Преобразователь фазового угла в напряжение

О П И С А Н И Е (п)981900ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспубики АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВ 6 ) Дополнительное к авт. свид 95011/18-21 (5(22)Заявлено с присоединен 8.05.81 (2 6 01 В 25 00 ем зая сударстввииый каиитв СССР о двлзи изааретеиий и открытийИ. Зот А.В шо ат тделение Всесоюзного научно-ис института электромеханики 1) Заявит ЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО УГЛА В НАПРЯ 1(ЕНИЕ бре цеским изме лям, в цаст фазового уг налов в нап Известно формировате ный триггер ка, ключ, к сующий усил частоты в ина ние относится к электрирительным преобразоватености к преобразователям ла двух электрицеских си ряжение,устройство, содержащее ли импульсов, измерительисточник зарядного тоонденсатор памяти, согла итель, преобразователь остоянный ток1 3,Недостатком данного устройстваявляется невысокая точность преобразователя обусловленная тем, чтонапряжение на конденсаторе памяти,пропорциональное величине фазовогоугла, иэ-за частичного разряда кон"денсатора не остается постоянным втечение периода,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее первый и второй входные усилители-ограничители,два усилителя-интегратора с разрядными ключами в цепях обратной связи,блок фиксации аналогового сигнала,Фсодержащий третий усилитель-интегратор и два ключа 2 ),5Недостатком этого устройства является невысокая точность преобразования, обусловленная тем, чтоовыходное напряжение схемы фиксациианалогового сигнала, пропорциональное фазовому углу, в течение периодане остается постоянным из-за разряда конденсатора в цепи обратной связи усилителя-интегратора, Конденсатор разряжается в течение периодатем больше, чем ниже частота исследуемого сигнала. Поэтому погрешность преобразователя увеличивает 2 о ся с понижением частоты входных сигЦель изобретения - повышенности преобразования,981900 3Указанная цель достигается тем,что в преобразователе, содержащемпервый и второй формирователи импульсов, два интегратора, четыре ключа,два из которых включены в цепи обратной связи интеграторов, источникразнополярногоэталонного напряжения, введены дополнительно аналоговый сумматор, две дифференцирующиецепочки, причем управляющие входы 1 Одвух ключей соединены с выходомпервого формирователя импульсов, входы соединены с источником разнополярного эталонного напряжения, выходпервого ключа соединен с входом первого .интегратора , выход второгоключа соединен с входом второго ин-.тегратора, выход первого Формирователя импульсов через первую диЦференцирующую цепь соединен с управляющим входом ключа в обратной связипервого интегратора, а выход второго Формирователя импульсов через втоРую дифференцирующую цепь соединен суправляющим входом ключа в обратной 25связи второго интегратора, а выходыинтеграторов соединены с входами аналогового сумматора,На Фиг. 1 приведена структурная 30электрическая схема преобразователя,на фиг, 2 - временная диаграмма работы преобразователя,Преобразователь содержит Формирователи 1 и 2, импульсов электрон 35ные ключи 3-6, интеграторы 7 и 8,дифференцирующие цепи 9 и 10, аналоговый сумматор 11, источник 12разнополярного напряжения.В преобразователе фазового угла в40напряжение выход Формирователя 1 импульсов соединен с управляющими входами ключей 3 и 5 и входом дифференцирующей цепи 9, Выход ключа 3 соединен с входом интегратора 7, в цепь45обратной связи которого включен ключ4, Выход ключа 5 соединен с входоминтегратора 8, в цепи обратной свя -зи которого включен ключ 6, Выход Формирователя 1 соединен через дифференцирующую цепь 9 с управляющим вхо 50дом ключа 4, а выход Формирователя 2импульсов через дифференцирующукцепь 1 О соединен с управляющим входомключа б. Входы ключей 3 и 5 подклюцены к,источнику 12 разнополярногонапряжения, а выходы интеграторов 7и 8 подключены к входам аналогового сумматора 11. Преобразователь работает следующим образом,На входы формирователей 1 и 2,поступают периодически изменяющиеся напряжения одной частоты, но сдвинутые по фазе, из которых Формируются напряжения прямоугольной Формы од.ной полярности (фиг, 2 а),Прямоугольные импульсы с Формирователя 1 поступают на управляющие входы двухпозиционных электронных ключей 3и 5, которые попеременно подключаютк входам интеграторов 7 и 8 эталонные напряжения разной полярности,причем с приходом импульсов на входинтегратора 7 прикладывается напряжение отрицательной полярности, а навход интегратора 8 прикладываетсянапряжение положительной полярности,Когда импульс на выходе Формирователя 1 отсутствует, напряжения, прикладываемые ко входам интеграторов 7 и8, изменяются на противоположную полярность, В результате интегрирования полученных прямоугольных импульсов на выходе интеграторов 7 и 8 образуется напряжение треугольной Формы (фиг, 2 г, д). При этом напряжение на выходе интегратора 7 всегдаимеет положительную полярность, Приподключении .ко входу интегратора 7напряжения отрицательной полярностивыходное напряжение положительногознака нарастает по линейному законуот нулевого уровня,При смене полярности входногонапряжения выходное напряжение линейно уменьшается до нулевого уровня, Если по каким-либо причинам выходное напряжение интегратора 7 недойдет до нулевого уровня, то в результате открывания ключа 4 произойдет принудительная фиксация нулевого уровня выходного напряжения,Этот ключ открывается на короткоевремя импульсами (фиг. 2 б), поступающими с диффвренцирующей цепиполученными в результате дифференцирования передних Фронтов импульсов формирователя 1. Поскольку ключ4 является проводящим для входногонапряжения любого знака при наличиисигнала на управляющем входе ключа,то производится автоматическая привязка выходного напряжения интегратора 7 к нулевому уровню и поэтомуего выходное напряжение имеет треугольную форму положительной полярности.ния, т,е, повышается точность преобразования Формула изобретения Преобразователь фазового угла внапряжение, содержащий первый и вто"рой Формирователи импульсов, дваинтегратора, четыре ключа, два из:которых включены в цепи обратнойсвязи интеграторов, источник разнополярного эталонного напряжения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности преобра-зования, введены дополнительно аналоговый сумматор, две дифференци- .рующие цепи, причем управляющие входы двух ключей соединены с выходамипервого Формирователя импульсов,входы соединены с источником разнополярного эталонного напряжения, выход первого ключа соединен с входом первого интегратора, выход второго ключа соединен с входом второгоинтегратора, выход первого формирователя импульсов через первую дифференцирующую цепь соединен с управляющим входом ключа в обратной связипервого интегратора, выход второгоФормирователя импульсов через втоРую дифференцирующую цепь соединенс управляющим входом ключа в обратной связи второго интегратора, авыходы интеграторов соединены с входами аналогового сумматора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР370544) кл. С 01 К 25/00 1971,2. Авторское свидетельство СССРМ 569965, кл. С 01 й 25/00, 1976. 5 981900Аналогично раЬотает сема, состоящая из ключей 5 и б, Формирователя 2, дифференцирующей цепи 10,интегратора 8, которая также формирует напряжение треугольной Формы 5(Фиг. 2 д). Однако в зависимости отфазового сдвига между входными сигналами формирователей изменяетсяуровень привязки выходного напряжения треугольной Формы интегратора 8, фПривязка обеспечивается открыванием на короткое время ключа 6 импульсами дифференцирующей цепи 10, которые получаются от дифференцированияпередних Фронтов импульсов форми фрователя 2 (Фиг, 2 в),В результате этого полярность выходного треугольного напряжения интегратора 8 в зависимости от Фазового сдвига между входными сигналами фможет изменяться от отрицательнойдо положительной. Постоянная времени интеграторов 7 и 8 выбрана одинаковой, поэтому наклон выходногонапряжения обоих интеграторов также фодинаков,С выходов интеграторов 7 и 8 напряжения треугольной Формы поступа-.ют на входы аналогового сумматора11, на выходе которого в результате ЗОсуммирования получается постоянноенапряжение. Величина этого напряжения пропорциональна фазовому углумежду входными сигналами,Выходной сигнал устройства образу-ззется как сумма линейно нарастающего и линейно убывающего напряжения,поэтому интегратор не работает врежиме запоминания, что имеет местов известном устройстве, За счет этого исключается погрешность запомина".Кищту ушкина комитета СССРи открытийаушская наб., д. 1/5 Проектна г, жг Зчэказ Ч 703/61 ВНИИПИ по д 113035