Детектор перехода сигнала через нуль

(19) (11) 1511 4 Н 03 15 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТВУ ехникеовано кии инстиак ера тегральные26,9,л. СУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) ДЕТЕКТОР ПЕРЕХОДА СИГНАЛА ЧЕРЕНУЛЬ(57) Изобретение относится к тизмерений и может быть использ в качестве высокоточного детектораперехода переменного сигнала черезнульДетектор содержит инвертор 1,компараторы 2 и 3 уровня, блоки 4 и 6согласования уровня, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 и блок 7 выделения середины импульса. Достигаемый положительный эффект заключается в повышениифазовой стабильности при одновременном увеличении точности определениянулевого перехода. Это дает возможность повысить метрологические параметры контрольно-измерительной аппаратуры, использующей такие устройства. В описании изобретения приводится пример реализации блока 7 выделениясередины импульса. 3 ил.Изобретение Относится к техникеизмерений и может бьггь использовано в качестве высокоточного детектора перехода переменного сигнала через нуль..ФФ- ,)Цель изобретения - повьииецие фазовой стабильности при ОдцовремеццОм увеличении точности определения нуле 30 ного перехода.На фиг. 1 представлена функциональная схема детектора псрехода сигнала через нуль; ца фиг, 2 - диаграммы, поясняющие его работу.Детектор перехода сигнала черезнуль содержит инвертор 1, первый ивторой компараторы 2 и 3 уровня,входдетектора перехода сигнал через нульсоединен с цеицвертирующцм входомвторого компаратора 3, цеицвертирун 1 щий вход первого компаратор 2 уровня через ицвертор 1 подк.гю ец к ицвертирующему входу второго комцаратора3 уровня, выход которого через первыйблок 4 согласования уровня подк:цочевк первому входу элемента ИСК 0 ЧЛЮЦЕЕ 20ИЛИ 5, второй вход которого черезвторой блок 6 согласования уровня подключец к выходу первого комцаратора2 розцл, инвертируюиццй вход котозо осоединен с цеинвертирующим входомвторого компаратора 3 уровня, зыхоцэлемента ИСКЛЮЧЛЮЩЕЕ 1:1 П 5 иодк;почен к входу блока 7 выделения середины импульса, выход которого являетсявыходом устройства, а компараторы 2и 3 выполнены с гистерезисом.Детектор перехода сигнала черезнуль работает следующим образом.Знакопеременцый сигнал с входнойшинь 1 поступает ца ицвертиру иций вход40первого компаратора 2 уровця (фиг.2 а)и одновременно на цеиццертирующийвход компаратора 3. Сигнал положительной обратной связи с цеицве 1 зтизуюшего входа первого ко;паратора 2аГ(фиг. 2 в) поступает ца ццвертор 1,инвертируется по знаку (фиг,2 г) цпоступает на инвертируоиий вход второго комнаратора 3, Напряжение на выходе первоо компараторз 2 можетФиметь два значения (фиг. 2 б):цлц 11 с , ца цеицвертирующем входеРВ =- ); напряжение ца выходе0 К+Кццвертора 1 может бьггь 1 ас, ВККвилц БнасВ К (где К - кона.рэффициецт передачи ицвертора 1),Пусть в первоначальный момент после включения питания на входе устройства входное напряжение равно нулюНа выходе первого компаратора устаноФвилось напряжение, равное 11 а, ,тогдаца цеицвертирующем входе его установится напряжение, равное Уас В, навыходе ицвертора 1 - Н с В(К), навыходе второго компаратора 3 - ццнас й(фиг. 2 д), на выходе элемента ИСКПЮЧЛ 10 ЦЕЕ ИЛИ 5 и блока 7 установится"О" (фиг, 2 е,ж) . При возрастании вход.ного сигнала ца входе устройства, например, в положительном направлениидо уровня )а В напряжение на вы 3ходе первого компаратора 2 скачкомизменяется до уровня Ц, на неинвертирующем входе первого компаратора 1-ас В, на выходе инвертора1цо -Г, В К. На выходе второгокомпаратора 3 напряжение при этом неизменяется, на выходе элемента ИСКЛЮЛЮЦЕЕ 1 И 5 устанавливается "1",При последующем уменьшении уровнявходного сигнала до напряжения1 на- Вп К 1 выходное напряжениевторого компаратора 3 скачком уменьшаетсл до Бн (момент с фиг. 2).нас гНа выходе элемента ИСКЛ 0 ЧЛОЦЕЕ ИЛИ 5устанавливается О , При дальнейшемуменьшении входного напряжения доуровня Б Й (момент С ) напряженас, нзние ца выходе первого компаратора 2ИЗМЕЦЛЕТСЯ ДО Оас Ца ЦЕИЦВЕРТИРУЮщем его входе - Бас Я, а на входеицвсртора - до -13 рс В (К ), на егонрс,вы оце - ДО Ц ри ца ыоДе элеИСКЛ 0 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 до "1", При возрастании уровня входного сигнала доВ К) и превышении его (момент . ) изменяется соотношение нал+выходе второго компаратора 3 до Прсца выходе элемента ИСКЛ 0 ЧЛЮЦЕЕ ИЛИ5 до "О". В дальнейшем указанный процесс повторяется.На выходе элемента ИСКЛЮЧЛЮЩЕЕ ИИ5 формируется отрицательный симметрцчгций относительно момента переходасцгц;шы через нуль импульс длительности с = с, - ь . В блоке 7 указанныйимпульс измеряется, делится на половину и формируется строб, ксторый точ.цо соответствует моменту переходавходного гармонического сигнала черезцль (1,ц фиг, 2). Вследствие того, что выходнойстроб-импульс появляется всегда в се1 ЗЗа 1 15 игл л г Заказ 3592/56 Тираж 901 Подписное од, ул. Проектная,олигр зоизв, -тие,редине симметричного относительно ,нуля интервала (С, - Т,) и не зависит ни от уровня входного сигнала, ни от установленного уровня компарации ком 5 паратород 2 и 3, повьпиается также помехоустойчиво сть всего устройства, так как уровень компараиии может быть задан достаточно высоким, при этомвозрастает точность работы устройства. Кроме того, устройство детектораобладает повышенной фазовой стабильностью выходного сигнала, так какфазовое положение его не зависит отуровня входного сигнала (в известныхустройствах эта зависимость существует),Таким образом, предлагаемый детектор перехода сигна.1 а через нуль пз 20 воляет повысить метрологические гар 1 - метры контрольно-из"лерительной апп; - ратуры, использующие такие устройства, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яЛетекс"перехода сигнала через нуль, ,;. 1 жащий инвертор, первый и второй компараторы уровня, вход детектора перехода сигнала через нуль соединен с неинвертирующим входом второго компаратора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью понышения фазоной стабильности при одновременномувеличении точности определения нулевого перехода, неинвертируюший входпервого компаратора уровня через инвертор подключен к инвертирующемувходу второго компаратора уровня,выход которого через первый блок согласования уровня подключен к первомувходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, нторой вход которого через второй блоксогласования уровня подключен к выходу перного компаратора уровня,иннертирующий нход которого соединен снеинвертирующим входом второго компаратора уровня, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к входу блокавыделения середины импульса, выходкоторого является выходом устройства,а компараторы выполнены с гистерезисом,