SU687402A1 - Амплитудно-дифференциальный нуль-орган - Google Patents

Description

(54) АМПЛИТУДНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЯ НУЛЬ-ОРГАН

Изобретение относитс .к электроизмерительной технике и может быть использовано в мостах и компенсаторах переменного тока.

Известен амплитудно-дифференциальный нуль-орган, содержащий два согласующих устройства, выходы которых подключены к первому и второму входам сумматора, и три усилител ограничител  , выходы которых соединены с входами элемента И 1.

Однако этот нуль-орган имеет трехканальную структуру, обусловленную необходимостью иск.шочени  неоднозначности информации. Кроме того, в нем из двух сравниваемых дополнительных сигналов только один измен ет свою величину при изменении соотнс ыени  амплитуд сравниваемых гармонических сигналов, что снижает чувствительность i

Известны амплитудно-дифференциальные нуль-органы, содержащие два согласующих устройства, компаратор, два усилител -огпаничител , элемент ЗАПРЕТ, интегратор и элемент И 12.

Недостатком этого нуль-органа  вл етс  уменьшение чувствительности и соответственно точности сравнени 

гармонических сигналов по амплитуде при изменении фазового сдвига мзжду сравниваемыми сигналами, которое особенно про вл етс  при фазовых сдвигах от +Я/2 до + 3 .1Г/2 (от - Й/2 до - 3 It/2).

Цель изобретени  - повыш(гние точности сравнени  гармонических сигналов по амплитуде и исключение неоднозначности информации.

Дн  этого в предлагаемое устройство , содержащее два согласующих устройства, выход одного из которых подключен к одному из входов ком5 паратора и через усилитель-ограничитель - к пр мому входу элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с одним из входов интегратора, инверсный вход элемента ЗАПРЕТ подключен;

Claims (2)

1. 0 к одному из входов элемента И и к выходу компаратора, второй вход которого соединен через усилительограничитель со вторым входом эле5 мента И, выход KOTopoio подсоединен ко второму входу интегратора, введены блок управлени  и управл екый инвертор, причем выход второго согласующего устройства соединен с одним из входов блока управлени  и информационным входом управл емого инвертора, подключенного выходом к входу второго усилител -ограничител  и второму входу компаратора, управл ющий вход управл емого инвертора подсоединен к одному из выходов бло ка управлени , второй выход которог подключен к управл ющему входу интег ратора, второй вход управл емого инвертора соединен с выходсм первого усилител -ограничител . При этом блок управлени  может содержать формирователь импульсов, четыре элемента И, КЗ-триггер, два элемента ЗАПРЕТ, два элемента ИЛИ И два .Т-триггера, причем один иэ входов блока управлени  соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам PSтриггера , инверсным входом первого и второго элементов ЗАПРЕТ и входам первого элемента ИЛИ/ выходы элементов ЗАПРЕТ подключены через вто рой элемент ИЛИ к одному иэ входов четвертого элемента И, выход которого соединен со счетньм входсм одн из Т-триггеров, пр мой выход котор го соединен са счетным входом второ го Т-триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен через третий элемент И k третьему входу второго элемента ИЛИ, инверсный выход первого Т-триггера подключен ко втором входу третьего элемента И, а инверс ный выход второго Т-триггера соединен со вторым входом четвертого эле мента И, выход Я5-триггера и пр  мой выход второго Т-триггера подключены к первому и второму выходам блока управлени  соответственно. Да фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого нуль-ор на, на фиг. 2 - функциональна  схе ма блока управлени ; на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы, по сн ющие работу нуль-органа (соответствуют случаю. совпсщени  момента начала измерени  с отрицательной полуволно сигнала V, ); на фиг. 4 - временные 1Шаграммы, по сн ющие работу устрой ства, момент начала измерени  совпа дает с положительной полуволной сигнала V ) , на фиг. 5 - графики за висимости точности сравнени  гармонических сигналов по амплитуде от Фазового сдвига между ними. Нуль-орган содержит согласующие устройства 1 и 2, компаратор 3, пе вый усилитель-ограничитель 4, элемент ЗАПРЕТ 5, интегратор б, элеме И 7, второй усилитель - ограничител 8, блок управлени  9 и управл емы инвертор 10 . Блок управлени  содержит формирователь импульсов 11, элементы И 12-15, RS-триггер 16, элементы ЗАПРЕТ 17 и 18, элементы ИЛИ 19 и 20, два Т-триггера 21 и 22. Гармонический сигнал V через согласующее устроство 1 (см.фиг.За и фиг.4 а) поступает параллельно на, один из входов компаратора 3 и на вход усилител -ограничител  4, сигнал с выхода которого (см. фиг.3 в и фиг. 4 в) одновременно подаетс  на пр мой вход элемента ЗАПРЕТ 5 и , на первый вход блока управлени  9, т.е. на первые входы элементов И 12 и 13. Гармонический сигнал .V через согласующее устройство 2 (см.фиг.За и фиг. 4 а) одновременно поступает на информационный вход управл емого инвертора 10 и на второй вход блока управлени  9, т.е. на вход формировател  импульсов 11, который вырабатывает короткий импульс на первом выходе (см. фиг. 3 с и фиг.4 с) в момент достижени  входным сигналом максимального значени , а на втором выходе (см.фиг. 3 d и фиг.4d)в момент достижени  минимального значени . Сигналы с выходов формировател  импульсов 11 одновременно поступают на вторые входы элементов И 12 и 13, а также на пр мые входы элементов ЗАПРЕТ 17 и 18. Сигналы с выходов элементов И 12 и 13 (см. фиг. 3 е и f и фиг.4 е и f ) одновременно подаютс  на первый и второй входы RS-триггера 16, входы элемента ИЛИ 19 и инверсные входы элементов ЗАПРЕТ 17 и 18. Сигналы с выходов последних (см.фиг.З о и р и фиг. 4 о и р) поступают на входы элемента ИЛИ 20. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 13 (см. фиг. 3т и фиг. 4 т) подаетс  на один из входов элемента И 14, на второй вход которого поступает сигнал с инверсного выхода Т-триггера 21 (см. фиг.ЗЬ и .фиг.4 t ), т.е. импульсы с выхода элемента И 14 (см. фиг. 3 п и фиг. 4 п) поступают на один из входов элемента ИЛИ 20 только в тс случае, когда Т-триггер 21 находитс  в нулевом состо нии. Когда ближайшее от начал измерени  амплитудное значение сигнала V  вл етс  отрицательным (см. фиг. За), первый импульс с выхода элемента ИЛИ 19 (см. фиг. За) через элемент И 14 не передаетс  (см. фиг. Зп). А если ближайшее, от начала измерени  амплитудное значение сигнала Vj  вл етс  положительным (см. фиг. 4 а), то первый импульс с выхода элемента ИЛИ 19 (см. фиг. 4 т), проходит через элемент И 14 (см. фиг. 4 п) на один из входов элемента ИЛИ 20, что позвол ет сократить врем  ожидани  начала сравнени  гармонических сиг1налов V и. Vg по амплитуде. С выхода элемента ИЛИ 20 сигнал (см. фиг. 3 q и фиг, 4 q) подаетс на один из входов элемента И 14, на второй вход которого поступает сигНсШ с инверсного выхода Т-триггера 21 {см, фиг. 3 V и фиг,. 4 V) , Поэтому с выхода элемента И 14 на вхо счетчика, состо щего из т-триггеро 21 и 22, за врем  измерени  могут поступить только два имгтульса (см. фиг. Зги фиг.4 г ) . Счетчик к началу и-змэрени  должен бьать сброше т.е. с пр лшх выходов Т-тркггероз и снимаетс  сигнал в зкого уровн  (см фиг. 3 SHU, фиг. 4 S и U ). С приходом первого импульса с выхода элемента И 14 (см. фиг, 3 г и фиг. 4г ) i: триггер 21 перебрасываетс  в единичное состо ние, и сигнал с его г. выхода (см. фиг.3s и фиг. 4 S ) поступает на вход Т-триггера 22. С приходом вто™ рого импульса с выхода элемента И 1 ( см. фиг. Зг и фиг. 4 г ) Т-триг .геР 21 перебрасываетс  в нулевое со то ние (см. фиг. 3 9 и фиг. 4s) а Т-триггер 22 - в едини шое (см, фиг, 3 и и фиг. 4 у ), и сиг нал с его пр мого выхода поступает н- управл юпе й вход интегратора 6. В случае фазового сдвига между cpaBHHaciHi-si.rK гармон55ческими сигнал Уц и V, HaK::jH%s,erocs з пределах от - ,.1t/2 до + -ti/ см. 5)у:т, 3 а и фиг. 4 а) , бл хлайишй от качала отсчета импульс с выхода элемента И 1 ( см. фиг. 3 а, е и фиг. 4 а е) устанавливает RS-триггер 21 в еди ничное состо ние (см, фиг. 3 а, g и фиг. 4 а, g), а в случае фазового сдвига между Vj и Уд в пределах J2/2 до 3 1t/2 (см.фиг. 3 Б и фиг. 4 в) ближайший от начала отсчета импульс с выхода элемента И 13 (см. фиг. 3 Ь f и фиг. 4 Ь, f) устанавливает КЗтриггер 16 в нулевое состо ние (см. фиг. 3 Ь, g и фиг. 4 Ь, g) . Сигнал с пр мого выхода RS-триггер подаетс  на управл ющий вход управл емого инвертора 10, который инвертирует гармонический сигнал Vg (см. фиг. 3 h и фиг. 4 h), пода Баемый на его информационный вход, при наличии сигнала низкого уровн  с выхода RS-триггера и передает неинвертированный входной сигнал (см. фиг. 3 h , и фиг. 4 h), если RS-триггер 16 находитс  в единичном состо нии. Сигнал с выхода управл емого инвертора 10 инвертирован (см.фиг, 3 h и фиг. 4 h) , если КБ-тркгг-ер 16 находитс  в ел тничном состо нии. Сигнал с выхода управл емого инвертора 10 (см. фиг. 3 h и фнг.4Ь) одновременно подаетс  на второй вход компаратора 3 и на вход усилител ограничител  8, с выхода которого сигнал (см, (Ьиг, 3 1 и фиг. 4 i) поступает на один из входов элемента И 7, на второй вход которого подаетс  сигнал с выхода компаратора 3 (см, фиг. 3 j и фиг. 4 J). Кроме того, сигнап с выхода компаратора 3 одновременно поступает -и на инверсный вход ЗАПРЕТ 5, с выхода которого сигнал (см. фиг. 3 к и фиг. 4 к) подаетс  на один из информационных входов интегратора 6, на второй информационный вход которого поступает сигнал с выхода элемента И 7 (см. Фиг. 3 строка ,1 и фиг.435) , Уровень сигнала на выходе интегратора 6 (см,фиг. 3 W и фиг. 4 w) остаетс  неизменным при подаче на его управл ю цнй вход сигнала низкого уровн  (см. фиг. ЗУ и фиг. 4и ) и пропорционален разности длительностей сигналовJ подаваемых на его информационные входы (см. фиг.З к и % и фиг. 4 к и 1) при наличии сигнала высокого уровн  на его управл ющем входе (см, фиг. Зи и фиг. 4 о ).Этим достигаетс  устранение ложной информации, обусловленной изменением режима работы управл емого инвертора 10 (см. фиг, 3 h и фиг. 4 h). Пол рность сигнала на выходе .интегратора 6 (см, фиг. 3 м и фиг, 4 w) несет однозначную информацию о соотношении амплитуд сравниваемых гармонических сигналов V и V, причем точность сравнени , предлагаемого амплитудно-дифференциального нуль-органа (см. фиг, 5 Ь ) выше, чем у известных устройств (см. фиг,5а} при фазовых сдвигах между сравниваеi jMH гармоническими сигналами в диапазоне от до 3 :тгг/2. Применение; предлагаемого амплитудно-дифференциального нуль-органа дл  сравнени  гармонических сигналов по амплитуде обеспечит по сравнению с известными устройствами повышение точности сравнени  амплитуд гармонических сигналов при фазовых сдвигах между сравниваемыми сигналами от Jt/2 до 3 /2 и исключение неЬднозначности информации о соотношении амплитуд гармонических сигналов независимо от момента начала сравнени . Формула изобретени  1. Амплитудно-дифференциальный уль-орган, содержащий два согласуюих устройства выход одного из-} которых подключен к одному из вхоов компаратора и через усилительграничитель к пр мому входу элеента ЗАПРЕТ, выход которого соенен с одним из входов интегратора , инверсный вход элемента ЗАПРЕТ подключен к одному из входов элемента И и к выходу компаратора, второй вход которого соединен через ВТОРОЙ усилитель-ограничитель со вторым входом элемента; И, выход которого подсоединен ко второму входу ..интегратора, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности сравнени  гармонических сигналов по амплитуде и исключени  неоднозначности информации, в него введены блок управлени  и управл е 1ый инвертор, причем выход второго согласующего устройства соединен с одним из входов блока управлени  и информационным входом управл емого инвертора, подкдвочённого выходом к входу второго усилител -ограничител  и вторсму входу компаратора, управл ющий вход управл емого инвертора подсоединен к одному из выходов блока управлени , второй выход которог подключен к управл ющему входу интегратора , второй вход управл емого инвертора соединен с выходом первого усилител -ограничител ,
2. 2. Луль-орган по п.1, отличающийс  тем, что блок управлени  содержит формирователь импульсов , четыре элемента И, RS-триггер , два элемента ЗАПРЕТ, два элемента ИЛИ и два Т-триггера, причем один из входов блока управлени 

   соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам RS-триггера, инверсным входам первого VI второго элементов ЗАПРЕТ

   и входам первого элемента ИЛИ, выходы элементов ЗАПРЕТ подключены через второй элемент ИЛИ к одному из входов четвертого элемента И, выход которого соединен со счетным входом одного из Т-триггеров, пр мой выход которого соединен со счетным входом второго Т-триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен через третий элемент И к третьему входу

   5 второго элемента ИЛИ, инверсный вход первого Т-триггера подключен ко второму входу третьего элемента И, а инверсный выход второго Т-триггера соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход RS-триггера и пр мой выход второго Т-триггера подключены к первому и второму выходам блока управлени  соответственно .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР

   417730, кл. G 01 R 19/02, 03.05.72.

   2.Авторское свидетельство СССР № 586419, кл. G 01 R 19/02, (по за вке 2144206), приоритет от 13.06.75 (прототип).

   выход

   Фиг.г

   CU g SiO 0.0 I-Vl-t--S 3C

   -7

   s

   s

   ,jr

   т

   .J

   ЗЕ

   E

   rrr ГЕ;Г:Г

   i:

   CuiE«i .«sVUtO+7i

   :

   ж

   c

   T3 a b

   fl

   d