Патент ссср 298924
0 П И С А Н И E 298924
ИЗОЫ ЯТЯНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 22.XI.1968 (№ 1284555/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 16,111.1971. Бюллетень ¹ 11
Дата опубликования описания 29.IV.1971
МПК G 05Ь 13/00
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 681.395,07(088.8) Автор изобретения
В. И. Гостев
ВСЕССЮ31-1др
РИГА-(Ж ;:ГЯМ
БИБЛИОТ: -КА
Заявитель
САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ ДИФФЕРЕНЦИАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Д
ДЛя коррекции систем автоматического управления, работающих на переменном токе, применяются дифференциаторы переменного тока с синхронным ключом.
Известны дифференциаторы переменного тока, содержащие коммутирующий трансформатор со средней точкой, диоды, балансное сопротивление и дифференцирующую RC-цепочку.
Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что в нем дополнительно установлен блок самонастройки, выполненный на конденсаторе, усилителе переменного тока, двух диодах и трансформаторе со средней точкой, соединенной с одним концом балансного сопротивления, к другому, концу которого через два диода подсоединены два конца выходной обмотки трансформатора. Вход д ифференциатора соединен со входом усилителя, выход которого через конденсатор подключен к первичной обмотке дополнительного тр а нсфор м а тор а.
Применение самонастраивающегося дифференциатора позволяет улучшить динамические свойства системы.
На фиг. 1 показана схема описываемого устройства; на фиг, 2 — графики напряжений.
Предлагаемый самонастраивающийся дифференциатор переменного тока состоит из дифференциатора и цепи самонастройки, которая обеспечивает перестройку параметров передаточной функции дифференциатора взависимости от величины огибающей входного сигнала и состоит из усилителя У, конденсаторов С1 и Сз, диодов Д1 — Д, трансформаторов Р, и Р> резисторов R1 и Рг.
Параметры передаточной функции это:
sin 2л; коэффициент передачи т = у+, коэф2-..
10 фициент усиления на нулевой частоте
4 sin1-..т а — 1 ", постоянная вре2т + sin 2--1
R„ С1 мени дифференциатора T1 — — ", где у—
I
15 относительное (по отношению к периоду несущей частоты) время замыкания синхронного ключа. Синхронный ключ высекает симметричные импульсы из входной синусоидальной несущей.
20 Цель самонастройки состоит из усилителя
У переменного тока, фазосдвигающего конденсатора Са для сдвига несущей по фазе на
90 и двухполупериодного детектора, собранного на трансформаторе Тр> со средней точ25 кой и диодах ДЗ и Д4. Нагрузкой детектора служит балансное сопротивление R синхронного ключа.
Рассмотрим принцип действия самонастраивающегося дифференциатора переменного
30 тока.
298924
Входной сигнал U„= Usine„t, где а„— несущая частота, поступает на вход цепи самонастройки. После необходимого усиления и сдвига несущей по фазе .на 90, сигнал на первичной обмотке трансформатора Тр2 имеет вид: К, Ucos t, где Ку — коэффициент усиления усилителя У. Этот сигнал детектируется детектором и выделяется на сопротивлении
Rq, Напряжение на сопротивлении R2, обусловленное цепью самонастройки имеет вид
ГК = — Uz. (сомо. ), где U = К,. Кгр, . U, а Ктр, — коэффициент трансформации. Поскольку напряжение У; является запирающим для диодов Д1 и Д, то в первой части формулы U стоит знак
Лг
«минус», а на фиг. 2 напряжение У, изображено в виде отрицательных полусинусоид.
Коммутирующее напряжение на вторичной обмотке трансформатора Тр имеет вид
Уд= 0 ыпан
Это напряжение также показано на фиг. 2.
Общее напряжение, управляющее временем оркрытого IH закрытого состояния диодов Д1 и
lh (а значит и относительным временем замыкания синхронного ключа у), определяется суммой
U + Uz = Ursine„t Ку Ктр, U (соз®нt) .
Диоды будут открыты только в те промежутки времени, когда напряжение Up= U (см. фиг. 2) будет положительно.
Для амплитудных значений Ua и С изображенных на фиг. 2, интервалы времени, в течение которых диоды Д и Д открыты, изображены в виде прямоугольных импульсов. Различным значениям величины U
2 (т. е. различным значениям, величины U) соответствуют различные относительные промежутки времени замыкания синхронного ключа (или, что то же самое, промежутки времени открытого состояния диодов Д<, Д ). При
У; =0 у=0,5. С возрастанием У; величина у уменьшается.
Зависимость =f(U) может быть опреде1 р, лена по формулеу=0,5 — — arctg =0,5—
Gl К, 5
50 уФг„, arctg " и имеет нелинейный харак;т.
Uè тер.
С уменьшением у (т. е. при увеличении величны огибающей входного сигнала) увеличивается максимальный фазовый сдвиг
1 — а ф= arcsin — и уменьшается частота
1+а
2=уф а/Я Сь так как величинаа с уменьшением у также уменьшается. Поэтому в рассматривемом самонастраивающимся дифференциаторе параметры передаточной функции будут изменяться с изменением амплитуды (огибающей) входного сигнала.
С увеличением амплитуды входного сигнала самонастраивающийся дифференциатор более резко проявляет свои дифференцирующие свойства. Это новое качество дифференциатора является полезным при использовании устройства в нелинейных следящих системах.
Многие следящие системы имеют элементы (например, усилители переменного тока) с нелинейностью типа «насыщение», В таких системах при возрастании сигнала ошибки происходит более медленная отработка этого сигнала за счет уменьшения коэффициента усиления и уменьшения частоты среза с:истемы. Применение самонастраивающегося дифференциатора в таких системах позволит резко уменьшить эффект «насыщения» и улучшить динамические свойства таких систем.
Предмет изобретения
Самонастраивающийся дифференциатор переменного тока, содержащий коммутирующий трансформатор, диоды, балансное сопротивление и дифференцирующую RC-цепочку, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств систем, в нем дополнительно установлены конденсатор, усилитель переменного тока, два диода и коммутирующий трансформатор со средней точкой, два конца выходной обмотки кото рого соединены через диоды с одним концом балансного со,противления, а средняя точка — со вторым его концом, причем вход дифференциатора соединен со входом усилителя, переменного тока, выход которого через конденсатор подключен к первичной обмотке дополнительного коммутирующего рра нсформатора.
Редактор Е. В. Семанова
Составитель Н. А. Мукосеева
Техред Л. Л. Евдонов Корректор Н. Л. Бронская
Заказ 866/14 Изд. № 419 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5
Типография, пр. Сапунова, 2
