Способ сравнения амплитуд двух переменных напряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИС 1 ИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 19) 111) ф ч" ,"11 ИЗОБРЕТЕНИ А АВ КО ЯИДЕТЕЛЬС Изобретение мерительной тех сравнения сину одинаковых по ча относится к элек нике и нредназначе соидальных напряж стоте и сдвинутых подля ний азе Цель изйствия и На фи а граммы, лагаемого устройстваНа час при соотно сигналов О мсм ние ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯЛПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 425118, кл. С О 1 й 19/10, 1972,Авторское свидетельство СССРМ 1264088, кл. 6 01 Я 19/1 С, 1986,(54) СПОСОБ СРАВНЕНИЯ АМПЛИТУДДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИИ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназнаьено длясравнения напряжений, одинаковых по частоте и сдвинутых по фазе. Цель изобретения- повышение быстродействия и достоверности сравнения. Согласно способу в персомполуиериоде напряжений определяют длительность т 1 временного интервала от момента перехода через ноль из отрицательной(положительной) области первого напряжеобретения - повышене быстро- достоверности сравнени;,г.1 приведены временные дипоясняющие сущность пред- способа; на фиг 2 - блок-схема для реализации способа, ти А фиг.1 приведены сигналы шении амплитуд сравнительных 1 о 2, на части Б - при о 1- ц 2.ент времени т 1, когда второе на 02(1) (фиг,1 а) переходит через ну 5 6 01 Б 19/10 19/165 ни 1 дооментэ перехода через ноль из по,"ох;и 1 ельной (отр 1 цательной) области второго напряже 1 ия, формирую. три импульса, задний фронт первого и передний фронт второго имп, льспв формируют в момент равенс, ва м ношенных знэчении напряжений во втором полупериоде Устэновление дли- тЕЛЬ)1 ОСтИ тРЕтЬЕГО ИМПУЛЬСа, РаВНОй ПОЛО- вине Г 1, формирование передних фронтоР г,ервого и третьегомпульсов а момент перехода через ноль и о, зжительной (отрицательной) области перьо напряже ия, а зэднег фронта второ э мпульса в момент перехода через ноль;,зт р)Гцзтельной (по ложительной) об гасти второ 1 о напряжения и определение соотношения ср, внивэемь,х амплитуд по совпадению во времени .р.;тьего импульса только с первым или с первым и вторым импульсами обеспечивают сокращение процесса сравнения до одного периода сравниваемых нэгряжений. 2 ил. левое значение из отрицательной области в положительную, формируется передний фронт импульса временного интервала цз (фиг.16), задний фронт которого формиру тся в момент времени т 2 перехода через нулевое значение первого напряжения и;(т) (фиг.1 а) из положительной области в отрицательную, Длительность этого ил 1 пулса равна т 1, По окончании первого полупериода напряжения о 1, т.е. в момент перехода этого напряжения через нулевое значение из положительной области в отрицательную, формируется передний фронт третьего импульса О 4 (фиг.1 в), Длительность этого импульса т 1 равна головине длительности временного интервала Г 1.зом В момент формирования переднего фронта импульса ц 4 формируют также передний фронт первого импульса цб (фиг,1 г), задний фронт которого формируют в момент равенства во втором полупериоде контролируемых напряжений мгновенных значений амплитуд этих напряжений (момент времени тз).Момент формирования заднего фронта импульса об совпадает с моментом формирования переднего фронта второго импульса цб (фиг.2 д), задний фронт которого формируют в момент перехода через нулевое значение из отрицательной области в положительную напряжения ц 1 во втором полупериоде этого напряжения (момент времени Ь).Таким образом, за время, меньшее одного периода сравниваемых напряжений о 1(т) и о 2(т), формируют два импульсных напряжения об и цб определенной длительности и импульс напряжения о 4. Положение импульсов о 5 и цб относительно импульса ц 4 однозначно определяет соотношение амплитуд сравниваемых напряжений, что обеспечивает высокую достоверность сравнения, Если совпадают во времени только импульсы ц 4 и ц 5 то 01) о 2 (часть А диаграммы). Если в процессе сравнения напряжений выявляется, что ео времени совпадают не только ц 4 и о 5, но также о 4 и об, то о 1ц 2, Время сравнения по предлагаемому способу составляет менее одного периода сравниваемых напряжений.Устройство(фиг,2) содержит компараторы 1-3, логические элементы И 4 - 9, генератор 10 импульсов, делитель 11 частоты. триггеры 12 - 14, счетчики 15 и 16. цифровой компаратор 17, блок 18 сброса, входы 19 и 20 и выходы 21 и 22. Прямой выход компаратора 1 соединен с первыми входами триггера 14 и элемента И 7, второй вход которого подключен к выходу делителя 11, а третий вход - к прямому выходу компаратора 3, инверсный выход которого подключен к первым входам элементов И 4 и 6, Второй вход элемента И 6 подключен к выходу генератора 10 и входу делителя 11, а третий вход - к инверсному выходу компаратора 1 и первому входу элемента И 5, второй вход которого соединен с прямым выходом компаратора 2, инверсный выход которого подключен к второму входу элемента И 4. Прямые выходы элементов И 4 и 5 соединены с входами триггера 13. э инверсные выходы - с входами триггера 12, выход которого через блок 18 сброса соединен с входами "Сброс" счетчиков 15 и 16, сигнальные входы которых подключены соответственно к выходам элементов И 6 и 7, э 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 выходы - к входам цифрового компаоэтора 17, выход которого подключен к второму входу триггера 14. Прямые выходы триггеров 13 и 14 соединены с первыми входами элементов И 8 и 9, вторые входы которых соединены с инверсными выходами триггеров 14 и 13 соответственно. Вход 19 устройства соединен с одним из входов компаратора 2 и одним иэ входов компаратора 1, второй вход которого эаземлен. Вхор 20 устройства соединен с вторым входом компаратора 2 и с одним из входов компаратора 3, второй вход которого зэземлен. Выходы элементов И 8 и 9 являются выходами 21 и 22 устройства,Устройство работает следующим обраКомпараторы 1 и 3 преобразовывают входные синусоидальные сигналы устройства в импульсные напряжения типа "меандр", фронты которых совпадают с ближайшими моментами перехода входных напряжений устройства через нулевые значения. На выходе компаратора 2 также формируется импульсное напряжение типа "меандр" с фронтами, совпадающими с ближайшими моментами равенства мгновенных значений амплитуд сравниваемых напряжений. Из этих трех импульсов напряжений и импульсных напряжений с выходов генератора 10 импульсов и делителя 11 частоты формируются с помощью логических элементов И 4 - 7 следующие напряжения:на выходе элемента И 4 - импульсное напряжение цб во втором полупериоде сравниваемых напряжений, передний фронт которого определяется моментом равенства нулю мгновенного значения амплитуды второго из сравниваемых напряжений, задний фронт этого импульса совпадает с моментом равенства мгновенных значений амплитуд сравниваемых напряжений;на выходе элемента И 5 - импульсное напряжение об во втором полупериоде сравниваемых напряжений, передний фронт которого совпадает с моментом равенства мгновенных значений амплитуд входных напряжений, задний фронт этого импульса совпадает с моментом равенства нулю мгновенного значения амплитуды первого из сравниваемых напряжений;на выходе элемента И 6 - импульсное напряжение во втором полупериоде сравниваемых напряжений, передний и задний фронты которого определяются соответственно моментами равенства нулю мгновенных значений амплитуд второго и первого сравниваемых напряжений, при этом данныйимпульг, заполнен импульсами более высокой частоты с выхода генератора 10;на выходе элемента И 7 - импульсноенапряжение оз в первом полупериоде сравниваемых напряжений, передний и задний 5фронты которого определяются соответственно моментами равенства нулю мгновенных значений амплитуд второго и первогосравниваемых напряжений, при этом данный импульс заполнеч импульсами с выхода делителя 11 частоты.Так как частота импульсов, заполняющих импульс на выходе элемента И 6, в двараза больше, чем частота импульсов, заполняющих импульс на выходе элемента И 157, то в момент времени, соответствующийполовине длительности импульса на выходеэлемента И 7, коды счетчиков 15 и 16 совпадают, и в этот момент времени на выходекомпаратора 17 появляется импульс. Этим 20импульсом триггер 14 возвращается в исходное состояние, из которого он былвыведен импульсом с выхода компаратора1. Таким образом, на выходе триггера 14формируется импульс и 4 напряжения, длительность которого вдвое меньше, чем длительность импульса на выходе элемента И 7,От импульса с выхода элемента И 4 опрокидывается триггер 13, который возвращается в исходное состояние импульсом с 30выхода элемента И 5,Импульсы с выходов триггеров 13 и 14поступают на входы элементов И 8 и 9. Еслиимпульс, формируемый на выходе триггера14, короче импульса, сформированного на 35выходе элемента И 4, то импульс появляется на выходе 21 устройства и это свидетельствует о том, что амплитуда первого изсравниваемых напряжения оф) большеамплитуды второго из сравниваемых напряжений ц 2(т). Эта информация на выходе элемента И 8 появляется в моментвремени, соответствующий середине второго полупериода второго из сравниваемыхнапряжений. Если первый иэ импульсов, 45сформированных на выходе элементов И 4и 5, короче импульса, сформированного навыходе триггера 14, то импульс появляется на выходе 22 устройства, Это свидетельствует о том, что 01(1) меньше 02(1), Таким образом, в зависимости от соотношений амплитуд входных напряжений устройства информация появляется либо на выходе 21. либо на выходе 22 устройства.В момент времени, соответствующий спаду второго из импульсов, сформированных на выходах элементов И 4 и 5, триггер 12 возвращается в исходное состояние, от спада импульса с выхода этого триггера срабатыаает блок 18 сброса, сбрасывая счетчики 15 и 16. Формула изобретения Способ сравнения амплитуд двух переменных напряжений, заключающийся в том, что в первом полупериоде сравниваемых напряжений определяют длительность временного интервала от момента перехода через нулевое значечие из отрицательной (положительной) области первого напряжения до момента перехода через нулевое значение из положительной (отрицательной) области второго напряжения, формируют три импульса, задний фронт первого импульса и передний фронт второго импульсов формируют одновременно в момент равенства мгновенных значений сравниваемых напряжений во втором полупериоде этих напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и достоверности сравнения, длительность третьего импульса устанавливают равной половине длительности укаэанного временного интервала, передние фронты первого и третьего импульсов формируют в момент перехода через нулевое значение из положител ь ной (отри цател ьной) области первого напряжения, задний фронт второго импульса формируют в момент перехода через нулевое значение из отрицательной (положительной) области второго напряжения, а о соотношении амплитуд сравниваемых напряжений судят по совпадению во времени третьего импульса только с первым импульсом или с первым и вторым импульсами,.О Корректор А. Осаул едак роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 акаэ 339 Тираж 415 ПОдписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5