Устройство для измерения отношения синусоидальных сигналов

Воеос.ознояттатент о: " оиаж бяи те" ,К А О ПИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Рес публииК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваКл, 21 е, 36/О.1 Х.1968 ( 1274692/18 аявлен с присоединением заявкиМПК митет по дел риоритетпубликовано 20.Х 1,1969. Бюллетень36ата опубликования описания 4.17.1970 изобретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 621.317,6(088,8) Авторыизобретени В ухштейн, И ерг и Г, М. 1 тешков аявит СТРОИСТВО ДЛЯ СИНУСОИДА МЕРЕНИЯ ОТНОШЕННЫХ СИГНАЛОВ ров требуется найти отношение ортогональньх составляющих вектора напряжения У, к амплитудному значению вектора Е/, в широком динамическом диапазоне.Известно, что для определения ортогональных составляющих синус оидального напряженияния, могут использоваться фазочувствительные детекторы, управляемые соответствующими устройствами. Но такие схемы не позволяют получить отношение ортотональных составляющих напряжения к опорному сигналу без дополнительных функциональных преобразователей.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что к фазочувствительным детекторам подключено спусковое устройство, состоящее из двух триггеров, соединенных между собой последовательно через электронный коммутатор порогов срабатывания второго триггера.Это позволяет при простом конструктивном выполнении получить отношение ортогональных составляющих синусоидального сигнала к опорному непосредственно в фазочувствительных детектор ах с высоким быстродействиемм, что обеспечивает автоматизацию процесса измерения и повышает производительность.На фиг. 1 данустройства; на к облможетозданиер,ки асти электро- быть испольи аппаратуры трансформатоматоров переменного тся два синусоидаль= У,яппи;= - созтр и углоУ,Г 2- яп ая б=огрешности 25атораприкраттока.мато Для полнои необходимо с У, = (0,1 - :1,2) У ном диапазоне Таким образом поверкиять его,п,т.е.визменениядля поверк ансформ ешности енадцати рвичного трансфор Изобретение относитеизмерительной техникизовано, например, придля автоматической поров тока.При поверке трансфотока, как правило, имеюных сигнала: где У, - опорныи сигнал вектору первичного токаЬз - измеряемый сиги ый разности приведеннь ного и вторичного токов;ср - сдвиг фаз между о мым напряжениями.Мерой погрешности пов атора является токовая а блок-схема предлагаемого фиг, 2 - спусковое устрой(6) Если эти условия фазочувствительных 2)2 Со ППУ,2 К,СУт,а -пж У 1выполнены, то на выходедетекторов получим2 Уо81 пв: о;(7) Пе п-,ство; на фиг. 3 - эпюры напряжений, формируемых в с)пусковом устройстве,Блок-схема электронного устройства для измерения отношения синусоидальных сигналов состоит из спускового устройства 1, фазочувствительных детекторов 2 и 3, интегрирующего усилителя 4 и анализаторов 5 и б результатов измерений,Спусковое устройство (см. фиг. 2) содержит несимметричный триггер (транзисторы 7 и 8), ключ 9, симметричный триггер (транзисторы 10 и 11), усилитель импульсов запуска (транзисторы 12 и 13), эмиттерное сопротивление 14, опорный диод 15,усилитель мощности на транзисторах 1 б и 17 и выходной трансформатор 18.В предлагаемом устройстве, кроме имеющихся двух сигналов, необходимо иметь сигнал, который изменяется по закону Для решения поставленной задачи необходимо выполнять два условия:с) г + (о 1 г = 2 пл;А -) Уов 1 п2 У,где ,), - постоянное опорное напряжение.Или, что то же самое,гоз 1 по)1, =У,гов 1 п гУ,т, е. выходные напряжения оказываются пропорциональными искомым отношениям ортогональных составляющих вектора напряжения Гг к амплитуде (1, или, при поверке трансформаторов, погрешностям последних.Импульсное управляющее напряжение для фазочувствительных детекторов вырабатывается спусковым устройством, имеющим два порога срабатывания с 10 и - Уо, На вход спускового устройства подается сигнал Ь 1 = Ув 1 по)1 (см. фиг. З,а).Для выполнения условий (5) и (6) спусковое устройство должно срабатывать на монотонном участке функции У, когда с), поочередно равно Уо и - с 1,. Тогда на,выходе спускового устройства получаюгся имгде К - постоянный коэффициент.Это легко достигается )с помощью интегри рующего усилителя, на вход которого подаегся напряжение с)г.Сигналы Уг и У, поступают на фазочувствительные детекторы 2 и 3, управляемые импульсным напряжением. Фронты импуль сов соответствуют по фазек 11+ 2 Кп;т;в) г -)- 2 Кап,где К - любое целое число;15 2 а)т - ,период повторения управляющегонапряжения,Постоянные составляющие выходных напряжений фазочувствительных детекторовсоответственно равны 20 пульсы (см. фиг. З,б), фронты которых имеютугловые координатыА= агсв 1 пУ,25 Если спусковое устройство срабатываетна нисходящем участке синусоиды, то на восходящем срабатывания быть не должно.В рассмотренном случае и= 1.При двенадцатикратном изменении сигнала З 0 У, окважность импульсов значительно изменяется, что усложняет подачу этих импульсов на фазочувствительный детектор, Поэтому для больших динамических диапазонов, входных сигналов целесообразнее применять спусЗ 5 ковое устройство, формирующее импульсыпри и=2 (см, фиг. З,в).Это значит, что если передний фронт импульса соответствует углу а 1, то задний должен соответствовать 4 л - о)11. При этом 40 скважность выходных импульсов изменяетсяв приемлемых пределах.На фиг. 2 дана схема спускового устройства, вырабатывающего импульсы при а=2.Основным элементом схемы является триггер 45 (транзисторы 7 и 8), порог срабатывания хоторого изменяется путем шунтирования опорного напряжения в эмиттере транзистора 8.Опорное напряжение управляется ключом9, который, в свою очередь, управляет сим метричным триггером (транзисторы 10 и 11).Усилитель на транзисторах 12 и 13 служит для формирования импульсов запуока симметричного триггера,Напряжение с 1 подается через сопротивле ние 11 к триггеру на транзисторах 7 и 8.Когда мгновенное значение напряжения У 2 достигает величины постоянного напряжениябазе транзистора 7, на коллекторе транзира 8 вырабатывается отрицательный фронт, потенциал коллектора транзистора 8 станогся приблизительно равным потенциалу иттера. Если в это время ключ 9 заперт, потенциал эмиттера транзистора 8 опредеется опорным диодом 15. Элементы схемы ссчитываются таким образом, чтобы потенал базы транзистора 7 в это время был иблизительно + Уо. Когда У, начинает еньшаться и достигает величины + Уо, трансторы 7 и 8 запираются, и на коллекторе анзистора 8 вырабатывается положительй фронт, который через усилитель на трансторах 12 и 13 опрокидывает триггеры на анзисторах 1 О и 11, При этом отпирается (юч 9. В следующий период напряжения У сле отпирания транзисторов 7 и 8 на базе анзистора 7 устанавливается потенциал У, так как диод 15 в это время зашунтиван. Следующее запирание транзисторов 78, а следовательно, и опрокидывание )иггера на транзисторах 10 и 11 наступает, )тда напряжение У, достигает величины -1 о25 Выходные импульсы триггера на транзистоах 10 и 11, пройдя усилитель мощности на занзисторах 1 б и 17, через трансформаторуправляют фазочувствительныии детектоами. Выходные импульсы спускового устрой- зО ва управляют фазочувствительными детекторами 2 и 3 см. фиг. 1). На вход детектора 2 подается измеряемое напряжение У., Постоянное напряжение с 1 на выходе этого детектора согласно выражению (7) пропорционально отношению реактивной составляющей вектора У к амплитудному значению У,. На вход детектора 3 подается напряжение Уз, получаемое с выхода инте-.рпрующего усилителя 4, Выходное напряжение Ь, детектора 8 согласно выражению (8) пропорционально отношению активной сосгавляющей У, к У.Напряжения с 1 и Г, псдаются на автоматические анализаторы 5 и б результатов измерения,Предмет изобретенияУстройство для измерения отношения синусоидальных сигналов, содержащее фазочувствительные детекторы, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и автоматизации процесса измерения отношечия ортогон альных составляющих синусоидального напряжения к амплитудному значению опорного напряжения и получения искомого отношения, непосредственно в фазочувствительных детекторах, к фазочувствительным детекторам подключено спусковое устройство, состоящее из двух триггеров, соединенных между собой последовательно через электронный коммутатор порогов срабатывания второго триггера.Состав итель Н. И. Ч ижевскаяедактор Т. Иванова Текрсд Л. В. Куклина Корректор Е. Н, Мироноваказ 1628 О Тираж 500 ПодписноеНИИПИ Комитета по делам изобрегений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж, Рзушская наб., д. 4/5Типография, и р. Сапунова,