Дифференциатор переменного тока

ОП ИС ИЗОБРЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 468256 ВТОР СКОМУ С(61) Дополнительное к авт (22) Заявлено 08,04.74 (2 М, Кл.С присоединением за осударственныи номитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий З)Приоритет ДК81.33-(088,Опубликовано 25.04.75, Б Дата опубликования описан и М. Г. Сыт. Сичиков, А. Н. Сте 7) Заявитель РЕНЦИАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к устройствам для дифференцирования огибающей амплитудно- модулированного напряжения и может быть использовано в качестве дифференцирующего устройства для систем автоматического регулирования и управления, работающих на переменном токе.Известен дифференциатор переменного тока, содержащий источники входного сигнала и опорного напряжения, запоминающий элемент и последовательно соединенные первый прерыватель и дифференцирующий элемент.Однако в известном устройстве в установившемся режиме и прп ненулевом входном напряжении на выходе дифференциатора 1 присутствует знакопеременное напряжение, обусловленное воздействием изменения текущего значения напряжения несущей частоты на дифференцирующем элементе за время замкнутого состояния прерывателя. 20Но в ряде случаев такая форма выходного сигнала неприемлема, в частности, для систем автоматического регулирования с релейным выходом, где напряжение, обусловленное изменением текущего значения несу- И(72) Авторы изобретения С. И, Сиротин щей за время замкнутого состоянии прерывателя, будет помехой, так как в этихсистемах состояние испошщтельного релейного элемента определяется наличием подаваемых на его вход импульсов определенной полярности,Кроме того, в таком устройстве замыкание прерывателя происходит при увеличениисинусоидального опорного напряжения вышеопределенного уровня, обычно не стабильного. Это приводит к нестабильности фазысрабатывания прерывателя и, следовательно,к нестабильности уровня напряжепя несущей, подаваемого через прерыватель надифференцируюший элемент В результате ввыходном сигнале дифференциатора появтиется дополнительная помеха.Цель изобретения - повышение точности,Ди этого в предлагаемом устройствеисточник опорного напряжении через дополнительно введенные последовательно соединенные фазовращатель, генератор импульсови блок задержки подсоединен к управляющему входу первого прерывателя, иггочниквходного сигнала подключен к входу допол3нительно введенного второго прерывателя, а управляющий вход второго прерывателя подключен к выходу генератора импульсов, выход второго прерывателя подсоединен к запоминающему элементу и к входу второ-, го прерывателя.На фиг. 1 приведена блок-схема дифференциатора переменного тока; на фиг. 2- эпюры напряжений, поясняющие работу диф-, ференциатора, 16 Дифференциатор переменного тока содержит прерыватели 1 и 2, запоминающий 3 и дифференцирующий 4 элементы, фаэовращатель 5, генератор импульсов 6, блок задержки 7.Устройство работает следуюшим образом.Опорное напряжение Ц 0, применяемоев системах автоматического управления и 20 регулирования для эапитки датчикон рассогласования и поэтому совпадающее по фазе или находящееся в противофазе с напряжением первой гармоники амплитудно-, модулированного сигнала, снимаемогоста ких датчиков и,являющегося входным напряжением О ВХ, поступает на фазовра щатель 5, осуществляющий сдвиг опорного напряжения Цо на фиксированный угол,о30 близкий к 90, Такой фазовращатель может быть выполнен на базе интегрирующего усилителя, Напряжение О с выхода фазовращателя 5 поступает йа генератор 6 и запускает его в моменты одноименных переходов напряжения через нуль.Импульсы Ц с генератора 6 поступа 2ют на управляющий вход прерывателя 1, который замыкается на время действия импульса. При замыкании прерывателя 1 40 производится выборка из входного напряжения ЦХ и запоминание этой выборкина элементе 3, причем запомненное на конденсаторе напряжение соответствует 45 величине входного сигнала О в момент окончательной выборки.Конец выборки целесообразно совмещать с моментами экстремумов первой гармоники входного напряжения Ок, так как, щво-первых, в эти моменты времени мгновенные значения квадратурной составпяк-; щей и четных гармоник близки к пулю и, во-вторых, существенно уменьшается влияние нестабильности моментов срабатывания прерывателя 1, которая приводит к нестабильности фазы выборки, а следовательно, и к изменению напряжения выборки,запоминаемого на конденсаторе,Напряжение с запоминающего элемента3 через прерыватель 2, замыкающийсяпосле размыкания прерывателя 1, поступа, ет на дифференцирующий элемент, состоящийиз конденсатора и резистора, Поэтому выходное напряжение Ц дифференциатора,выхснимаемое с резистора, представляет собой последовательность импульсов переразряда конденсатора дифференцирующего элемента, вызванного приращением напряжения Ц на запоминающем элементепри изменении огибающей входного сигнала 08(Схема управления прерывателем 2 выполнена в виде блока задержки 7, подключенного к выходу генератора 6, Последовательность импульсов Ц на выходе блока задержки 7,сдвинута относительно последовательности импульсов ц на выходе генератора 6 на время, равное длительности импульса, и поступает на управляющий вход прерывателя 2. Каждый импульс последовательности Ц приводитк замыканию прерывателя 2 на время, равное длительности этого импульса, Замыка ние прерывателя 2 непосредственно после раэмыканияпрерывателя 1 поэволяетсвести к минимуму задержку выходногосигнала О дифферепциатора относительноЫхвыборки из входного сигнала ОбХДля обеспечения высокого быстродействия дифферепциатора постоянная . времени дифференцирующего блока должна быть выбрана достаточной для обеспечения полного переэаряда конденсатора эа время замкнутого состояния прерывателя 2. И с другой стороны, соотношение емкостей запоминающего элемента 3 и конденсатора : дифференцирующего блока желательно выбирать таковым, чтобы при перезаряде этих конденсаторов во время замыкания прерывателя 2 напряжение на запоминающем эле.енте 3 существенно не изменялось, Невыполнение этих условий приводит к появлению постоянной времени запаздывания дифференциатора, так как при срабатывании прерывателей после прекращения изменения входного напряжения 3 все же происходитЬХдоэаряд конденсаторов и появцяется напря жение на выходе дифференциатора,5Так как импульсы перезаряда конденсатора дифференцируюшего элемента, являющиеся выходным сигналом Ц диффе ф ренциатора, вызваны приращением напряжемния ц на запоминающем элементе 3 и,Сследовательно, их значения пропорциональны приращениям огибающей за период не сущей частоты, то огибающая как средних так и амплитудных значений этих импуль О сов является производной от огибающей входного напряжения Цдифференциатора.Предмет изобретения"ИДифференциатор переменного тока, содержащийисточникйвходного сигнала и опор- ( 6ного напряжения, запоминающий элемент и последовательно соединенные первый прерыватель и дифференцирующий элемент, отличающийся тем,что,с целью повышения точности, источник опорного напряжения через дополнительно введенные последовательно соединенные фазовращатель, генератор импульсов и блок задержки подсоединен к управляющему входу первого прерывателя, источник входного сигнала подклюнен к входу дополнительно введенного второго прерывателя, а управляюшнй вход второго прерывателя подключен к выходу генератора импульсов, выход второго прерывателя подсоединен к запоминающему элементу и к входу второго прерывателя.