Измеритель фазового сдвига для фазовых систем автоматического управления

" cEcAA3I -- « Тю а ..:и.-„ . " .; .",т ;

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Соцкалмстимвских

Респу6лик

„ "„681386 (6l) ДОполнительное к авт. свил-ву (22) ЗаЯвлено 01.02 77 2447830/18-21 (51} М. Кл, 2

Й 01 Я 25/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гооударотеенный «ем«тат ссср ео делам изобретений в открытий

Опубликовано2- }.08. 79.Бюллетень № 3 1

Дата опубликования описания 28.08.79 (53) УДК 621. З17.. 77(0 88.8) (72) Авторы изобретения

В. C. Гутников и Ю.- Н. Мастюкин

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЮВОГО СДВИГА ДЛЯ ФАЗОВЫХ СИСТЕМ

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

1 2

Измеритель фазового сдвига относит- ся к фазоизмерительной технике и может быть использован в фазовых системах автоматического управления.

Известны устройства, содержашие триггер, на раздельные входы которого поступают импульсы двух частот, логические схемы, на входы которых поступают прямоугольные импульсы с периодами, соответствуюшими двум частотам и т,д(1).

1О

Недостатком его является наличие разрывов фазовой характеристики в точках

2@т (p =1 2 3...).

Наиболее близким к изобретению по технической сушности является устройство, содержашее шины с подключенными к ним формирователями импульсов, триггеры, раздельные входы двух из которых соединены с выходами формирователей импульсов, логические схемы (2}. г 120

Фазовая характеристика этого устройства (зависимость между фазовым сдвигом и pe: óëüòàòîì измерений (i ) ° как и других известных измерителей фазового сдвига, описывается кусочно-непрерывной функцией (см. фиг. 1). Сохраняя Непрерывность и линейность в диапазоне 0-2 л,, эта характеристика в точках 2Ют (} =1, 2....) терпит разрыв, и если для чисто измерительных целей это не имеет сушественного значения, то в фазовых -;истемах автоматического управлеиня такая характеристика ухудшает нх динамику, затрудняя вхождение в синхронизм.

Йелью изобретения является получение непрерывной фазовой характеристики измерителя фазового сдвига.

Достигается это тем, что измеритель фазового сдвига для фазовых систем автоматического управления, содержаший входные формирователи импульсов, триггер и логические элементы И и ИЛИ, снабжен дополнительным триггером, элементом ИЛИ и двумя логическими элементами И-НЕ, два вхола первого из кс торых соединены с прямнмп выходами

68 первого и дополнительного триггеров, а два выхода второго — с инверсными выходами указанных триггеров, выход первого логического элемента И-НИ подключен к входам первого и второго логического элемента И, другие входы которых соединены с выходом первого входного формирователя импульсов, а выход второго элемента И-НЕ подключен к входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены с выходом второго входного формирователя импульсов, выходы первого и третьего логических элементов И подключены к входам логического элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, а выходы второго и четвертого элементов

И подключены к входам другого еггемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом дополнительного триггера, при этом третьи входы второго и четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера.

На фигг 1 дана блок-схема устройства; мв фиг. 2 — фазоввя характерис тика устройства.

Измеритель фазового сдвига для фа. |оных систем автоматического управления содержит формирователи импульсов

1 и 2, элементы И 3-6, элементы ИЛИ

7 и 8, триггеры 9 и 10 и элементы

И-1!Е 11 и 12.

Устройство работает следующим образом. Входные гармонические сигналы опорной частоты $ и частоты отработки 1 поступают нв входы формирователей 1 и 2 импульсов, выходные импульсы которых поступают на входы триггеров 9 и 10 через элементы И

3-6 и ИЛИ 7 и 8.

Ллгоритм рвботьi триггеров 9 и lO состоит в том, что на счетный вход триггера 10 пропу|..кается очередной импульс частоты f, если триггер 9 находится в единице, и импульс частоты Ю, если триггер 9 находится в нуле. Нв входе каждого триггера установлена логическая цень, реализующая функцию И-HlIN, причем на элементы И

3 и 5, входящие в эту логическую цепь, подается импульс частоты )- и конъюн

1 кция сигналов с прямых выходов триггеров, в нв другие элементы И 4 и 6 импульс частоты : и конъюнкция сигналов с инверсных выходов триггеров. Та-, 1386 4 ким образом, при измерении фазового сдвига равных частот импульс частоты f | с выхода формирователя l будет поступать через элементы И 5 и ИЛИ 8 на вход триггера 10 и устанавливать его в единицу и, одновременно этот импульс будет проходить через элементы И 3 и

ИЛИ 7 на вход триггера 9 и устанавливать его в нуль. А очередной импульс частоты и с выхода формирователя 2

1Е через элементы И 6 и ИЛИ 8 и эле» менты И 4 и ИЛИ 7 будет поступать соответственно на входы триггеров 10 и 9 и устанавливать их в противоположные состояния. На прямом выходе тригФЗ гера 10 будет формироваться импульс с относительной длительностью, пропорциональной фазовому сдвигу.

Когда величина фазового сдвига пре-. высит 2 В эл,parr.р на вход элементов И

3 и 5 подряд поступят два импульса частоты,| . Первый импульс установит триггер 10 В единицу, а триггер 9 в нуль. Второй же импульс на вход три| гера 10 не пройдет (твк как триггер 9 находится в нуле), а триггер 10 установит в единицу. Точно также нв вход триггера 10 не пройдет очередной импульс частоты Х (иа элемент. И 6 подан нуль с инввр ного выхода триггера

9), а триггер 9 опрокинется в состояние нуль. Легко видеть, что независимо от количества переходов в одном направлении точек 2ЯИ(частота f< больше частоты g<) три| гер 10 будет оставаться в единице. Триггер 10 начнет опрокидываться и измерять величину фазового сдвига только тогда, когда произой6, дет переход ближайшей точки 2йр в обратном направлении (частота „станет меньшей частоты ), При этом на вход элемента И 4 и 6 поступят подряд два импульса частоты, Первый из них

4 установит триггер 9 в нуль, а второй пройдет через элементы И 6 и ИЛИ 8 на вход триггера 10 и установит его в нуль и одновременно установит триггер 9 в единицу. Последующие импульсы частоты f< и частоты будут опрокидывать триггеры в протйвоположные состояния. При увеличении частоты

2 фазовый сдвиг будет уменьшаться и, когда произойдет переход точки 2 1I;rl на вход элемента И 4 и 6 подряд поступят два импульса частоты f . первый из которых установит триггер 10 в нуль, а триггер 9 в единицу. Второй

681386

5 импульс на вход триггера 10 не пройдет, а триггер 9 опрокинет в пуль. ()чередной импульс частоты f опрокинет только триггер 9. Независимо от количества переходов точек 2 3В триггер 10 будет оставаться в состоянии нуль, Импульсы на вход триггера 10 начнут проходит только, после перехода точки 2Уп в обратном направлении, когда на вход элементов И 3,5 поступят подряд два импульса частоты f<. Таким образом, описанный выше измеритель фазового сдвига для фазовых систем автоматического регулирования измеряет разность фаз двух гармонических сигналов в диапазоне 0-2 К эл. град. и сохраняет на своем выходе максимальное значение (единица), когда опорная частота Х больше частоты отработки и, наоборот, минимальное значение (нуль), когда частота, меньше частоты f>. Бключение в устройство для измерения разности фаз двух гармонических сигналов дополнительного триггера и логических схем с выше описанными связями позволило получить на выходе непрерывную фазовую характеристику измерителя фазового сдвига. Такая

- характеристика особенно желательна дпя фазовых систем автоматического управления, так как значительно улучшает динамику их работы, облегчая вхождение в синхронизм.

Формула изобретение

Измеритель фазового сдвига для фазовых систем автоматического управления, содержаший ах о/лпые формирователи импульсов триггер и логические элементы ИиИЛИ, отличаюшийс я том, что, с целью получения непрерывной фазовой характеристики измерителя фазового сдвига, он снабжен дополнительным триггером, элементом ИЛИ и двумя логическими элементами И-НЕ, два входа первого из которых соединены с прямыми выходами первого и дополнительного триггеров, а два входа второ10 го - с инверсными выходами указанных триггеров, выход первого логического элемента И-ИЕ подключен к входам первого и второго логических элементов И, другие входы которых соединены с вы15 ходом первого входного формирователя импульсов, а выход второго элемента

И-НЕ цодключен к входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены с выходом второго входного формирователя импульсов, выходы первого и третьего логических элементов И подключены к входам логического элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, а выходы второго и четвертого элементов И подключены к входам другого элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом дополнитель« ного триггера, при этом третьи входы второго и четвертого элементов И соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертйзе

1. Авторское св шетелнство СССР

¹ 415607, кл. GO 1 25/ОО, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 455296, кп, 90 1 25/ОО, 1975 (прототип) .

Составитещь Н; Филиппова

Редактор Е. Гончар Техред М. Келемеш Корректор С. Шекмар

Заказ 5080/42 Тираж l090 Подписное

Е!НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Г1ПП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4