SU1164626A2 - Устройство дл сравнени фаз - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ФАЗ по авт. св. № 991329, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы, в него дополнит.ельно введены первый и второй элементы И, триггер, элемент ИЛИ и блок формировани  сигнала большей паузы, первый и второй входы которого объединены с входами первого дополнительного элемента И и подключены соответственно к входам А и В устройства, а выход через элемент ИЛИ соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, второй вход которого через дополнительный триггер подключен к шине Установка О, а выход соединен с установочными входами первого и второго счетных триггеров и входом управлени  дополнительного триггера, причем выход первого дополнительного элемента И соединен с вторым входом элемента ИЖ.

Description

О5 С

ю

О)

(риг,1

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что.блок формировани  сигнала большей паузы содержит элемент ИЛИ, триггер, первый и второй электронные ключи, блок сброса, интегратор, блок сравнени , нуль-орган и источник опорного напр жени , первый, второй и третий выходы которого подключены соответственнок первому и второму ключам и блоку сравнени , выходом соединенному с одной стороны, через блок сброса с интегратором, а с другой стороны, - с элементом ИЛИ,

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и автоматике и может быть использовано, например, в устройствах регулировани  фазы и фазометрах.

По основному авт.св. № 991329 устройство дл  сравнени  фаз, позвол ющее визуально контролировать нулевой сдвиг фаз и фиксировать изменение фазы в пределах 0+180° в сторону -опережени  или отставани  и содержащее первый и второй счетные триггеры, счетные входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами устройства , установочные входы объединен между собой, а выходы соединены с входами первого и второго формирователей , первые выходы которых подключены к первому элементу И, а вторые выходы соединены с входами синхронизации соответственно первого и второго синхронизируемых тр геров, установочные входы которьЕх объединены с выходом первого элемента И, а информационные входы советственно первого и второго синхрнизируемых триггеров подключены к выходам второго и первого счетных триггеров, кроме того, пр мые выхо ды синхронизируемых триггеров подключены соответственно через первы и третий инверторы к соответствующим индикаторньм устройствам, а инверсные выходы объединены через второй элемент И с вторым индикатором fl.

два равнозначных входа которого соединены соответственно с входами А и В устройства, а выход подключен к счетному входу триггера пр мой и инверсные выходы которого соединены соответственно с управл ющими входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно К первому и второму входам интегратора, выход которого объединен с вторым входом блока сравнени  и нуль-органом, выход которого  вл етс  выходом блока формировани  сигнала большей паузы.

Недостатком известного устройств  вл етс  неоднозначность индикации отставани  или опережени  фазы.При i этом дл  однозначного определени  соответствующего соотнощени  фаз необходимо, чтобы импульс установки в О был совмещен по : времени с большей паузой между входными сигналами . В противном случае.при совершенно одинаковом взаимном расположении входных сигналов в зависимости от момента поступлени  импульсного сигнала Установка О загораетс  или индикатор опережени  фазы- или индикатор отставани  фазы, что приводит в конечном итоге к индикации не действительного, а противоположного сдвига фаз.

Цель изобретени  - повьш1ение надежности работы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  сравнени  фаз дополнительно введены первый и второй элементы И, триггер, элемент ИЛИ и блок формировани  сигнала большой паузы, первый и второй входы которого объединены с входами первого дополнительного элемента И и подключены соответственно к входам А и В устройства, а выход через элемент ИЛИ соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, второй вход которого через дополнительный триггер подключен к шине Установка О, а выход соединен с установочными входами первого и второго счетных триггеров

и входом управлени  дополнительного триггера, причем выход первого дополнительного элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

Кроме того, блок формировани  сигнала большей паузы содержит элемент ИЛИ, триггер, первый и второй электронные ключи, блок сброса, ийтегратор , блок сравнени , нуль-орга и источник опорного напр жени , первый второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому и второму ключу и блоку сравнени , выходом соединенному, с одной стороны, через блок сброса с интегратором, а с другой стороны с элементом ШШ, два равнозначных входа которого соединены соответственно с входами,А и В устройства, а выход подключен к счетному входу триггера, пр мой и инверсные выходы которого соединены соответственно с управл кицими входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к перйому и второму входам интегратора, выход которого объединен с вторым входом блока сравнени  и нуль-органом, выход которого  вл етс  выходом блока формировани  сигнала большей паузы,

На фиг. 1 представлена электрическа  функциональна  схема устройства дл  сравнени  фаз на фиг. 2 электрическа  функциональна  схема блока формировани  сигнала большей пауЗы; на фиг. 2 - электрическа  схема интегратора.

Устройство дл  сравнени  фаз содержит первый 1 и второй 2 формиров тели коротких импульсов, первый . элемент И 3, первый 4 и второй 5 синхронизируемые триггеры, первый инвертор 6, второй элемент И 7, второй инвертор 8, первый 9, второй 10 и третий 11-индикаторы, первьй 12 и второй 13 счетные триггеры, первый 14 и второй 15 дополнительные элементы И, дополнительный триггер 16, элемент ИЛИ 17 и блок 18 формировани  сигнала большей паузы, первый вход которого объединен с входом А устройства и входом элемента И 14, а второй - с входом В устройства: и другим входом элемента И 14. Первые выходы формирователей 1 и 2 объединены через элемент И 3 с установочными входами триггеров 4 и 5. Пр мые выходы триг

геров 4 и 5 через соответствующие инверторы 6 и 8 подключены к индикаторам 9 и 11. Инверсные выходы триггеров 4 и 5 объединены через элемент И 7 с индикатором 10. Выходы блока 18 и элемента И 14 подключены через элемент ИЛИ 17 к одному входу элемента И 15, другой вход которого через триггер 16 соединен с шиной Установка О, а выход подключен к установочным входам триггеров 12, 13 и 16.

Блок 18 (фиг. 2) формировани  сигнала большей паузы содержит элемент ИЛИ 19, триггер 20, электронные ключи 21 и 22, блок 23 сброса, интегратор 24, блок 25 сравнени , нуль-орган 26 и источник 27 опорного напр жени . Выходы источника 27 подключены к электронным клчам 21 и 22 к блоку 25 сравнени , выход которого соединен с блоком 23 сброса и элементом ИЛИ 19. Входы элемента ШШ 19  вл ютс  входами блока 18, выход элемента ИЛИ 19 подключен к счетному входу триггера 20, разноименные выходы которого соединены соответственно с входами управлени  ключей 21 и 22. Выход ключа 21 соединен с вторым входом интегратора, третий вход которого подключен к выходу ключа 22. Выход, интегратора 24 соединен с вторым входом блока 25 сравнени  и входом нуль-органа, выход которого  вл етс  выходом блока 18.

Интегратор 24 (фиг. 3) х:одержит конденсатор 28 и резисторы 29 и 30. Цифрами 31-33 обозначены соответственно первый, второй и треуий входы интегратора, цифровой 34 выход интегратора..

Один из возможных вариантов устройства , реализую1ф1й такой алгоритм работы, приведен на фиг. 2.

Источник опорного напр жени  на первом и втором выходах вырабатывае разнопол рные напр жени  Щ %ых2 Величина опорного напр жени  на третьем выходе выбираетс  такой, что при выбранной посто нной цепи зар да интегратор до этого уровн  зар дитс  за врем  t, причем 2Т (где Т - период входных сигналов на выходах А и В.

Электронный ключ 22 обеспечивает возрастание, а ключ 21 - падение напр жени  на интеграторе 24. Блок 23 сброса представл ет собой электронный ключ, аналогичный ключам, 21 и 22, например транзисторный, и предназначен Дл  быстрого уменьшени  нул  напр жени  на интеграторе, Нуль-орган 26 обеспечивает срабатывание и формирование выходного импульса по нулевому уровню сигнала на выходе интегратора 24. Блок 25 сравнени  срабатывает при достижении напр жением на интеграторе 24 значени  Ц, п. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим случай, когда сигнал последовательности А несколько опережает сигнал последовательности В. В исходном положении триггеры 4 и/5 и счетные триггеры 12 и 13 установлены в состо ни , при которых на их пр мых выходах присутствует низкий уровень напр жени , а на инверсных - высокий. Входные сигналы А и В поступают соответственно на входы счетных триггеров 12 и 13. Исходное состо ние счетных тригг.еров 12 и 13 обеспечиваетс  сигналом , поступающим с элемента И 15 на их установочные входы, t Входные сигналы А и В поступают соответственно на входы счетных триггеров 12 и 13. По переднему фронту импульса с вькода триггера 12 на выходе формировател  1 формируетс  импульс, который поступает на вход синхронизации триггера 4, Однако триггер 4 не перебрасываетс  так как на его информационном входе и пр мом выходе - низкие уровни нап жени . По переднему фронту импульса с выхода триггера 13 на вькоде формировател  2 формируетс  импульс, к торый поступает на вход синхронизации триггера 5.- Так как на информационном входе триггера 5 в это врем  присутствует высокий уровень напр жени , а на пр мом выходе низкий , .он перебрасываетс  и на его пр мом выходе устанавливаетс  высокий уровень напр жени . В результате открываетс  инвертор 8 и засвечиваетс  индикатор 11. Если сигнал в опережает сигнал А, работа устройства аналогична выше описанной , с той лишь разницей, что ерабатывает триггер 4, открываетс  ийвертор 6 и засвечиваетс  индикатор 9. В случае совпадени  фаз сигналов срабатывает элемент И 3 и на его выходе по вл етс  сигнал, устанавливающий триггеры 4 и 5 в состо ни , при которых на их пр мых выходах присутствуют низкие уровни напр жени . В результате срабатывает элемент И 7, что приводит к засвечиванию индикатора 10. Однако надежность индикации одного и того же сдвига фаз зависит от момента времени, в который на установочные входы счетного триггера 12 и 13 поступил сигнал Установка О. Функцию обеспечени  подачи сигна- ла установки во врем  строго определенной паузы выполн ют элементы 14 - 18, которые работают следующим образом. Сигнал установки нул  с входа Установка О поступает на первый (единичный, например) вход триггера 16, который запоминает факт подачи этого сигнала.. На выходе триггера 16 при этом состо нии имеетс  высокий разрешающий потенциал, поступающий на элемент И 15. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 17, совпадающий по времени с большей паузой, поступает на второй вход элемента И 15, проходит через него на выход, поступает на установочные входы триггеров 12 и 13, а также на второй (нулевой) вход триггера 16. При этом триггер 16 перебрасываетс , высокий потенциал на его выходе смен етс  низким и триггер 16 не измен ет .своего состо ни  до поступлени  следующего сигнала установки нул . Сигнал на выходе элемента ИЛИ 17 обусловливаетс  наличием сигналов или на выходе элемента И 14, или на выходе блока 18.Элемент И 14 предназначен дл  выработки сигнала большей паузы в том случае, когда входные сигналы А и В хот  бы частично совпадают во времени так как факт их совпадени  свидетельствует о том, что после окончани  последнего из . этих двух импульсов .следует единственна  в периоде пауза.Блок 18 предназначен дл  формировани  сигнала в интервале большей из пауз при несовпадении во вре мени входных импульсов на входах А и В и работает следующим образом. На первые входы элемента ИЛИ 1,9 поступают сигналы с входов А и В

7

Поступление этих сигналов может начинатьс  или до сигнала Установка О на входе триггера 16, или после этого сигнала. Проход щие неочередно через элемент ИЛИ 19 сигналы мен ют состо ние триггера 20, в результате чего на его выходах поочередно по вл ютс  высокие потенциалы . Высокий потенциал, поступающий на электронный ключ 21, открывает его на врем  соответствующей паузы, при этом напр жение с источника 27 опорного напр жени  поступает интегратор 24, в результате чего вькодное напр жение интегратора увеличиваетс . Высокое напр жение, поступающее на вход электронного ключа 22 в течение паузы, обеспечивает поступление на интегратор 24 напр жени  противоположного знака свторого выхода источника 27.

Таким образом, напр жение на выходе интегратора то возрастает, то убьшает. Возможны два варианта работы этого блока.

1 вариант. Длительность управл ющего сигнала на входе электронного ключа 21 больше, чем длительность управл ющего сигнала на входе элек тронного ключа 22.

-В течение большей паузы напр жение на выходе интегратора 24 возрастает настолько, что в интервале меньшей паузы оно не опускаетс  до нул . Значит, с приходом следующей большей паузы оно возрастает еще больше. Такое возрастание происходит до тех пор,-пока уровень выходного напр жени  интегратора 24 не достигает значени  уровн  напр жени  на третьем выходе источника 27. При сравнении этих уровней срабатывает блок 25 сравнени , сигнал с его выхода через блок 23 сброса быстро уменьшает напр жение на выходе интегратора 24 до нул . Этот же сигнал поступает на элемент ИЛИ 19 и переводит триггер 20 в противоцоложное состо ние. В результате этого длительность сигнала на управл юшем входе электронного ключа 21 становитс короче длительности сигнала на управл ющем входе ключа 22, в результате чего длительность процесса возрастани  напр жени  на выходе интегра- тора 24 становитс  меньше длительности процесса уменьшени  напр же646268

ни  на выходе интегратора. Следовательно , в течение большей паузы уменьшающеес  напр жение на.выходе интегратора 24 достигает нулевого 5 значени  быстрее конца паузы, что фиксируетс  нуль-органом 26, сигнал которого  вл етс  выходным сигналом блока 18.

II вариант. Длительность управл ющего напр жени  на входе электронного ключа 21 меньше длительности управл ющего напр жени  на входе ключа 22,

Как указывалось выше, в этом 15 случае в течение большей паузы напр жение на выходе интегратора дости- гает нулевого значени  и работа блока 18 практически аналогична работе его в первом варианте после 20 по влени  сигнала на выходе блока 25 сравнени . Интегратор 24 может быть выполнен по различным схемам. Один из возможных вариантов его реализации, представлен на фиг, 3. 5 Интегрирующим элементом  вл етс  конденсатор 28, Переменные резисторы 29 и 30 служат дл  уравнивани  скорости изменени  напр жени  на емкости при его возрастании и

0 уменьшении, ;

Введение в основное устройство блока формировани  сигнала большей паузы и остальных элементов позвол ет независимо от момента подачи

, сигнала Установка О произвести, выработку разрешающего импульса на установку нул  счетных триггеров только в те моменты времени, которые соответствуют большой паузе между

0 -входными сигналами.

Введение т ервого дополнительного элемента И обеспечивает формирование управл ющего импульса на установку нул  в том случае, когда

j импульсы входных последовательностей перекрывают друг друга, Дополнительный триггер и второй элемент И запоминают факт подачи сигнала на установку нул  и обеспечивают

g независимость этой установки от длительности сигнала.

Таким образом, исключаетс  неоднозначна  индикаци  строго опреде5 ленного соотношени  фаз входных сигналов в зависимости от времени подачи сигнала установки устройства .в-исходное состо ние. При этом

9 1164626JO

повышаетс  надежность работы устрой- создаетс  возможность автоматизации ства, возрастает достоверность срав- сравнени  фаз и приведени  устройстнени  фаз двух сигналов. Кроме того. ва в исходное состо ние.

риг.2

J4f

/

I X J/

2fy

J

fpu9.3

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ФАЗ по авт. св. № 991329, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него дополнительно введены первый и второй элементы И, триггер, элемент ИЛИ и блок формирования сигнала большей паузы, первый и второй входы которого объединены с входами первого дополнительного элемента И и подключены соответственно к входам А и В устройства, а выход через элемент ИЛИ соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, второй вход которого через дополнительный триггер подключен к шине Установка 0, а выход соединен с установочными входами первого и второго счетных триггеров и входом управления дополнительного триггера, причем выход первого дополнительного элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

2. Устройство по π, 1, о т л и чающееся тем, что.блок формирования сигнала большей паузы содержит элемент ИЛИ, триггер, первый и второй электронные ключи, блок сброса, интегратор, блок сравнения,· нуль-орган и источник опорного напряжения, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно' к первому и второму ключам и блоку сравнения, выходом соединенному с одной стороны, через блок сброса с интегратором, а с другой стороны, - с элементом ИЛИ,

1164626 \ два равнозначных входа которого сое динены соответственно с входами А и В устройства, а выход подключен к счетному входу триггера прямой и инверсные выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответст венно к первому и второму входам интегратора, выход которого объединен с вторым входом блока сравнения и нуль-органом, выход которого является выходом блока формирования сигнала большей паузы.