RU205068U1 - 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE - Google Patents
90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU205068U1 RU205068U1 RU2021109335U RU2021109335U RU205068U1 RU 205068 U1 RU205068 U1 RU 205068U1 RU 2021109335 U RU2021109335 U RU 2021109335U RU 2021109335 U RU2021109335 U RU 2021109335U RU 205068 U1 RU205068 U1 RU 205068U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- differentiator
- amplitude
- analog multiplier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
- G01R25/04—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents involving adjustment of a phase shifter to produce a predetermined phase difference, e.g. zero difference
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, и может быть использована в различных радиотехнических устройствах, использующих квадратурное расщепление синусоидального сигнала, а также в счетчиках реактивной электрической энергии. Устройство содержит дифференциатор, первый и второй амплитудные детекторы, блок деления и аналоговый перемножитель, причем вход устройства соединен с входами дифференциатора и первого амплитудного детектора, выход дифференциатора соединен с первым входом блока деления и входом второго амплитудного детектора, выход которого соединен со вторым входом блока деления, выход которого соединен с первым входом аналогового перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, а выход аналогового перемножителя соединен с выходом устройства.Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности устройства. 2 ил.The utility model relates to electrical measuring equipment and can be used in various radio engineering devices using quadrature splitting of a sinusoidal signal, as well as in reactive electrical energy meters. The device contains a differentiator, first and second amplitude detectors, a division unit and an analog multiplier, and the input of the device is connected to the inputs of the differentiator and the first amplitude detector, the output of the differentiator is connected to the first input of the division unit and the input of the second amplitude detector, the output of which is connected to the second input of the division unit , the output of which is connected to the first input of the analog multiplier, the second input of which is connected to the output of the first amplitude detector, and the output of the analog multiplier is connected to the output of the device. The technical result of the claimed utility model is to improve the accuracy of the device. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к электроизмерительной технике, и может быть использована в различных радиотехнических устройствах, использующих квадратурное расщепление синусоидального сигнала, а также в счетчиках реактивной электрической энергии.The utility model relates to electrical measuring equipment and can be used in various radio engineering devices using quadrature splitting of a sinusoidal signal, as well as in reactive electrical energy meters.
Известно устройство для сдвига фаз на 90° [Авторское свидетельство СССР №1511705 МПК G01R 25/04, G01R 25/00, опубл. 30.09.1989 г.], содержащее фазосдвигающий элемент, фазовый детектор, интегратор, управляемый делитель напряжения и сумматор, причем вход интегратора соединен с выходом фазового детектора, один из входов которого соединен с входом фазосдвигающего элемента, являющегося входом устройства, выход сумматора является выходом устройства и соединен со вторым входом фазового детектора, а входы сумматора - соответственно с выходами фазосдвигающего элемента и управляемого делителя напряжения, а управляющий вход - с выходом интегратора.Known device for phase shift by 90 ° [USSR author's certificate No. 1511705 IPC G01R 25/04, G01R 25/00, publ. 09/30/1989], containing a phase-shifting element, a phase detector, an integrator, a controlled voltage divider and an adder, and the input of the integrator is connected to the output of the phase detector, one of the inputs of which is connected to the input of the phase-shifting element, which is the input of the device, the output of the adder is the output of the device and is connected to the second input of the phase detector, and the inputs of the adder - respectively with the outputs of the phase-shifting element and the controlled voltage divider, and the control input - with the output of the integrator.
Недостатком данного устройства является невысокая его точность, обусловленная тем, что оно не обеспечивает равенства амплитуд входного и выходного напряжений в широком диапазоне частот.The disadvantage of this device is its low accuracy, due to the fact that it does not provide equality of the amplitudes of the input and output voltages in a wide frequency range.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является устройство сдвига фазы на 90° [Патент на ПМ №168431 РФ, МПК G01R 25/04, опубл. 02.02.2017 г.], содержащее дифференциатор, сумматор, управляемый делитель напряжения, первый и второй амплитудные детекторы и ПИ-регулятор, а сумматор выполнен дифференциальным, причем вход устройства соединен с входом первого амплитудного детектора и входом дифференциатора, выход которого соединен с входом управляемого делителя напряжения, выход которого соединен с входом второго амплитудного детектора и является выходом устройства, а выходы первого и второго амплитудных детекторов подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам сумматора, выход которого через ПИ-регулятор соединен с управляющим входом управляемого делителя напряжения.The closest analogue to the proposed utility model is a phase shift device by 90 ° [Patent for PM No. 168431 RF, IPC G01R 25/04, publ. 02.02.2017], containing a differentiator, an adder, a controlled voltage divider, the first and second amplitude detectors and a PI controller, and the adder is made differential, and the input of the device is connected to the input of the first amplitude detector and the input of the differentiator, the output of which is connected to the input of the controlled voltage divider, the output of which is connected to the input of the second amplitude detector and is the output of the device, and the outputs of the first and second amplitude detectors are connected, respectively, to the non-inverting and inverting inputs of the adder, the output of which is connected through the PI regulator to the control input of the controlled voltage divider.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа. Устройство в установившемся режиме обеспечивает равенства амплитуд входного и выходного напряжений в широком диапазоне частот. Однако наличие в устройстве ПИ-регулятора приводит к снижению его быстродействия в переходных режимах, а значит и потере точности. Это объясняется наличием определенного времени переходного процесса при обработке ПИ-регулятором сигнала ошибки в переходных режимах, обусловленном наличием в регуляторе интегральной составляющей коэффициента передачи.This technical solution was chosen as a prototype. In a steady state, the device ensures equality of the amplitudes of the input and output voltages in a wide frequency range. However, the presence of a PI controller in the device leads to a decrease in its response rate in transient modes, and hence to a loss of accuracy. This is due to the presence of a certain time of the transient process when the PI regulator processes the error signal in transient modes, due to the presence of the integral component of the transmission coefficient in the regulator.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности устройства.The technical result of the claimed utility model is to improve the accuracy of the device.
Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство сдвига фазы на 90°, содержащее дифференциатор, первый и второй амплитудные детекторы, причем вход устройства соединен с входами дифференциатора и первого амплитудного детектора, дополнительно введены блок деления и аналоговый перемножитель, выход дифференциатора соединен с первым входом блока деления и входом второго амплитудного детектора, выход которого соединен со вторым входом блока деления, выход которого соединен с первым входом аналогового перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, а выход аналогового перемножителя соединен с выходом устройства.The specified technical result is achieved by the fact that a division unit and an analog multiplier are additionally introduced into the known 90 ° phase shift device containing a differentiator, first and second amplitude detectors, and the input of the device is connected to the inputs of the differentiator and the first amplitude detector; the input of the division unit and the input of the second amplitude detector, the output of which is connected to the second input of the division unit, the output of which is connected to the first input of the analog multiplier, the second input of which is connected to the output of the first amplitude detector, and the output of the analog multiplier is connected to the output of the device.
Существенными отличиями предлагаемого устройства являются введение блока деления и аналогового перемножителя и организация новых связей между элементами устройства. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - повышение точности устройства.Significant differences of the proposed device are the introduction of a division unit and an analog multiplier and the organization of new connections between the elements of the device. The combination of elements and connections between them provide a positive effect - increasing the accuracy of the device.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. The essence of the utility model is illustrated by drawings.
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений Uвх, U1, U2 и Uвых.FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 - timing diagrams of voltages U in , U 1 , U 2 and U out .
Преобразователь (фиг. 1) содержит дифференциатор 1, блок деления 2, аналоговый перемножитель 3 и два пиковых детектора 4 и 5.The converter (Fig. 1) contains a
Преобразователь работает следующим образом. Входное синусоидальное напряжение переменного тока uвх=Um вхsinωt подается на входы дифференциатора 1 и амплитудного детектора 5.The converter works as follows. The input sinusoidal AC voltage u in = U m in sinωt is fed to the inputs of the
На выходе дифференциатора 1 формируется напряжение u2, сдвинутое по фазе относительно uвх на угол 90° в сторону опережения, амплитуда которого пропорциональна частоте ю входного сигнала uвх (фиг. 2):At the output of the
где Um вх - амплитуда входного напряжения;where U m in - the amplitude of the input voltage;
U1m - амплитуда выходного напряжения дифференциатора;U 1m - the amplitude of the output voltage of the differentiator;
ω - круговая частота входного напряжения;ω is the circular frequency of the input voltage;
R - сопротивление резистора дифференциатора;R is the resistance of the differentiator resistor;
С - емкость конденсатора дифференциатора.C is the capacitance of the differentiator capacitor.
После деления выходного напряжения дифференциатора на его амплитуду U1m, формируемую амплитудным детектором 4, в блоке деления 2, на его выходе формируется напряжение u2=cosωt с единичной амплитудой, которое поступает на первый вход аналогового перемножителя 3.After dividing the output voltage of the differentiator by its amplitude U 1m , formed by the
В аналоговом перемножителе 3 производится перемножение напряжения u2 с амплитудным значением входного напряжения Um вх, поступающим с амплитудного детектора 5, в результате на его выходе и на выходе устройства формируется напряжение uвых=Um вхcosωt, тем самым происходит восстановление амплитуды входного напряжения Um вх. В результате на выходе устройства формируется напряжение uвых, сдвинутое по фазе относительно uвх на угол 90°.In the
Таким образом, в предлагаемой полезной модели исключение ПИ-регулятора приводит к повышению быстродействия устройства в переходных режимах, тем самым достигается технический результат - повышение точности устройства.Thus, in the proposed utility model, the elimination of the PI controller leads to an increase in the speed of the device in transient modes, thereby achieving the technical result - an increase in the accuracy of the device.
При практической реализации предлагаемого устройства дифференциатор 1 можно выполнить по известной схеме на операционном усилителе (ОУ) с времязадающей RC-цепью. Аналоговый перемножитель 3 можно выполнить на микросхеме КР525ПС3. Блок деления 2 можно выполнить на ОУ, включив перемножитель на микросхеме К525ПС3 в цепь его отрицательной обратной связи. Амплитудные детекторы 4 и 5 можно выполнить по одной из известных схем (А.Дж. Пейтон, В. Волш. Аналоговая электроника на операционных усилителях. - М.: БИНОМ, 1994, стр. 292, рис. 11.17; стр. 304, рис. 11.29).In the practical implementation of the proposed device, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109335U RU205068U1 (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021109335U RU205068U1 (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU205068U1 true RU205068U1 (en) | 2021-06-25 |
Family
ID=76505036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021109335U RU205068U1 (en) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU205068U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215482U1 (en) * | 2022-10-10 | 2022-12-14 | Евгений Борисович Колесников | FREQUENCY TRIPLE |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141673C1 (en) * | 1997-11-21 | 1999-11-20 | АОЗТ научно-производственная фирма "Прорыв" | Phase shifting device |
CN101315397A (en) * | 2008-06-25 | 2008-12-03 | 中国海洋石油总公司 | Amplitude phase measuring method |
CN105092969A (en) * | 2015-07-23 | 2015-11-25 | 中国人民解放军后勤工程学院 | Phase frequency coupling method for phase difference estimation |
RU168431U1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-02-02 | Евгений Борисович Колесников | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE |
-
2021
- 2021-04-05 RU RU2021109335U patent/RU205068U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141673C1 (en) * | 1997-11-21 | 1999-11-20 | АОЗТ научно-производственная фирма "Прорыв" | Phase shifting device |
CN101315397A (en) * | 2008-06-25 | 2008-12-03 | 中国海洋石油总公司 | Amplitude phase measuring method |
CN105092969A (en) * | 2015-07-23 | 2015-11-25 | 中国人民解放军后勤工程学院 | Phase frequency coupling method for phase difference estimation |
RU168431U1 (en) * | 2016-10-10 | 2017-02-02 | Евгений Борисович Колесников | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215482U1 (en) * | 2022-10-10 | 2022-12-14 | Евгений Борисович Колесников | FREQUENCY TRIPLE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU168700U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE | |
RU205068U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE | |
RU206074U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE | |
RU168431U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE | |
RU196044U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE | |
RU166785U1 (en) | AC VOLTAGE TRANSMITTER | |
RU167707U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
Piao et al. | Conditioning circuit for capacitive position sensor with nano-scale precision based on AC excitation principle | |
RU168550U1 (en) | 90 DEGREES PHASE SHIFT DEVICE | |
RU206669U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING ACTUAL VALUE OF AC VOLTAGE | |
RU212274U1 (en) | PHASE-SENSITIVE AC TO DC VOLTAGE CONVERTER | |
RU205166U1 (en) | AC / DC MEASURING CONVERTER | |
RU2644612C1 (en) | Measuring transducer of variable voltage into constant one | |
RU214462U1 (en) | POWER FACTOR METER | |
RU215007U1 (en) | ACTIVE POWER TO DC VOLTAGE CONVERTER | |
RU211821U1 (en) | AC/DC VOLTAGE MEASURING CONVERTER | |
RU215529U1 (en) | FREQUENCY TRIPLE | |
RU187664U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU226073U1 (en) | MEASURING CONVERTER OF AC TO DC VOLTAGE | |
RU213443U1 (en) | POWER FACTOR METER | |
RU206322U1 (en) | HARMONIC SIGNAL FREQUENCY DIVIDER | |
RU206073U1 (en) | CONTROLLED PHASE RETURNER | |
RU215482U1 (en) | FREQUENCY TRIPLE | |
RU208079U1 (en) | CONTROLLED PHASE REFRACTOR | |
RU168701U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER |