschwinden und deren
signal 7 erzeugt, welches durch einen Zug von Im- Dauer somit (bei Fehlen einer Gleichkomponente in
pulsen gebildet wird, deren Dauer im Vergleich zu den ursprünglichen Wellen) zu dem wirklichen Phasen-
der Periode der zu vergleichenden Wellen eine Funk- 65 Verschiebungswinkel zwischen den beiden ursprüng-
tion dieser Differenz ist. liehen Wellen proportional ist. Dieses Signal 4 hat
In dieser zweiten Stufe oder Koinzidenzstufe wer- die gleiche Form wie das in der ersten Stufe der
den die Rechtecksignale 1 und 2' an den Eingang Schaltung erzeugte Bezugssignal 5, bei welchem die
Dauer der Impulse zu einem willkürlichen einstellbaren
Grenzphasenverschiebungswinkel proportional ist.
Der Impulszug 4 wird an einen Eingang einer Koinzidenzschaltung oder »ODER«-Schaltung 14 angelegt.
An den anderen Eingang der »ODER«-Schaltung 14 wird der Zug der Bezugsimpulse S angelegt,
deren Stirnen den Nulldurchgängen der Welle entsprechen, welche für ihre Erzeugung benutzt wurde
und deren Dauer gemäß einem willkürlichen festgehaltenen Wert gewählt wird. Am Ausgang dieser
Schaltung 14 erscheint ein Signal 6, welches durch einen Zug von negativen Impulsen gebildet wird,
wenn die Dauer der Bezugsimpulse 5 langer als die der Impulse des Signals 4 ist, oder ein konstantes
negatives Signal, wenn die Dauer der Bezugsimpulse 5 kürzer als die der Impulse des Signals 4 ist.
Das Signal 6 wird an einen Umkehrverstärker 15 angelegt, in welchem die negativen Impulse durch
Strecken mit dem Wert Null und die Strecken mit dem Wert Null durch negative Impulse ersetzt werden.
Die Impulse des Signals 6 können Zacken enthalten, wie in F i g. 2 dargestellt. Diese werden durch
die Betriebsbedingungen des Umkehrverstärkers 15 unterdrückt. Am Ausgang der Vorrichtung 15 erscheint
ein Signal 7, welches entweder Null ist, oder durch einen Zug von negativen Impulsen gebildet
wird, deren Dauer im Vergleich zu der Periode der Wellen 1 oder 2 proportional zu der Differenz zwisehen
dem durch die Dauer der Impulse des Signals 5 bestimmten Grenzphasenverschiebungswinkel und
dem durch die Dauer der Impulse des Signals 4 dargestellten wirklichen Phasenverschiebungswinkel
ist.
In einer dritten Stufe wird ein Ausgangssignal 11 erzeugt, welches gestattet, einen Steuerkreis zu betätigen,
je nachdem, ob der Phasenverschiebungswinkel zwischen den beiden ursprünglichen Wellen
größer oder kleiner als der mittels des Regelknopfs 32 eingestellte Grenzphasenverschiebungswinkel ist.
Bei der Ausbildung dieser dritten Stufe sind Unregelmäßigkeiten zu berücksichtigen, welche auftreten
können, wenn eine der ursprünglichen Wellen oder beide Gleichkomponenten enthalten. Da der wirkliehe
Phasenverschiebungswinkel durch die Dauer des Zeitintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Nulldurchgängen am Ende von Halbwellen gleicher Polarität der beiden Signale gemessen wird,
kann es vorkommen, daß diese Messung verschieden ausfällt, je nachdem, ob sie für die aufeinanderfolgenden
Nulldurchgänge am Ende der positiven oder der negativen Halbwellen vorgenommen wird. Es
muß dann eine dieser Messungen als Kriterium dienen. Die Wahl dieses Kriteriums bestimmt hierauf
die Einrichtungen zur Verwirklichung dieser letzten Stufe.
Das Signal 7 wird durch einen Zug von Impulsen gleicher Dauer gebildet, welche in einem linearen
Zeitmaßstab gleiche Abstände haben, wenn die beiden ursprünglichen Wellen keine Gleichkomponenten
enthalten. Wenn dagegen eine der ursprünglichen Wellen eine Gleichkomponente enthält, haben die
Impulse des Signals 7 weder gleiche Dauer noch gleiche Abstände. Die Dauer eines Impulses des Signals
7 ist stets kleiner als die Dauer eines Zwischenraums zwischen zwei Impulsen des Bezugssignals 5,
das Signal 5 kann jedoch bereits aus Signalen bestehen, deren Stirnen in einem lineraren Zeitmaßstab
nicht gleiche Abstände haben, wenn die Welle, welche zur Erzeugung des Signals 5 diente, eine Gleichkomponente
enthielt. Dies hat jedoch keinen Einfluß auf das Verhalten des Komparators, da ja das Bezugssignal aus einer der beiden zu vergleichenden Wellen
erzeugt wird. Die Stirnen der Impulse des Signals 5 und die Stirnen der Impulse des Signals 4 erscheinen
daher bei beliebigen Weiten der den ursprünglichen Wellen überlagerten Gleichkomponenten stets gleichzeitig.
Wenn daher eine der ursprünglichen zu vergleichenden Wellen oder alle beide durch eine Gleichkomponente
verformt werden, enthält das Signal 7 eine abwechselnde Folge von Impulsen, deren Dauer
zwei verschiedene Werte hat, und welche in einem linearen Zeitmaßstab nicht genau gleiche Abstände
haben. Der Fehler gegenüber einer gleichen Verteilung der Impulse ist jedoch nicht groß und braucht
nicht berichtigt zu werden. Um eine größere Stabilität der Schaltung zu erhalten, ist es jedoch zweckmäßig,
mit Signalen bestimmter Dauer zu arbeiten. Das Signal 7 wird daher einer monostabilen Schaltung
16 zugeführt, welche z. B. wie die Schaltung der F i g. 3 ausgebildet ist und einen Eingang 34 und zwei
Ausgänge 35 und 36 aufweist, und in welcher zwei Signale 8 (Leiter 35) und 9 (Leiter 36) erzeugt werden,
wobei der Beginn eines jeden Impulses des Signals 9 mit dem Beginn eines jeden Impulses des
Signals 7 zusammenfällt, während die Dauer der Impulse stets die gleiche ist und durch die Zeitkonstante
der monostabilen Schaltung 16 bestimmt wird. Die Dauer des Impulses 9 wird z. B. gleich einem Sechstel
der Periode gewählt. Die negativen Impulse des Signals 8 entsprechen den Zwischenräumen zwischen
zwei Impulsen des Signals 9. Man verfügt dann über einen Spielraum von zwei Sechsteln einer Periode
zur Berücksichtigung der Abweichungen der Impulse des Signals 7 von einer gleichmäßigen Verteilung in
einem linearen Zeitmaßstab.
Wenn eine der ursprünglichen Wellen eine Gleichkomponente enthält und die Phasenverschiebung zwischen
den beiden an den Eingang des Komparators angelegten Wellen sich dem durch die Dauer der
Impulse des Signals 5 bestimmten Grenzphasenverschiebungswinkel nähert, wird zunächst nur jeder
zweite Impuls in den Signalen 6, 7, 8 und 9 aufgehoben, während der andere Impuls bestehenbleibt.
Erst wenn die Phasenverschiebung weiter zunimmt werden die Signale 7, 8, 9 vollständig Null.
Der Phasenkomparator soll bei der ersten Feststellung eines Fehlers ansprechen. Je nachdem, ob der
durch das Signal 5 bestimmte Grenzphasenverschiebungswinkel eine äußerste Grenze eines zunehmenden
oder abnehmenden Winkels bildet, wird das normale Signal bei Vorhandensein oder Fehlen von Impulsen
in dem Signal 7 abgegeben, und der Steuerbefehl muß beim Verschwinden jedes zweiten Impulses
oder beim Auftreten jedes zweiten Impulses des Signals 7 verändert werden. Bei Vorhandensein
einer Gleichkomponente in einer der beiden ursprünglichen Wellen ist der Phasenverschiebungswinkel
nicht mehr definiert, der Komparator wählt aber dann das strengere Kriterium, er ändert also
den Steuerbefehl bereits, bevor ein theoretischer Phasenverschiebungswinkel die äußerste Grenze erreicht
hat.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Beispiel ist angenommen, daß der Grenzphasenverschiebungswinkel
eine äußerste Grenze eines zunehmenden Winkels bildet, und daß der Steuerbefehl verändert werden
muß, sobald jeder zweite Impuls verschwindet. Eine entsprechende Vorrichtung muß daher auf das Verschwinden
eines Impulses in dem Impulszug des Signals 9 ansprechen. Diese Vorrichtung wird durch
eine monostabile Kippschaltung 18, deren Eingangsableitungskreis 17 das von der monostabilen Kippschaltung
16 ausgesandte Signal 8 empfängt, und durch die monostabile Ausgangskippschaltung 20,
deren Eingangskreis 19 das Signal 9 sowie das von der Schaltung 18 ausgesandte Signal 10 empfängt,
gebildet.
Das Signal 8 wird durch einen Zug von negativen Impulsen gleicher Dauer gebildet. Es wird in dem
Eingangskreis 17 differenziert, und die negativen Impulse dieses differenzierten Signals 8 lösen die monostabile
Kippschaltung 18 aus, deren Einschaltzeit auf einen sehr langen Festwert eingestellt ist, z. B.
4/6-Periode. Dies ermöglicht ohne weiteres, Abweichungen
der Impulse der Signale 8 und 9 gegenüber einer gleichen Verteilung in einem linearen Zeitmaßstab
zu berücksichtigen. Das Ausgangssignal 10 der monostabilen Kippschaltung 18 ist daher negativ, sobald
das Signal 9 auf Null fällt, und bleibt während des Auftretens des nächsten Impulses des Signals 9
negativ. Die Signale 9 und 10 werden an den Eingangskreis 19 der monostabilen Ausgangskippschaltung
20 angelegt. Dieser Eingangskreis 19 gestattet, die Schaltung 20 nur zu erregen, wenn sowohl das
Signal 9 als auch das Signal 10 negativ sind, wenn jedoch eines der beiden Signale 9 oder 10 Null ist,
liefert die Schaltung 20 kein Ausgangssignal.
Falls der Phasenverschiebungswinkel zwischen den Wellen 1 und 2 kleiner als der äußerste durch den
Einstellknopf 32 bestimmte Phasenverschiebungsr winkel ist, sind alle Impulse in den Signalen 9 und
10 vorhanden. Der Kreis 19 schaltet daher die monostabile Ausgangskippschaltung 20 in jeder Periode
ein, und die Schaltung bleibt während 5/6-Periode erregt,
so daß ihr Ausgangssignal 11 fast ein kontinuierliches Signal ist.
Wenn dagegen in dem Signal 7 jeder zweite Impuls Null wird, verschwindet auch jeder zweite Impuls
in den Signalen 8 und 9. Der erste verschwindende Impuls ist entweder der Impuls des Signals 8,
welcher einen Impuls des Signals 10 erzeugt, oder der zu dem Signal 8 komplementäre Impuls des Signals
9, welcher während der Dauer des Impulses des Signals 10 auftritt, er erregt nicht mehr die monostabile
Ausgangskippschaltung 20, so daß das Ausgangssignal 11 Null bleibt. Der Phasenkomparator
spricht daher selbst bei Vorhandensein einer Gleichkomponente in einer der beiden ursprünglichen zu
vergleichenden Wellen in weniger als einer Halbperiode nach der Feststellung eines Überschreitens
des durch die Dauer des Bezugsimpulses 5 bestimmten Grenzphasenverschiebungswinkels an.
Wenn dagegen der durch das Signal 5 bestimmte Grenzphasenverschiebungswinkel eine äußerste
Grenze für einen abnehmenden Winkel bildet, muß der Steuerbefehl beim Auftreten eines ersten Impulses
des Signals 7 verändert werden. Hierfür genügt es, den Ausgang des Kreises 15 unmittelbar an
die monostabile Kippschaltung 20 anzuschließen, welche dann ein Ausgangssignal liefert, sobald wenigstens
jeder zweite Impuls in dem Signal 7 erscheint. Der erfindungsgemäße Phasenkomparator kann
den Bestandteil eines Distanzrelais oder eines Differentialrelais bilden.
Claims (3)
1. Phasenkomparator zur Feststellung der Abweichung der Phasenverschiebung zwischen zwei
periodischen Signalen von einer vorgegebenen Bezugsphasenverschiebung, mit einer Diskriminatorschaltung
für Rechtecksignale, die aus den zu vergleichenden periodischen Signalen gebildet
sind, einer Anordnung zur Erzeugung eines Bezugssignals in Form einer Folge von Impulsen
gleicher einstellbarer Dauer, deren Vorderflanken mit den Nulldurchgängen des einen periodischen
Signals zusammenfallen, und mit einer Anordnung zur Erzeugung einer Folge von Meßimpulsen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer jedes Meßimpulses (7) gleich der Differenz
zwischen der Dauer eines Impulses des Bezugssignals (5) und dem Zeitraum (4) zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen am Ende von Halbwellen gleicher Polarität der beiden
zu vergleichenden periodischen Signale ist und daß eine Ausgangsstufe (16, 17, 18, 19, 20)
vorgesehen ist, die auf das Verschwinden eines oder zweier Meßimpulse anspricht.
2. Phasenkomparator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Koinzidenzschaltung
(12), der das durch Verstärkung und Amplitudenbegrenzung des ersten periodischen Signals
erhaltene Rechtecksignal (1) und das zum entsprechenden Rechtecksignal des zweiten periodischen
Signals komplementäre Signal (2') zugeführt werden, durch eine zweite Koinzidenzschaltung
(12'), der das zum Rechtecksignal des ersten periodischen Signals komplementäre Signal (1')
und das Rechtecksignal (2) des zweiten periodischen Signals zugeführt werden, eine an die Ausgänge
der beiden Koinzidenzschaltungen (12,12') angeschlossene »ODER-Schaltung (13), und durch
eine dritte Koinzidenzschaltung (14, 15), von der ein Eingang an den Ausgang der »ODER«-Schaltung
(13) angeschlossen ist, während der andere Eingang das Bezugssignal (5) empfängt, und die
am Ausgang die Meßimpulse (7) abgibt.
3. Phasenkomparator nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anordnung (16, 17,
18), der die Meßimpulse (7) zugeführt werden und die nach Empfang jedes Meßimpulses ein
Ausgangssignal (10) abgibt, dessen Dauer größer als eine Halbperiode der zu vergleichenden periodischen
Signale ist, und durch eine monostabile Anordnung (19, 20), deren Eingang ein der
Koinzidenz zwischen diesem Ausgangssignal (10) und den Meßimpulsen (7) entsprechendes Signal
zugeführt wird und deren Ausgangssignal (11) nahezu die Dauer einer Periode der zu vergleichenden
Signale hat.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 070 286;
»Elektro-Technik«, H. 2/3 vom 14.1. 56.
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 070 286;
»Elektro-Technik«, H. 2/3 vom 14.1. 56.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 657/169 8.65 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR876138A FR1310616A (fr) | 1961-10-17 | 1961-10-17 | Comparateur de phases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1198926B true DE1198926B (de) | 1965-08-19 |
Family
ID=72380455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA41231A Pending DE1198926B (de) | 1961-10-17 | 1962-09-25 | Phasenkomparator zur Feststellung der Abweichung der Phasenverschiebung zwischen zwei periodischen Signalen von einer vor-gegebenen Bezugsphasenverschiebung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE622109A (de) |
DE (1) | DE1198926B (de) |
FR (1) | FR1310616A (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1070286B (de) * | 1956-08-29 | 1959-12-03 | Aktiengesellschaft Brown, Boveri &. Oe., Baden (Schweiz) | Phasendiskrimimator |
-
1961
- 1961-10-17 FR FR876138A patent/FR1310616A/fr not_active Expired
-
1962
- 1962-09-04 BE BE622109D patent/BE622109A/fr unknown
- 1962-09-25 DE DEA41231A patent/DE1198926B/de active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1070286B (de) * | 1956-08-29 | 1959-12-03 | Aktiengesellschaft Brown, Boveri &. Oe., Baden (Schweiz) | Phasendiskrimimator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1310616A (fr) | 1962-11-30 |
BE622109A (fr) | 1962-09-28 |
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