Амплитудно-дифференциальный нуль-орган

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет С 01 Я 19/02 Государственный омнтет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения 71 Заявитель АМПЛИТУДНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛ ЬНЫ НУЛЬ-ОРГАН гарприсравбеннгахдо в по ам о "двиг ами, котфазовы Х/2 (от ит уде между ое ос сдвиет своюношенияническихвительференциалье два соаратор, я, элемент ент И 2).органа ительности сравнения Изобретение относится, к электроиэмерительной технике и может быть использовано в мостах и компенсаторах переменного тока.Известен амплитудно-дифференциальный нуль-орган, содержащий два согласующих устройства, выходы которых подключены к первому и второму входам сумматора, и три усилителя- ограничителя, выходы которых соединены с входами элемента И 1).Однако этот нуль-орган имеет трехканальную структуру, обусловленную необходимостью исключения неоднозначности информации, Кроме того, в нем из двух сравниваемых дополнительных сигналов только один измен величину при изменении соо амплитуд сравниваемых гарм сигналов, что снижает чувс ность,Известны амплитудно-диф ные нуль-органы, содержащи гласующих устройства, комп два усилителя-огоаличител ЗАПРЕТ, ййтегратор и элемНедостатком этого нуль является уменьшение чувст и соответственно точности монических сигнало плизменении фазовог аниваемыми сигнал ор о 5 о проявляется при хот +М/2 до + 3 к/23 Я/2) .Цель изобретения - повышение точности сравнения гармонических сиг О налов по амплитуде и исключение неоднозначности информации.Для этого в предлагаемое устройство, содержащее два согласующихустройства, выход одного из которыхподключен к одному из входов компаратора и через усилитель-ограничитель - к прямому входу элементаЗАПРЕТ, выход которого соединен содним из входов интегратора, инверсный вход элемента .ЗАПРЕТ подключен.к одному нэ входов элемента И и квыходу компаратора, второй вход которого соединен через усилительограничитель со вторым входом эле мента И, выход котороо .подсоединенко второму входу интегратора, введены блок управления и управляеьыйинвертор, причем выход второго согласующего устройства соединен содним иэ входов блока управления иинформационным входом управляемогоинвертора, подключенного выходом квходу второго усилителя-ограничителяи второму входу компаратора, управляющий вход управляемого инвертораподсоединен к одному из выходов блока управления, второй выход которогоподключен к управляющему входу интегратора, второй вход управляемого инвертора соединен с выходом первогоусилителя-ограничителя. 1 О При этом блок управления может содержать формирователь импульсов, четыре элемента И, ВЯ-триггер, два элемента ЗАПРЕТ, два элемента ИЛИ и два .Т-триггера, причем один из 15 входов блока управления соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам ВЬ- триггера, инверсным входом первого 20 и второго элементов ЗАПРЕТ и входам первого элемента .ИЛИ, выходы элементов ЗАПРЕТ подключены через второй элемент ИЛИ к одному иэ входов четвертого элемента И, выход .кото рого соединен со счетньм входсм одного из Т-триггеров, прямой выход которого соединен са счетным входом второго Т-триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен через третий ЭО элемент И К третьему входу второго элемента ИЛИ, инверсный выход первого Т-триггера подключен ко второму входу третьего элемента И, а инверсный выход второго Т-триггера соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход ЯЯ -триггера и прямой выход втоРого Т-триггера подключены к первому и второму выходам блока управления соответственно.Ла фиг. 1 представлена Функциональная схема предлагаемого нуль-органа,на фиг. 2 - функциональная схема блока управления; на Фиг. 3 и 4 - временные диаграммы, поясняющие работу нуль-органа (соответствуют 45 случаю, совпадения момента начала измерения с отрицательной полуволной сигнала Ч ); на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устрой-. ства, момент начала измерения совпа дает с положительной полуволной сигнала Ч ), на Фиг, 5 - графики зависимости точности сравнения гармонических сигналов по амплитуде от Фазового сдвига между ними. 55Нуль-.орган содержит согласующие устройства 1 и 2, компаратор 3, первый усилитель-ограничитель 4, элемент ЗАПРЕТ 5, интегратор 6, элемент И 7, второй усилитель - ограничитель щ 8, блок управления 9 и управляемый инвертор 10.Блок управления содержит формирователь импульсов 11, элементы И 12-15, йЯ-триггер 16, элементы ЗАПРЕТ 17 и 18, элементы ИЛИ 19 и20, два Т-триггера 21. и 22,Гармонический сигнал М черезсогласующее устроство 1 (см.фиг.Заи Фиг.4 а) поступает параллельно наодин из входов компаратора 3 и навход усилителя-ограничителя 4, сигнал с выхода которого (см. Фиг,З ви Фиг. 4 в) одновременно подается,на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 5 ина первый вход блока управления 9,т.е. на первые входы элементов И 12 и13.Гармонический сигнал Ч черезсогласующее устройство 2 (см.фиг.Заи фиг. 4 а) одновременно поступаетна информационный вход управляемогоинвертора 10 и на второй вход блокауправления 9, т,е, на вход формирователя импульсов 11, который вырабатывает короткий импульс на первом выходе (см. Фиг. 3 с и фиг.4 с)в момент достижения входньщ сигналом максимального значения, а навтором выходе (см.фиг. 3 й и фиг.46)в момент достижения минимальногозначения. Сигналы с выходов Формирователя импульсов 11 одновременнопоступают на вторые входы элементовИ 12 и 13, а также на прямые входыэлементов ЗАПРЕТ 17 и 18.Сигналы с выходов элементов И 12и 13 (см. Фиг. 3 е и й и Фиг.4 еи й ) одновременно подаются на первый"и второй входы ВЯ-триггера 16,входы элемента ИЛИ 19 и инверсныевходы элементов ЗАПРЕТ 17 и 18. Сигналы с выходов последних (см.фиг,З ои р и фиг. 4 о и р) поступают на. входы элемента ИЛИ 20. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 19 (см. Фиг, 3 ви фиг. 4 в) подается на один иэвходов элемента И 14, на второй входкоторого поступает сигнал с инверсного выхода Т-триггера 21 (см. Фиг.31и -Фиг.4 1 ), т.е. импульсы с выходаэлемента И 14 (см. Фиг. 3 и ифиг. 4 и) поступают на один из входов элемента ИЛИ 20 только в томслучае, когда Т-триггер 21 находится.в нулевом состоянии.Когда ближайшее от начал измерения амплитудное значение сигнала Чявляется отрицательным (см. Фиг. 3 а),первый импульс с выхода элементаИЛИ 19 (см. Фиг. 3 а) через элементИ 14 не передается (см. Фиг. Зп). Аесли ближайшее, от начала измеренияамплитудное значение сигнала Ч( является положительным (см. Фиг. 4 а),то первый импульс с выхода элементаИЛИ 19 (см. Фиг. 4 в), проходит череэ элемент И 14 (см, Фиг. 4 и) наодин из входов элемента ИЛИ 20, чтопозволяет сократить время ожиданияначала сравнения гармонических сиг 1 налов Ч и Ч по амплитуде.Формула изобртения С выхода элемента ИЛИ 20 сигнал (см. Фиг. 3 о и фиг, 4 с) подается на один из входов элемента И 14, на второй вход которого поступает сигнал с инверсного выхода Т-триггера 21 (см. Фиг. 3 ч и фиг., 4 ч), Поэтому с выхода элемента И 14 на вход счетчика, состоящего из т-триггеров 21 и 22, за время измерения могут поступить только два импульса (см. фиг. 3 г и фиг.4 г ) . Счетчик к началу измерения должен быть сброшен, т,е. с прюих выходов Т-триггеров и снимается сигнал низкого уровня (см, Фиг. 3 в и и, Фиг. 4 з и ц ) . С приходом первого импульса с Выхода элемента И 14 (см. Фиг. 3 и фиг. 4 г ) 5 триггер 21 перебрасывается в единичное состояние, и сигнал с его прямого выхода (см. фиг.Зэ и Фнг. 4 з ) поступает на вход Т-триггера 22. С приходом вто- рого импульса с выхода элемента И 14 (см. Фиг. Зг и Фиг. 4 г ) Т-триг.гер 21 перебрасывается в нулевое состояние (см. Фиг. 3 9 и Фиг. 4 8 ), а Т-триггер 22 - в единичное (см, 25 Фиг. 3 о и фиг, 4 ц ), и сигнал с его прямого выхода поступает и управляюиГяй вход интегратора 6.В лучае Фазового сдвига между сравнив.=.лкя;,:". гармоническими сигналами 3 Ои У , нахо.-:.в ;щегося э пределах от.,7/2 до + .Ы," с. =;: .-. 3 а и фиг, 4 а), ближайший от начала отсчета импульс с выхода элемента И 12 (см. Фиг. 3 а, е и Фиг 4 а е) 35 устанавливает ВБ-триггер 21 в единичное состояние (см. Фиг. 3 а, я и Фиг. 4 а, д), а в случае Фазовогосдвига между Ч и Ч в пределах Ю/2до 3 17/2 (см Фиг. 3 в и Фиг. 4 в) 40 ближайший от начала отсчета импульсс выхода элемента И 13 (см, фиг, 3 Ь,й и Фиг . 4 Ь, К) устанавливает ВБ- триггер 16 в нулевое состояние(см. Фиг, 3 Ь, у и фиг. 4 Ь, 9) .,ц Сигнал с прямого выхода ВБ-триггера подается на управляющий вход управляемого инвертора 10, который инвертирует гармонический сигнал Ч, (см. Фиг. 3 Ь и фиг. 4 Ь), подаваеьый на его информационный вход, при наличии сигнала низкого уровня с выхода ВБ-триггера и передает не- инвертированный входной сигнал (см. Фиг. 3 Ь, и Фиг. 4 Ь), если )1 Б-триггер 16 находится в единичном состоянии.Сигнал с выхода управляемого инвертора 10 инвертирован (см.фиг, 3 и и фиг. 4 Ь), если ВБ-тригГер 16 находится в единичном состоянии. ЬОСигнал с выхода управляемого инвертора 10 (см. Фиг. 3 Ь и фиг.4 Ь) одновременно подается на второй вход компаратора 3 и на вход усилителя- ограничителя 8, с выхода которого 65 сигнал (см, Фиг, 3 1 и фиг. 4 1)поступает на один из входов элементаИ 7, на второй вход которого подается сигнал с выхода компаратора 3(см. Фиг. 3 3 и Фиг, 4 3) . Крометого, сигнал с выхода компаратора 3одновременно поступае и на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 5, свыхода которого сигнал (см. Фиг. 3 ки Фиг. 4 к) подается на один иэинформационных входов интегратора 6,на второй информационный вход которогопоступает сигнал с выхода элементаИ 7 (см. Фиг. 3 строка, Х и Фиг.4 И . Уровень сигнала на выходе интегратора 6 (см.фиг. 3 ъ и Фиг. 4 ч)остается неизменным при подаче наего управляющий вход сигчала низкогоуровня (см. Фиг. ЗМ и фиг. 40 )и пропорционален разности длительностей сигналов, подаваемых на его инФормационные входы (см. Фиг. 3 к иЪ и Фиг. 4 к и Ъ) при наличии сигнала высокого уровня на его управлщощем входе (см. Фиг. 30 ифиг. 4 ц ) .Этим достигается устранение ложной информации, обусловленной изменением режима работы управляемого инвертора 10 (см. Фиг. 3 Ьи Фиг. 4 Ы.Полярность сигнала на выходе.интегратора 6 (см. Фиг. 3 а иФиг. 4 ы) несет однозначную информацию о соотношении амплитуд сравниваемых гармонических сигналов Ч( и Ч,причем точность сравнения, предлагаемого амплитудно-дифференциальногонуль-органа (см . Фиг . 5 Ь ) выше,чем у известных устройств (см. Фиг.5 а)при фазовых сдвигах между сравниваемыми гармоническими сигналами в диапазоне от Ф/2 до 3 77/2,Применение: предлагаемого амплитудно-дифференциального нуль-органадля сравнения гармонических сигналовпо амплитуде обеспечит по сравнениюс известными устройствами повышениеточности сравнения амплитуд гармонических сигналов при Фазовых сдвигахмежду сравниваемыми сигналами от)7/2 до 3 б/2 и исключение иеЬднозначности информации о соотношении амплитуд гармонических сигналовнезависимо от момента начала сравнения. 1. Амплитудно-дифференциальный нуль-орган, содержащий два согласующих устройства выход одного изр которых подключен к одному из входов компаратора и через усилитель- ограничитель - к прямому входу элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с одним из входов интегра687402 Фиатора, инверсный вход элементаЗАПРЕТ подключен к одному из входовэлемента И и к выходу компаратора,второй вход которого соединен черезвторой усилитель-ограничитель совторым входом элемента И, выходкоторого подсоединен ко второму входу,.интегратора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью позышенияточности сравнения гармоническихсигналов по амплитуде и исключениянеоднозначности информации, в неговведены блок управления и управляемый инвертор, причем выход второгосогласующего устройства соединен содним иэ. входов блока управленияи информационным входом управляемогоинвертора, подключенного выходом квходу второго усилителя-ограничителяи второму входу компаратора, управляющий вход управляемого инвертораподсоединен к одному из выходов блока управления, второй выход которогоподключен к управляющему входу интегратора, второй вход управляемогоинвертора соединен с выходом первогоусилителя-ограничителя,2. Нуль-орган по п,1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит формирователь импульсов, четыре элемента И, ВЯ-триггер, два элемента ЗАПРЕТ, два элемента ИЛИ и два Т-триггера, причемодин из входов блока управления соединен с первыми входами первогои второго элементов И, выходы которых подключены к соответствующимвходам Вя-триггера, инверсным входампервого и второго элементов ЗАПРЕТ 5 и входам первого элемента ИЛИ, выходы элементов ЗАПРЕТ подключены через второй элемент ИЛИ к одномуиз входов четвертого элемента И, выход которого соединен со счетным вхо О дом одного из Т-триггеров, прямойвыход которого соединен со счетнымвходом второго Т-триггера, выходпервого элзмента ИЛИ подключен черезтретий элемент И к третьему входувторого элемента ИЛИ, инверсныйвход первого Т-триггера подключенко второму входу третьего элементаИ, а инверсный выход второго Т-триггера соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход ВЯ-триггера и прямой выход второгоТ-триггера подключены к первому ивторому выходам блока управления соот. ветственно,25Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 417730, кл. С 01 В 19/02, 03.05.72.2, Авторское свидетельство СССР9 586419, кл. О 01 К 19/02, (позаявке 2144206), приоритет от 1306.75687402 97/55 Тирам 1090 ПодписЦЛИИПИ Государственного ксиитета СССРпо делам иэобретений и открытий3035, Москва, З, Раушская наб., д. ка илиал ППППатент, г.Ккгород, ул.Проектная,4 Составитель И,РадькоРедактор Т,Иванова Техред Л.Апферова КоРРектоР Е.Папп