Фазовый дискриминатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) 621.376,4(0 РИМИНАТОР, содве резистороящие из после- диода и резисненные диодаСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 707077, 1963.2, Авторское свидетельство СССРВ 200896, кл, Н 03 К 19/08, 1966(54)(57) ФАЗОВЫЙ ДИСКдержащий транзистор ино-диодные цепи, состдовательно включенныхтора каждая, подсоедИ 801083334 ми к коллектору транзистора, а резисторами - к шинам опорных сигналов, отличающийся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности раздельной регулировки порогов срабатывания для каждой фазы,в него введены источник постоянногонапряжения и второй транзистор, включенный по схеме с общей базой, коллектор которого, подключен к базепервого транзистора и через резистор - к источнику постоянного напряжения, при этом эмиттеры транзисторов подсоединены к источнику входного сигнала и через диод - к общейшине.Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в качестве порогового фазового дискриминатора, дающего информацию о фазевходного сигнала наличием сигналаопределенной фазы на одном из двухвыходов,Известен Фазовый дискриминатор,выполненный на основе триггера, содержащич двухполупериодные выпрямители и трансформаторы 1 1.Недостатки устройства - сложность,нетехнологичность и отсутствие информации о Фазе входного сигнала,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, обеспечивающее получениена раздельных выходах сигнала, указывающего Фазу входного сигналапри превышении им заданного порога,содержащее транзистор и две цепи,состоящие из последовательно включенных диода и резистора каждая,подсоединенные диодами к коллектору транзистора, а резисторами - кшинам опорных сионалов С 2 3.Недостатком известного устройства является невозможность раздельной регулировки порога срабатывания для каждой Фазы,30 50 Цель изобретения - расширение Функ-циональных возможностей за счет обеспечения возможности раздельной регулировки порогов срабатывания для каждойФазы,Э 5Указанная цель достигается тем,что в дискриминатор Фазы, содержапдй транзистор и две резисторно-диодные цепи состоящие из последователь 94 Оно включенных диода и резистора каж"1дая, подсоединенные диодами к коллектору транзистора, а резисторами - кшинам опорных сигналов, введены источник постоянного напряжения и вто 45рой транзистор, включенный по схемес общей базой, коллектор которогоподключен к базе первого транзистора и через резистор - к источникупостоянного напряжения, при этомэмиттеры транзисторов подсоединенык источнику входного сигнала и черездиод - к общей шине,На Фиг. 1 представлена,принципиальная электрическая схема устройства на фиг. 2 - схема индуктивного датчика положения,Устройство (Фиг, 1) содержит транзисторы 1 и 2, подключенные эмиттерами к источнику 3 входного сигнала, состоящего, например, из источника 4 входного напряжения с последо" вательно вклкченным резистором 5, и через диод 6 - к общей шине, при этом транзистор 1 подключен базой через резистор 7 к источнику 8 постоянного напряжения, а коллекторомк диодам 9 и 10, соединенным соответственно с резисторами 11 и 12, связанными с шинами 13 и 14 опорных сигналов.В индуктивном датчике положения (фиг2) источником 3 входного сигнала для фазового дискриминатора служат катушки 15 и 16 индуктивности, подключаемые к выводам вторичной обмотки трансформатора 17 (с заземленным средним выводом), подключенного первичной обмоткой к сети переменного тока, причем выводы 13 и 14 вторичной обмотки трансформатора являются шинами опорных сигналов для фазового дискриминатора, входящего в состав индуктивного датчика положения, Кроме того, индуктивный датчик положения содержит шток 18, магнитосвязанный с катушками 15 и 16 индуктивности и выходные пороговые усилительные каскады, выполненные соответственно на транзисторах 19 и 20 с резисторами 21 и 22 в коллекторных цепях и пороговыми элементами 23 и 24 в эмиттерных цепях. При этом базы транзисторов 19 и 20 подключены к точкам соединения диодов и резисторов диодно-резисторных цепей Фазового дискриминатора, которые в свою очередь подключены к шиным 13 и 14 опорных сигналов через диоды 25 и 26 соответственно. Фазовый днскриминатор работает следующим образом.При величине тока от источника 3 входного сигнала, меньшей порога срабатывания (а также при отсутствии тока от источника 3 входного сигнала), транзистор 1 насыщен током, гротекающим в его базу от источника 8 через резистор 7. При этом ток эмиттера транзистора 1, протекая через диод 6, создает на нем падение напряжения, действующее в запирающем направлении по отношению к эмиттерно-базовому переходу транзис" тора 2, вследствие чего последний надежно заперт. В этом случае токи, протекающие через резисторы 11 и 12,10833 30 3отводятся через диоды 9 и. 10, насыщенный транзистор 1 и диод 6, а- в, Одные напр .ения цвь хан ПЬЫх 2вылблизки к нулю;Величина тока коллектора транзис 5 тора 1 в один полупериод, когда на шине 13 имеется отрицательное напряжение, определяется величиной сопротивления резистора 11, а в другой полупериод, когда имеется отрица тельное напряжение на шине 14, определяется величиной сопротивления резистора 12.Вследствие этого величины токов эмиттера транзистора 1 для разных полуволн входного сигнала в общем случае различны. Возможность независимой регулировки величины токов через резисторы 11 н 12, например изменением их сопротивлений, обусловливает возможность раздельной регулировки порога срабатывания для каждой фазы.Срабатывание фазового дискримина" . тора происходит в начале полуволны входного сигнала в том случае, если скорость изменения тока от источника 3 входного сигнала цревышает скорость изменения тока опорного сигнала, находящегося в противофазе с входным, на установленную величину. В этом случае в начале положительной полуволны тока источника 3, когда напряжение на эмиттерах транзисторов достигает величины потенциала отпирания базоэмиттерно. 35 го перехода транзистора 2, последний начинает приоткрываться, через его коллектор протекает часть тока резистора 7, вследствие чего на эту величину уменьшается ток базы40 транзистора 1. Это приводит к уменьшению тока эмиттера транзистора 1 и еще большему увеличению положитель-ного потенциала на эмиттерах, что приводит к еще большему открыванию транзистора 2, уменьшению тока базы и эмиттера транзистора 1 и т.д. Происходит лавинообразный процесс переключения транзисторов, в результате которого транзистор 2 входит в режим 50 насыщения, Поскольку падение напряжения на промежутке эмиттер-коллектор насыщенного транзистора меньше потенциала отпирания базоэмиттерно- . го перехода транзистора, то тран зистора 1 при насыщении транзистора 2 надежно запирается. При запирании транзистора 1 разрывается 34 1цепь, шунтирующая выходы устройства в исходном состоянии (при отсутствии входного сигнала или его малой причине) на земпю. То обстоятельство, что запирание транзистора 1 происходит в начале полуволны, обеспечивает получение выходного сигнала не искаженной формы. Когда полуволна переменного напряжения источника 3 проходит через ноль, устройство возвращается в исходное постоиние.При отрицательной полуволне от источника 3 устройство не срабатывает, поскольку ток от источника 3 замыкается через диод 6 на общую шину.При изменений фазы входного сигнала на противоположную сравнениепроисходит с фазой напряжения опорного сигнала другой шины и при превышении скорости нарастания тока от источника 3 скорости нарастания тока через резистор, подсоединенный к данной шине, аналогичным образом запирается транзистор 1 и насыщается транзистор 2. Уже на другом вы- ходе выделяется сигнал, указывающий (изменившуюся) фазу входного сигнала. Следовательно, информация о фазе входного сигнала и его величине отображается появлением того или иного опорного сигнала на соответствующих выходах устройства.Индуктивный датчик положения (фиг. 2) при различных положениях штока 18 формирует на одном из своих выходах напряжение, сигнализнрующее о положении штока 18 в данный момент: индуктивность обмоток катушек 15 и 16, а следовательно, амплитуда и фаза снимаемого с их точки соединения сигнала зависит от положения магнитосвязанного с ними штока 18, выполненного из магнитного материала. В верхнем положении штока индуктивность катушки 15 больше индуктивности катушки 16, входной сигнал для фазового дискриминатора для данного случая имеет фазу напряжения, совпадающую с фазой опорного сигнала с шины 14 и противоположную фазе опорного сигнала с шины 13, Для крайних положений штока 18, определяемых установленными порогами, фазовЫй дискриминатор срабатывает. Для верхнего поло108333 Б Ф 2 Зяжез 1775/51 Тщаж 862 ПодписноеППП 11 Патеат , г.Ужгород, ул.Проектная, 4 жения штока на выход проходит опорный сигнал с шины 13, вызывающий срабатывание выходного порогового усилительного каскада, выполненного на транзисторе 19, который отпирает ся и напряжение на его коллекторе уменьшается, Это сигнализирует о том, что шток 18 находится в верхнем положении и прошел заданную границу перемещения, При перемещении штока в нижнее положение, когда он находится между двумя порогами срабатывания дискриминаторов фаз, на обоих выхбдах напряжение высокое, что сигнализирует о нахождении штока в среднем положении.При достижении штоком нижней границы срабатывания, когда увеличивается индуктивность катушки 16 и уменьшается индуктивность катушки 15, фаза сигнала источника 3 совпадает с фазой опорного сигнала на шине 13 и противоположна фазе опорного сигнала на шине 14, поэтому аналогичным образом отКрывается транзистор 20,5 а уменьшение напряжения на его кол:лекторе сигнализирует о том, что шток находится в нижнем положении и дошел до заданной нижней границы перемещения. Следует отметить, что для надежного запирания в исходном состоянии транзисторов 19 и 20 пороги срабатывания пороговых элементов 23 и 24 (в качестве которых могут быть использованы, например, кремниевые диоды или стабилитроны) должны превышать величину падения напряжения на открытом диоде в сумме с падением напряжения на насыщенном транзисторе.Возможность независимой установки различных пределов перемещения штока обеспечена возможностью раздельной регулировки порогов срабатывания для каждой фазы в фазовом дискриминаторе, Из этого следует что расширение функциональных возможностей предлагаемого фазового дискриминатора связано с раздельной регулировкой порогов срабатывания для каждой Фазы. Дополнительное преимущество устройЧтва состоит в получении выходного сигнала неисУкаженной формы.