SU981900A1 - Преобразователь фазового угла в напр жение - Google Patents

Description

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО УГЛА В НАПРЯЖЕНИЕ

1

Изобретение относитс  к электрическим измерительным преобразовател м , в частности к преобразовател м фазового угла двух электрических сигналов в напр жение

Известно устройство, содержащее формирователи импульсов, измерительный триггер, источник зар дного тока , ключ, конденсатор пам ти, согласующий усилитель, преобразователь частоты в посто нный ток Cl .

Недостатком данного устройства  вл етс  невысока  точность преобразовател  обусловленна  тем, что напр жение на конденсаторе пам ти, пропорциональное величине фазового угла, из-за частичного разр да конденсатора не остаетс  посто нным в течение периода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее первый и второй входные усилители-ограничители,

два усилител -интегратора с разр дными ключами в цеп х обратной св зи, блок фиксации аналогового сигнала, содержащий третий усилитель-интегратор и два ключа 2.

Недостатком этого устройства  вл етс  невысока  точность преобразовани , обусловленна  тем, что выходное напр жение схемы фиксации

to аналогового сигнала, пропорциональное фазовому углу, в течение периода не остаетс  посто нным из-за разр да конденсатора в цепи обратной св зи .усилител -интегратора. Конденts сатор разр жаетс  в течение периода тем больше, чем ниже частота исследуемого сигнала. Поэтому погрешность преобразовател  увеличиваетс  с понижением частоты входных си|- налов.

Claims (2)

1. Цель изобретени  - повышение точности преобразовани . Указанна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе, содержащем первый и второй формирователи импуль сов, два интегратора, четыре ключа, два из которых включены в цепи обратной св зи интеграторов, источник разнопол рногоэталонного напр жени , введены дополнительно аналоговый сумматор, две дифференцирущие цепочки, причем управл ющие входы двух ключей соединены с выходом первого формировател  импульсов, вхо ды соединены с источником разнопол рного эталонного напр жени , выход первого ключа соединен с входом первого интегратора , выход второго ключа соединен с входом второго ин-. тегратора, выход первого формировател  импульсов через первую дифферен цирующую цепь соединен с управл ющим входом ключа в обратной св зи первого интегратора, а выход второго формировател  импульсов через вт рую дифференцирующую цепь соединен управл ющим входом ключа в обратной св зи второго интегратора, а выходы интеграторов соединены с входами ан логового сумматора, . На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема преобразовател  на фиг, 2 - временна  диаграмма работы преобразовател . Преобразователь содержит формирователи 1 и 2, импульсов, электрон ные ключи 3-6, интеграторы 7 и 8, дифференцирующие цепи 9 и 10, аналоговый сумматор 11, источник 12 разнопол рного напр жени . В преобразователе фазового угла напр жение выход формировател  1 им пульсов соединен с управл ющими вхо дами ключей 3 и 5 и входом дифферен цирующей цепи 9f Выход ключа 3 соед нен с входом интегратора 7, в цепь обратной св зи которого включен клю 4, Выход ключа 5 соединен с входом интегратора 8, в цепи обратной св зи которого включен ключ 6, Выход ф мировател  1 соединен через диффере цирующую цепь 9 с управл ющим входом ключа , а выход формировател  импульсов через дифференцирующую цепь 10 соединен с управл ющим вход ключа 6о Входы ключей 3 и 5 подключены к .источнику 12 разнопол рного напр жени , а выходы интеграторов 7 и 8 подключены к входам аналогового сумматора 11. Преобразователь работает следующим образом На входы формирователей 1 и 2, поступают периодически измен ющиес  напр жени  одной частоты, но сдвинутые по фазе, из которых формируютс  напр жени  пр моугольной формы одной пол рности (фиг„ 2а) .Пр моугольные импульсы с формировател  1 поступают на управл ющие входы двухпозиционных электронных ключей 3 и 5, которые попеременно подключают к входам интеграторов 7 и 8 эталонные напр жени  разной пол рности, причем с приходом импульсов на вход интегратора 7 прикладываетс  напр жение отрицательной пол рности, а на вход интегратора 8 прикладываетс  напр жение положительной пол рности. Когда импульс на выходе формировател  1 отсутствует, напр жени , прикладываемые ко входам интеграторов 7 и 8, измен ютс  на противоположную пол рность , В результате интегрировани  полученных пр моугольных импульсов на выходе интеграторов 7 и 8 образуетс  напр жение треугольной формы (фиг. 2г, д). При этом напр жение на выходе интегратора 7 всегда имеет положительную пол рность. При подключении .ко входу интегратора 7 напр жени  отрицательной пол рности выходное напр жение положительного знака нарастает по линейному закону от нулевого уровн  При смене пол рности в.хоДного напр жени  выходное напр жение линейно уменьшаетс  до нулевого уровн . Если по каким-либо причинам выходное напр жение интегратора 7 не дойдет до нулевого уровн , то в результате открывани  ключа k произойдет принудительна  фиксаци  нулевого уровн  выходного напр жени . Этот ключ открываетс  на короткое врем  импульсами (фиГо 26), поступающими с дифференцирующей цепи З полученными в результате дифференцировани  передних фронтов импульсов формировател  1. Поскольку ключ 4  вл етс  провод щим дл  входного напр жени  любого знака при наличии сигнала на управл ющем входе ключа, то производитс  автоматическа  прив зка выходного напр жени  интегратора 7 к нулевому уровню и поэтому его выходное напр жение имеет треугольную форму положительной пол рности . Аналогично работает , состо ща  из ключей 5 и 6, формировате л  2, дифференцирующей цепи 10, интегратора 8, котора  также формирует напр жение треугольной формы (фиг. 2д). Однако в зависимости от фазового сдвига между входными сигналами формирователей измен етс  уровень прив зки выходного напр жени  треугольной формы интегратора 8 Прив зка обеспечиваетс  открыванием на короткое врем  ключа 6 импуль сами дифференцирующей цепи 10, кото рые получаютс  от дифференцировани  передних фронтов импульсов формировател  2 (фиг, 2в). В результате этого пол рность вы ходного треугольного напр жени  интегратора 8 в зависимости от фазово го сдвига между входными сигналами может измен тьс  от отрицательной до положительной. Посто нна  времени интеграторов 7 и 8 выбрана одинаковой , поэтому наклон выходного напр жени  обоих интеграторов та.кже одинаков. С выходов интеграторов 7 и 8 напр жени  треугольной формы поступают на входы аналогового сумматора 11, на выходе которого в результате суммировани  получаетс  посто нное напр жение. Величина этого напр жени  пропорциональна фазовому -углу между входными сигналами. Выходной сигнал устройства образу етс  как сумма линейно нарастающего и линейно убывающего напр жени , поэтому интегратор не работает в режиме запоминани , что имеет место в известном устройстве. За счет это го исключаетс  погрешность запомина06 ни , т.е. повышаетс  точность преобразовани . Формула изобретени  Преобразователь фазового угла в напр жение, содержащий первый и второй формирователи импульсов, два интегратора, четыре ключа, два из;которых включены в цепи обратной св зи интеграторов, источник разнопол рного эталонного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , введены дополнительно аналоговый сумматор, две диффрренци- рующие цепи, причем управл ющие входы двух ключей соединены с выходами первого формировател  импульсов, входы соединены с-источником разнопол рного эталонного напр жени , выход первого ключа соединен с входом первого интегратора, выход второго ключа соединен с входом второго интегратора, выход первого формировател  импульсов через первую дифференцируюи ую цепь соединен с управл ющим входом ключа в обратной св зи первого интегратора, выход второго формировател  импульсов через вторую дифференцирующую цепь соединен с управл ющим входом ключа в обратной св зи второго интегратора, а выходы интеграторов соединены с входами аналогового сумматора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР (. 37054, кл. G 01 R 25/00, 1971.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 569965, кл. G 01 R 25/00, 1976.

   //

   Ln ijL

   hLL.

   J

   t

   УЧ