Способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами и устройство для его осуществления

О"ПИ-С А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистическими Республик(22) Заявлено 310778 (21)2667405/18-21с присоединением заявки Ио -(51) М. Кл. С 01 й 25/04 3 осударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СГОСОБ УСТАНОВКИ КВАДРАТУРЫ МЕЖДУ ДВУМЯ ГАРМОНИЧЕСКИМИ СИГНАЛАМИ И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в приборах допускового контроля параметров комплексных сопротивлений, мостах и компенсаторах 5 переменного тока.Известен способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами, реализованный в устройстве и основанный на формировании допол О нительных сигналов, причем первый дополнительный сигнал равен временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода одного из гармонических сигналов через нулевой уро вень с минуса на плюс (с плюса на минус), а конец совпадает с ближайшей точкой перехода второго гармонического.сигнала с минуса на плюс (с плюса на минус), второй дополнительный сигО нал равен временному интервалу, начало которого совпадает с точкой перехода второго гармонического сигнала с минуса на плюс (с плюса на минус), а конец совпадает С ближайшей 25 точкой перехода первого гармоничес-.кого сигнала через нулевой уровень с плюса на минус (с минуса на плюс), третий дополнительный сигнал пропорционален разности первого и второго, 3 О 2дополнительных сигналов, а инФормацию о направлении отклонения Фазового сдвига между гармоническими сигналами от квадратуры получают по знаку третьего дополнительного сигнала ЩНедостатком способа является его низкое быстродействие, так как для получения информации о направлении отклонения действительного фазового сдвига между гармоническими сигналами от квадратуры требуется интервал времени от половины периода до полутора периодов одного из них в зависимости от момента начала измерения,Известен способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналами (установление квадратуры между векторами суммы и разности сравниваемых гармонических сигналов), основанный на формировании дополнительных сигналов, причем, первый дополнительный сигнал (узкий импульс) сдормиро-, ван в момент достижения одним иэ сигналов своего положительного экстремального значения, второй дополнительный сигнал сформирован равным мгновенному значению второго гармонического сигнала в момент действия первого дополнительного сигнала, а инФормацию о направлении отклонения фазовогосдвига между двумя гармоническими сигналами от квадратуры получают по знаку второго дополнительного сигнала(2Недостатком иэнестногс способа является его низкое быстродействие, таккак информацию о направлении отклонения дейстнительного Фазового сдвигамежду двумя гармоническими сигналамиот квадратуры получают один раз завремя, равное периоду одного иэ гармонических сигналов, взятого за опорный, 10Известно устройство для установкиквадратуры между двумя гармоническимисигналами (установление квадратурымежду векторами суммы и разности сравниваемых гармонических сигналов) 2), 15содержащее два блока согласования,выход одного из которых через формирователь положительного экстремума соединен с управляющим входом ключа,сигнальный вход которого подключен к 2 Овыходу второго блока согласования 2)Недостатком известного устройстваявляется его низкое быстродействие,так как информацию о направлении отклонения действительного Фазовогосдвига между двумя гармоническими сигналами от квадратуры получают одинраэ за врймя, равное периоду одногоиз гармонических сигналов, взятого эаопорный.Цель изобретения - повышение быстродействия.Цель достигается тем, что в способе установки квадратуры между двумягармоническими сигналами, основанномна получении дополнительных сигн 0 лон,причем первый дополнительный сигнал(узкий импульс) сФормирован в моментдостижения одним из гармоническихсигналов своего положительного экстремума, второй дополнительный сигнал 4 ОсФормирован равным мгновенному значению второго гармонического сигнала нмомент действия первого дополнительного сигнала, Формируют третий дополнительный сигнал (узкий импульс) вмомент достижения первым гармоническим сигналом своего отрицательногоэкстремума, формируют четвертый дополнительный сигнал, равный мгновенному, значению второго гармоническогосигнала в момент действия третьегодополнительного сигнала, Формируютпятый и шестой дополнительные сигналы, равные мгновенным значениям первого гармонического сигнала в моменты фдействия первого и третьего дополнительных сигналов соответственно,Формируют седьмой дополнительныйсигнал, знак которого зависит от соотношения знаков второго и пятогоили четвертого и шестого дополнительных сигналов, причем совпадение знаков этих сигналов соответствует отрицательному (положительному) значению, а несовпадение соответствуетположительному (отрицательному) значению седьмого дополнительного сигнала, информацию о направлении отклонения действительного Фазового сдвигаот квадратуры Формируют по знакуседьмого дополнительного сигнала.Реализация предлагаемого способадостигается тем, что устройство, содержащее первый и второй блоки согласования, выход первого из которых соединен со входом формирователя положительного экстремума, а выход второго блока согласования подсоединен ксигнальному входу первого ключа, снабжено нторым ключом, формирователемотрицательного экстремума, элементомИЛИ и сумматором по модулю дна, причем выход первого блока согласованиясоединен с сигнальным входом второгоключа и через формирователь отрицательного экстремума с одним из входов элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к выходу Формирователя положительного экстремума, а выход - куправляющим входам первого и второгоключей, выходы которых подсоединенысоответственно к первому и нторомувходам сумматора по модулю два,Формирование седьмого дополнительного сигнала, полярность которогозависит от соотношения мгновенныхзначений первого и второго гармонических сигналов в момент достиженияпервым гармоническим сигналом своегоближайшего от начала измерения любого (положительного или отрицательного) экстремума, позволяет получитьинформацию о направлении отклонениядействительного Фазового сднига между двумя гармоническими сигналами отквадратуры эа время не более половины периода гармонического сигнала,взятого эа опорный.На фиг. 1 изображены временныедиаграммы (диаграмм фиг. 1 а соотнетствуют случаю действительного фазового сдвига между гармоническими сигналами 7 с/2, диаграммы фиг. 16 - фазовому сдвигу1/2); на фиг. 2блок-схема устройства, реализующегопредлагаемый способ.Способ осуществляется следующимобразом.В моменты достижения одним иэ гармонических сигналов, например О 1, положительного и отрицательного экстремумов формируются соответственно первый и третий дополнительные сигналы(фиг, 1 а строка в), Формируют второйи четвертый дополнительные сигналы(фиг. 1 а строка с), равные мгновенным значениям гармонического сигналаО, и пятый и шестой дополнительныесигналы (фиг. 1 а, строка д), равныемгновенным значениям гармоническогосигнала О,(фиг, 1 а строка а), По соотношению знаков второго и пятогоили четвертого и шестого дополнительных сигналов Формируют седьмой дополнительный сигнал (Фиг, 1 а, строка е)Ири действительном фазовом сдвиге между гармоническими сигналами О к О меньше с/2 знаки второго и пятого или четвертого и шестого дополнительных сигналов совпадают и седьмой дополнительный сигнал имеет отрицательную полярность (фиг, 1 а,строка е) а при действительном фазовом сдвиге между гармоническими сигналами О к О больше Х/2 (фиг, 1 б) знаки второго и пятого или четвертого к шестого дополнительных сигналов противоположны и седьмой дополнительный сигнал имеет положительную полярность(Фиг. 1 б, строка е).Устройство (фиг. 2), реализующее предлагаемый способ, содержит первый 15 и второй блоки согласования 1 и 2, формирователи положительного 3 и отрицательного 4 экстремумов, элемент ИЛИ 5, ключи б к 7, сумматор по модулю два 8. 2 ОГармонические сигналы О и О (фиг. 1, строка а), между которыми требуется установить квадратуру, через первый и второй блоки согласования 1 и 2 поступают на сигнальные д входы ключей б и 7 соответственно, а сигнал О, кроме того, и на входы Формирователей положительного 3 и отрицательного 4 экстремумов, узкие импульсы с выходов которых э моменты достижения сигналом О соответственно положительного и отрицательногоэкстремумов подаются на входы элемента ИЛИ 5, импульсы (фиг. 1, строка Ь),с выхода которого открывают ключи б и З7. Сигналы (фиг. 1, строки с и д) с их выходов, равные мгновенным значениям гармонических сигналов О 4 и О 2соответственно в моменты подачи импульсов со схемы ИЛИ 5, поступают напервый и второй входы сумматора по 4 Омодулю два 8, полярность сигнала (фиг. 1, строка,е), на выходе которого дает однозначную информацию о направлении отклонения действительного фазового сдвига между гармоническими сигналами О и О от квадратуры.Использование предлагаемогоспособа и устройства, его реализующего, позволяет значительно повысить быстродействие установления квадратуры между двумя гармоническими сигналами,Формула изобретения1. Способ установки квадратуры между двумя гармоническими сигналамк, основанный на Формировании дополнительных сигналов, причем первый дополнительный сигнал (узкий импульс) сформирован в момент достижения одним иэ гармонических сигналов своего положительного экстремума, второй дополнительный сигнал сформирован равным мгновенному значению второго гармонического сигнала э момент действияпервого дополнительного сигнала, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це лью повышения быстродействия, Формируют третий дополнительный сигнал (узкий импульс) в моме т достижения первым гармоническим сигналом своего отрицательного экстремума, формируют четвертый дополнительный сигнал, равный мгновенному значению второго гармонического сигнала в момент действиятретьего дополнительного сигнала,формируют пятый к шестой дополнктельные сигналы, равные мгновенным значениям перэого гармонического сигнала в моменты действкя первого к третьего дополнительных сигналов соответственно, формируют седьмой дополнительный сигнал, знак которого зависит от соотношения знаков второго и пятого кли четвертого и шестого дополнительных сигналов, причем совпадение знаков этих сигналов соответствует отрицательному (положительному) значению, а несовпадение соответствует положительному (отрицательному) зна- чению седьмого дополнительного сигна ла, информацию о направлении отклоне ния действительного фазового сдвига от квадратуры формируют по знаку седьмого дополнительного сигнала.2, Устройство, реализующее способ по п, 1, содержащее первый к второй блоки согласования, вьссод первого из которых соединен со входом Формирователя положительного экстремума, а выход второго блока согласования подсоединен к сигнальному входу первого ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено вторым ключом, формирователем отрицательного экстремума, элементом ИЛИ и сумматором по модулю два, причем выход первого блока согласования соединен с сигнальнымвходом второго ключа к через Формиро.ватель отрицательного экстремума содним из входов элемента ИЛИ, второйвход которого подсоединен к эьыодуформирователя положительного экстремума, а выход к управляющим входампервого и второго ключей, выходы которых подсоединены соответственно кпервому и второму входам сумматорапо модулю два.Источники информации,принятые во внимание прк экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 568896, кл, С 01 В 17/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2498799/24,кл. С 01 В 19/06, 1977,798027 в Составитель М. Барашковор Н. Кешеля Техред Н. Бабурка Корректор И Муск з 8344/52 П е Редакт и откая 4/ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Провктна Тираж 1019 ВНИИПИ Государственного по делам изобретвни 035, Москва, Ж, Рауш