SU765747A1 - Phase angle-to-dc voltage converter - Google Patents

Phase angle-to-dc voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU765747A1
SU765747A1 SU782652739A SU2652739A SU765747A1 SU 765747 A1 SU765747 A1 SU 765747A1 SU 782652739 A SU782652739 A SU 782652739A SU 2652739 A SU2652739 A SU 2652739A SU 765747 A1 SU765747 A1 SU 765747A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
integrator
inputs
voltage
Prior art date
Application number
SU782652739A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович Зотиков
Алексей Васильевич Кулешов
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4444
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4444 filed Critical Предприятие П/Я Г-4444
Priority to SU782652739A priority Critical patent/SU765747A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU765747A1 publication Critical patent/SU765747A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к электрическим измерительным преобразовател м, в частности, к преобразовател м фазового утла двух электрических сигналов в напр жение.The invention relates to electrical measuring converters, in particular, to phase converters of two electrical signals to a voltage.

Изобретение предназначено дл  автоматизнрованных систем измерени , управлени  и контрол . Кроме того, оно может найти применение при исследовании систем автоматического регулировани  частотными методами.The invention is intended for automated measurement, control and monitoring systems. In addition, it can be used in the study of systems of automatic control of frequency methods.

Известно,устройство, состо щее из канала формировани  линейно-измен ющегос  напр жени , который содержит два источника эталонного напр жени  разной пол рности, соединенных через ключ с входом интегратора, в цепь обратной св зи которого включен компенсатор по-, сто нной составл ющей 1. Выход первого датчика через усилитель соединен с входом триггера, выход которого подключен к управл ющему входу ключа.It is known that a device consisting of a linear-varying voltage shaping channel, which contains two sources of the reference voltage of different polarity, connected via a switch to the integrator input, in the feedback circuit of which a constant compensator 1 is connected. The output of the first sensor through the amplifier is connected to the trigger input, the output of which is connected to the control input of the key.

Выход интегратора соединен с входом аналогового запоминающего устройства, а выход второго датчика через усилител1 соединен с управл ющим входом аналогового затюмштающего устройства, выход которлго  вл етс  выходомThe integrator output is connected to the input of the analog storage device, and the output of the second sensor is connected through amplifier1 to the control input of the analog backwash device, the output of which is output

устройства. Невысока  точность преобразовани  фазового угла в посто нное напр жение, котора  уменьшаетс  с уменьшением частоты обусловлена разр дом конденсатора аналогового запоминающего устройства.devices. The low accuracy of converting the phase angle to a constant voltage, which decreases with decreasing frequency, is due to the discharge of the capacitor of the analog storage device.

Известно также устройство, содержащее входные формирователи импульсов, два усилител интегратора с разр дными ключами в цепи обратной св зи, входы которых подключены к источникам напр жени  разной пол рности, при10 чем выход первого из усилителей-1штеграторов подключен непосредственно, а второго через ключ к входу схемы фиксатщи аналогового сигнала {2. Выход первого формировател  , импульсов подключен к управл ющим входам It is also known a device containing input pulse drivers, two integrator amplifiers with bit switches in a feedback circuit, the inputs of which are connected to voltage sources of different polarity, 10 than the output of the first of 1 integrators 1 of the integrators is connected directly, and the second through a key to the input Analog Signal Lock Circuits {2. The output of the first driver, pulses connected to the control inputs

IS ключей, сто щим в цепи обратной св зи первого усилител -интегратора и на входе схемы фиксации аналогового сигнала. Выход второго формировател  импульсов подключен к управл ющим входам ключей, сто щим в цепи обго ратной св зи и на выходе второго уси;штел интегратора .IS keys, which are located in the feedback circuit of the first amplifier-integrator and at the input of the analog signal fixation circuit. The output of the second pulse shaper is connected to the control inputs of the keys, which are located in the communication circuit and at the output of the second device;

Невысока  точность измерени  (преобразовани )этого устройства обусловлена наличием схемы фиксации аналогового сигнала, в св зи с тем, что выходное напр жете схемы фиксации аналогового сигнала, пропорциональное фазовому углу, снимаетс  с конденсатора. Напр жение на конденсаторе в течение периода не остаетс  посто нным, i. так происходит разр д конденсатора через параллельно подключенное сопротивление, величина которого не  вл етс  бесконечной. Конденсатор разр жаетс  в течение периода тем больше, чем ниже частота исследуемого сигнала. ITojTOMy погрешность измерени  увеличиваетс  особенно на инфрани:}ких частотах. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани  фазового угла в напр же iffle. Достигаетс  это тем, что в преобразователь фазового угла в посто нное напр жение, содержащий первый и второй формирователи импуль сов, три усилител -интегратора, источник эталон ного напр жени , четыре ключа, два из которы включены в цепи обратной св зи двух усилителей-интеграторов , а третий подключен к входу третьего усилител -интегратора, введены дополнительно два аналоговых сумматора, инвертор, элемент совпадений, нуль-орган, триггер, два ключа, три дифференцируюшие цепочки, два ци ода, притом входы всех трех усилителей-интеграторов соединены с источником эталонного на пр жени  через третий, четвертый и п тый клю чи, выходы первого и второго усилителей-интег раторов подключены к входам первого аналого вого сумматора, подсоединенного по выходу к входу инвертора, выход которого и выход первого аналогового сумматора подключены через диоды к входу нуль-органа и к одному из вхо дов второго аналогового сумматора, другой вход которого соединен с выходом третьего усилител -интегратора с шестым ключом в обратной св зи, выход нуль-органа подключен к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу первого формировател  импульсов через дифференцируюшую цепочку , а выход - к управл ющему входу треть его ключа, причем управл ющий вход шестого ключа подсоединен к выходу элемента совпадений , входы которого подключены к выходам формирователей импульсов к управл ющим входам четвертого и п того ключей и через дифференцирзтощие цепочки - к управл ющим входам первого и второго ключей. На чертеже .дана структурна  электрическа  схема предлагаемого преобразовател . В ее состав вход т формирователи импульсов 1 и 2, электронные ключи 3-8, усилителиинтеграторы 9, 10, 11, аналоговые сумматоры 12, 13, источник 14 эталонного напр жени , инвертор 15, нуль-орган 16, триггер 17, элемент совпадеьсий 18, дифференцирующие цепочки 19-21, диоды 22-23. Работает преобразователь следующим образом . На входы формирователей импульсов 1 и 2 . поступают периодически измен юшиес  напр жени  одной частоты, но сдвинутые по фазе, из которых формируютс  напр жени  пр моугольной формы одной пол рности. Эти импульсы поступают на управл ющие входы электронных ключей 3 и 4, которые попеременно подключают к входам интеграторов 9 и 10 эталонные напр жени  разной пол рности. Причем , с- приходом импульса на вход усилител интегратора 9 прикладываетс  напр жение отрицательной пол рности, а с приходом импульса на вход усилител -интегратора 10 должно поступать напр жение положительной пол рности . Когда импульсы на выходе формирователей 1 и 2 отсутствуют, напр жени , прикладываемые к входам усилителей-интеграторов 9 и 10, измен ютс  на противоположную пол рность. В результате интегрировани  полученных пр моугольных импульсов на выходе усилител -интегратора 9 образуетс  напр жение треугольной формы положительной пол рности, а на выходе усилител -интегратора 10 -отрицательной пол рнсх;ти . При подключении к входу усилител -интегратора 9 напр жени  отрицательной пол рности , происходит процесс интегрировани , в результате чего выходное напр жение усилител -интегратора положительного знака нарастает по линейному закону от нулевого уровн . При смене пол рности входного напр жени  измен етс  направление интегрировани  и выходное напр жение линейно уменьшаетс  до нулевого уровн . Если по каким-либо причинам выходное напр жение усилител -интегратора не дойдет до нулевого уровн , то в результате открывани  ключа 6 произойдет принудительна  фиксаци  нулевого уровн  выходного напр жени . Этот ключ открываетс  на короткое врем  импульсами , поступающими с дифференцирующей цепочки 19, KOTOpbie получаютс  от дифференцировани  передних фронтов импульсов формировател  импульсов 1. Поскольку ключ 6  вл етс  провод щим дл  входного напр жени  любого знака, при наличии сигнала на управл ющем входе ключа, производитс  автоматическа  прив зка выходного напр жени  усилител интегратора 9 к нулевому уровню, и поэтому его выходное напр жение имеет треугольную форму положительной пол рности. Аналогичным образом работает схема, состо ща  из ключей 4 и 7, формировател  импульсов 2, дифференцирующей цепочки 20, усилител -интегратора 10, котора  формирует пилу отршительной пол рности. Прив зка к нулевому уровню выходного напр жени  усилител интегратора 10 происходит импульсом, приход щим с дифференцирующей цепочки 20, который получаетс  от дифференцировани  передних фронтов импульсов формировател  импульсов 2.The low measurement accuracy (conversion) of this device is due to the presence of an analog signal fixation circuit, due to the fact that the output voltage of the analog signal fixation circuit, proportional to the phase angle, is removed from the capacitor. The voltage on the capacitor does not remain constant during the period, i. this is how capacitor discharges through a parallel-connected resistance, the value of which is not infinite. The capacitor is discharged over a period the greater, the lower the frequency of the signal under study. The ITojTOMy measurement error increases, especially in the infrared:} ki frequencies. The aim of the invention is to improve the accuracy of converting a phase angle to a voltage iffle. This is achieved by the fact that a phase angle to constant voltage converter containing the first and second pulse shapers, three amplifier-integrators, the source of the reference voltage, four switches, two of which are included in the feedback circuits of two amplifier-integrators , and the third is connected to the input of the third amplifier-integrator, two additional analog adders, an inverter, a coincidence element, a zero-organ, a trigger, two keys, three differentiating chains, two circuits, and all three integrator amplifiers are introduced connected to the source of the reference voltage through the third, fourth and fifth keys, the outputs of the first and second integrator amplifiers are connected to the inputs of the first analog adder connected to the input of the inverter, the output of which and the output of the first analog adder are connected via diodes to the input of the zero-organ and to one of the inputs of the second analog adder, the other input of which is connected to the output of the third amplifier-integrator with the sixth key in feedback, the output of the zero-organ is connected to the first input of the trigger, The input of which is connected to the output of the first pulse generator via a differentiating chain, and the output to the control input of a third of its key, the control input of the sixth key connected to the output of the coincidence element, whose inputs are connected to the outputs of the driver of the pulse drivers to the control inputs of the fourth and n addition of keys and through differentiating chains to the control inputs of the first and second keys. In the drawing, the structural diagram of the proposed converter is given. It includes pulse formers 1 and 2, electronic switches 3-8, amplifiersintegrators 9, 10, 11, analog combiners 12, 13, reference voltage source 14, inverter 15, null organ 16, trigger 17, element of coincidence 18 , differentiating chains 19-21, diodes 22-23. The converter works as follows. The inputs of the pulse shaper 1 and 2. periodically varying voltages of the same frequency, but shifted in phase, from which rectangular voltages of one polarity are formed. These pulses are fed to the control inputs of electronic switches 3 and 4, which alternately connect reference voltages of different polarity to the inputs of integrator 9 and 10. Moreover, with the arrival of a pulse, the negative polarity voltage is applied to the input of the amplifier of the integrator 9, and with the arrival of a pulse, the voltage of the positive polarity must arrive at the input of the amplifier integrator 10. When the pulses at the output of the formers 1 and 2 are missing, the voltages applied to the inputs of the integrator amplifiers 9 and 10 are reversed. As a result of integrating the obtained rectangular pulses, the output of the amplifier-integrator 9 forms a voltage of a triangular shape of positive polarity, and the output of the amplifier-integrator 10 is a negative field of pHxx; When a negative polarity voltage is connected to the input of the amplifier-integrator 9, an integration process occurs, with the result that the positive-voltage amplifier's output voltage increases linearly from zero. When the polarity of the input voltage changes, the direction of integration changes and the output voltage decreases linearly to zero. If, for any reason, the output voltage of the amplifier-integrator does not reach the zero level, opening the switch 6 will force the output voltage to zero. This key is opened for a short time by pulses coming from differentiating chain 19, the KOTOpbie is derived from differentiating the leading edges of pulses of pulse generator 1. Since key 6 is conductive for the input voltage of any sign, if there is a signal at the control input of the key, connecting the output voltage of the amplifier of the integrator 9 to a zero level, and therefore its output voltage has a triangular shape of positive polarity. The circuit consisting of keys 4 and 7, pulse generator 2, differentiating chain 20, amplifier-integrator 10, which forms a positive polarity, works in a similar way. Binding to the zero level of the output voltage of the amplifier of the integrator 10 occurs by a pulse coming from the differentiating chain 20, which is obtained from the differentiation of the leading edges of the pulses of the pulse former 2.

С выходов усилителей-интеграторов 9 и 10 напр жени  треугольной формы поступают на входы аналогового сумматора 12, на выходе которого после суммировани  получаетс  напр жение трапецеидальной формы. Амплитуда данного напр жени  пропорциональна величине фазового угла.From the outputs of the integrator amplifiers 9 and 10, the triangular-shaped voltages are fed to the inputs of the analog adder 12, the output of which, after summing, produces a trapezoidal voltage. The amplitude of this voltage is proportional to the magnitude of the phase angle.

Напр жение с выхода аналогового сумматора 12 поступает на анод диода 23 и на вход инвертора 15, выход которого подключен к аноду диода 22. С помощью этих диодов отрщ дательна  часть полупериода напр жени  трапецеидальной формы отсекаетс  и на вход аналогового сумматора 13 поступают положительные полупериоды напр жений трапецеидальной формы. Это же напр жение поступает на вход нуль-органа 16, на выходе которого получаютс  кратковременные импульсы в моменты, когда напр жение на входе нуль-органа равно нулю.The voltage from the output of the analog adder 12 is fed to the anode of the diode 23 and to the input of the inverter 15, the output of which is connected to the anode of the diode 22. With the help of these diodes, the positive part of the trapezoidal voltage half-cycle is cut off and the input voltage of the analog adder 13 receives positive half-periods of voltage trapezoidal shape. The same voltage is applied to the input of the null organ 16, the output of which produces short pulses at times when the voltage at the input of the null organ is zero.

На выходе дифференцирующей цепочки 21 получаютс  импульсы от дифференцировани  переднего и заднего фронтов импульсов формировател  импульсов 1. Импульсы, приход щие с выхода нуль-орагна и дифференцирующей цепочки 21, переключают поочередно триггер 17, на выходе Которого получаютс  импульсы напр жени , включающие ключ 5. В результате чего на вход усилител -интегратора 11 прикладываетс  напр жение отрицательной пол рности и происходит формирование положительной части напр жени  треугольной формы. Напр жение будет нарастать до прихода импульса с нульоргана , который переключит триггер, в результате чего на вход усилител -интегратора приложитс  напр жение положительной пол рности. После чего формируетс  спадающа  часть напр жени  треугольной формы. Формирование будет продолжатьс  до прихода импульса с элемента совпадени  18 на управл ющий вход ключа 8.. Ключ включаетс , напр жение на выходе усилител -интегратора 11 становитс  равным нулю и останетс  таким пока будет импульс на выходе схемы совпадений. На выходе схемы совпадений 18 будет импульс напр жений, когда на его обоих входах будут сигаалы соответствующие лог.1, или лог.О. В противном случае на выходе напр жение равно нулю. ,At the output of the differentiating chain 21, pulses are received from the differentiation of the leading and trailing edges of the pulses of the pulse former 1. The pulses coming from the zero-output output and the differentiating chain 21 alternately switch the trigger 17, at the output of which voltage pulses are received, including a switch 5. In as a result, a negative polarity voltage is applied to the input of the amplifier-integrator 11 and a positive part of the triangular voltage is formed. The voltage will increase until the pulse arrives from the nullorgan, which switches the trigger, as a result of which a positive polarity is applied to the input of the amplifier-integrator. Then a falling part of the voltage of a triangular shape is formed. The formation will continue until the arrival of the pulse from the coincidence element 18 to the control input of the key 8. The key is turned on, the voltage at the output of the amplifier of the integrator 11 becomes zero and will remain so until the pulse at the output of the coincidence circuit. At the output of the coincidence circuit 18 there will be an impulse of voltages, when at its both inputs there are sigals corresponding log.1, or log.O. Otherwise, the output voltage is zero. ,

На выходе усилител -интегратора 11 формируютс  импульсы треугольной формы. Амплитуда этих импульсов пропорциональна фазовому углу. При конструировании усилителей-интеграторов необходимо выполнить условие: крутизна импульсов треугольной формы усилител -интегратора 11 долж-на быть в два раза больще крутизны усилителей-интеграторов 9 и 10. В результате суммировани  йапр жени  и импульсов в аналоговом сумматоре 13. образуетс  сигнал в виде посто нного напр жени . Величина этого напр жени  пропорциона.пьна фазовому углу. Это нагл дно видно из диаграммы напр жений, которые рассматриваютс  дл  фазовых углов 45° и 135°.At the output of the amplifier-integrator 11, triangular pulses are formed. The amplitude of these pulses is proportional to the phase angle. When designing integrator amplifiers, the following condition must be fulfilled: the steepness of the pulses of a triangular shape of the amplifier integrator 11 must be twice as large as the slope of the integrator amplifiers 9 and 10. As a result of the summation of the voltage and pulses in the analog adder 13. a signal is formed in the form of this voltage. The magnitude of this voltage is proportional to the phase angle. This is evident from the voltage chart, which is considered for phase angles of 45 ° and 135 °.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает высокоточное преобразование фазового угла в аналоговое напр жение в практически неограниченном частотном диапазоне по сравнению с преобразовател ми, использующими запоминающие ухтройств . The proposed converter provides high-precision conversion of the phase angle to analog voltage in a practically unlimited frequency range compared to converters using memory devices.

Использование изобретени  в автоматизированных системах измерени  и контрол  управлени  обеспечит более качественное и надежное испытание элементов энергосистем.The use of the invention in automated control measurement and control systems will provide better and more reliable testing of power system elements.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula Преобразователь фазового угла в посто нное напр жеш1е, содержащий первый и второй формирователи импульсов, три усилител -интегратора , источник эталонного напр жени , четыре ключа, два из которых включены в цепи обратной св зи двух усилителей-интеграторов, а третий подключен ко входу третьего усилител -интегратора , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , введены дополнительно два аналоговых сумматора , инвертор, элемент совпадений, нуль-орган, триггер, два ключа, три дифференцирующие цепочки, два диода, при этом, входы всех трех усилителей-1штеграторов соед1шены с источником эталонного напр жени  через третий и четвертый и п тый ключи, выходы первого и второго усилителей-интеграторов подключены к входам пер вого аналогового сумматора, иодсоед}шенного по выходу к входу инвертора, выход которого и выход первого аналогового сумматора подключены через диоды к входу нуль-органа и к одному из входов второго аналогового сумматора , другой вход которого соединен с выходом третьего усилител -интегратора с щестым ключом в обратной св зи,, выход нуль-органа подключен к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу первого формировател  импульсов через дифференцирующую цепочку, а выход - к уттравл ющему входу третьего ключа, причем тгравл ющий вход шестого ключа соединен с выходом элемента совпадений, входы которого подключены к выходам формирователей импульсов к управл ющим входам четвертого и п того ключей.Phase-to-voltage phase converter containing the first and second pulse formers, three integrator amplifiers, the reference voltage source, four keys, two of which are included in the feedback circuits of two integrator amplifiers, and the third is connected to the input of the third amplifier -integrator, characterized in that, in order to improve the accuracy of the conversion, two additional adders, an inverter, a coincidence element, a zero-body, a trigger, two keys, three differentiating chains, two diodes, are introduced ohm, the inputs of all three amplifiers-1 integrators are connected to the reference voltage source via the third and fourth and fifth switches, the outputs of the first and second integrator amplifiers are connected to the inputs of the first analog adder connected to the input of the inverter, the output of which the output of the first analog adder is connected via diodes to the input of the zero-organ and to one of the inputs of the second analog adder, the other input of which is connected to the output of the third amplifier-integrator with a switching key in feedback, output zero The rgan is connected to the first trigger input, the second input of which is connected to the output of the first pulse shaper via a differentiating chain, and the output to the third input of the third key, and the gravity input of the sixth key is connected to the output of the coincidence element, the inputs of which are connected to the outputs of the pulse shaper to control inputs of the fourth and fifth keys. 7 П, - -765747 . 87 P, - -765747. eight и через дифференцирующие цепочки - к управ-1. Авторское свкдете/тьство СССР № 264804,and through differentiating chains - to admin-1. Copyright svkdete / thsness USSR № 264804, л ющим входам первого и второго ключей.кл. G 01 R 25/04, 1965.Leading inputs of the first and second keys.kl. G 01 R 25/04, 1965. Источники информации,Information sources, 2. Авторское свидетельство СССР № 569965,2. USSR author's certificate No. 569965, прин тые во внимание при экспертизекл. G 01 R 25/OOi 1976.taken into account during examination. G 01 R 25 / OOi 1976.
SU782652739A 1978-08-07 1978-08-07 Phase angle-to-dc voltage converter SU765747A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782652739A SU765747A1 (en) 1978-08-07 1978-08-07 Phase angle-to-dc voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782652739A SU765747A1 (en) 1978-08-07 1978-08-07 Phase angle-to-dc voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU765747A1 true SU765747A1 (en) 1980-09-23

Family

ID=20780526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782652739A SU765747A1 (en) 1978-08-07 1978-08-07 Phase angle-to-dc voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU765747A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU765747A1 (en) Phase angle-to-dc voltage converter
SU712950A1 (en) Pulse repetition period-to-voltage converter
SU981900A1 (en) Phase angle to voltage converter
SU684713A1 (en) Amplifier overload protecting arrangement
SU661775A1 (en) Pulse recurrence period to voltage converter
RU2138826C1 (en) Integral converter
SU748868A1 (en) Method of experimental determination of dynamic characteristics of voltage to frequency converters
SU1381711A1 (en) Method of converting shaft angle of turn to code
SU661377A1 (en) Measuring convereter
SU1441330A1 (en) Pulse-frequency functional converter of resistance sensor impedance
SU579595A1 (en) Time interval expander
SU934401A2 (en) Pulse time position measuring device
RU2042148C1 (en) Time discriminator
SU588507A1 (en) Phase meter
SU1109768A1 (en) Device for determining shape of random signal
SU785798A1 (en) Device for determining amplitudes of non-resoluted electric signals and time intervals between them
SU782152A1 (en) Integrating analogue-digital converter
SU782143A1 (en) Pulse repetition frequency-to-voltage converter
SU703853A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU1465812A1 (en) Device for measuring phase shift of four-pole network
SU624364A1 (en) Analogue-digital converter
SU746314A1 (en) Digital power factor meter
SU1160445A1 (en) Pulse-position square-law function generator
SU711674A1 (en) Synchronous detector
SU1239831A1 (en) Converter of one-phase sine signal to pulses