устройство для сравнения двух электрических сигналов по фазе

Формула изобретения

Устройство для сравнения двух электрических сигналов по фазе, содержащее первый и второй формирователи прямоугольных импульсов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам D-триггера, и исполнительный блок, отличающееся тем, что в него введены первый и второй счетчики, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам RS-триггера, выход которого подключен к исполнительному блоку, прямой и инверсный выходы D-триггера подключены соответственно к запрещающим входам первого и второго счетчиков, выход второго формирователя прямоугольных импульсов подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, входы установки которых подключены соответственно к их выходам.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля фазового угла при чередовании фаз питающих фидеров для стрелочных переводов на железнодорожном транспорте.

Известно устройство контроля чередования фаз в трехфазной сети, содержащее три детектора нулевого уровня, три асинхронных триггера, схему выявления большинства из трех сигналов и исполнительный блок [1].

Недостатком устройства является невозможность его работы с двумя сигналами и незащищенность от помех в сети.

Из известных устройств наиболее близким является устройство для сравнения двух электрических сигналов по фазе, содержащее первый и второй формирователи прямоугольных импульсов, выходы которых подключены, соответственно, к первому и второму входам Д-триггера, и исполнительный блок [2].

Недостатком данного устройства является получение неопределенных показаний прибора в условиях помех в исследуемых сигналах.

Задачей изобретения является повышение надежности устройства путем защиты от одиночных или длительных помех.

Поставленная задача реализуется следующим образом.

В устройство для сравнения двух электрических сигналов по фазе, содержащее первый и второй формирователи прямоугольных импульсов, выходы которых подключены, соответственно, к первому и второму входам D-триггера, и исполнительный блок, введены первый и второй счетчики, выходы которых подключены, соответственно, к первому и второму входам RS-триггера, выход которого подключен к исполнительному блоку, прямой и инверсный выходы D-триггера подключены, соответственно, к запрещающим входам первого и второго счетчиков, выход второго формирователя прямоугольных импульсов подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, входы установки которых подключены, соответственно, к их выходам.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с наиболее близким аналогом выявил отличия, указанные в отличительной части формулы изобретения, что свидетельствует об удовлетворении изобретения условию патентоспособности "новизна".

Проведенный патентный поиск в данной области техники не выявил технических решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения и обеспечивающие указанный технический результат, что свидетельствует об удовлетворении изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Устройство позволяет исключить ложное определение знака сдвига фаз двух сигналов за счет накопления N-1 количестве ошибочных результатов без переключения устройства и обеспечивает сброс ошибочных результатов при первом получении верного результата.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2, 3 - временные диаграммы напряжений, поясняющие его работу (на фиг. 2 сигнал на первом входе опережает по фазе сигнал на втором входе, на фиг. 3 сигнал на втором входе опережает по фазе сигнал на первом входе).

Временные диаграммы на фиг. 2, 3 означают:

а) сигнал, поступающий на первый вход устройства;

б) сигнал, поступающий на второй вход устройства;

в) сигнал, формируемый первым формирователем прямоугольных импульсов;

г) сигнал, формируемый вторым формирователем прямоугольных импульсов;

д) сигнал, на прямом выходе D-триггера;

е) сигнал на инверсном выходе D-триггера;

ж) сигнал на выходе второго счетчика;

з) сигнал на выходе первого счетчика;

и) сигнал на выходе RS-триггера.

Устройство для сравнения двух электрических сигналов по фазе содержит на первом и втором входах устройства, соответственно, первый 1 и второй 2 формирователи прямоугольных импульсов, выходы которых подключены к первому и второму входам D-триггера 3, соответственно, прямой и инверсный выходы которого подключены к запрещающим входам первого 4 и второго 5 счетчиков, соответственно, счетные входы которых объединены и подключены к выходу второго 2 формирователя прямоугольных импульсов, входы установки первого 4 и второго 5 счетчиков подключены, каждый, к своему выходу и к первому и второму входам, соответственно, RS-триггера 6, выход которого подключен к исполнительному блоку 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При работе устройства в случае, когда сигнал на первом входе опережает по фазе сигнал на втором входе (фиг. 2) на прямом выходе D-триггета 3 (т.д.) будет сигнал логической "1", а на инверсном выходе (т.е) сигнал логического "0". На запрещающем входе первого счетчика 4 будет присутствовать запрет счета, на выходе этого счетчика, а, соответственно, и на первом входе RS-триггера 6 присутствует сигнал логического "0". На запрещающем входе второго счетчика 5 присутствует сигнал логического "0", разрешающий счет (т.е). Составив N тактов на выходе N счетчика 5 появляется сигнал логической 1, который блокирует данный счетчик по входу блокировки, а также воздействует на второй вход RS-триггера 6. На выходе триггера 6 присутствует сигнал логической 1, воздействующий на исполнительный блок 7. При наличии помех во входных сигналах может сложиться ситуация, когда сигнал помехи может дешифроваться как сигнал на втором входе, опережающий по фазе сигнал на первом входе. В этом случае сигналы на прямом и инверсном выходе D-триггера 3 изменятся на противоположные, счетчик 5 обнулится, а счетчик 4 начнет считать периоды входного сигнала. На входах R и S триггера 6 не будет присутствовать активных сигналов и состояние выхода триггера 6 не изменится. Если сигналы помехи по длительности меньше N периодов, при воздействии первого неискаженного сигнала D-триггера 3 вернется в первоначальное состояние, счетчик 4 обнулится, счетчик 5 начнет считать периоды сигнала и, досчитав N периодов, на его выходе N появится сигнал логической "1", заблокировав счетчик 5 в этом состоянии и подав на вход триггера 6 сигнал логической "1". Таким образом, устройство вернулось в первоначальное состояние, и исключается появление ошибочного показания в условиях помех во входных сигналах.

В случае, когда сигнал на входе 2 опережает по фазе сигнал на входе 1 (фиг. 3) устройство работает аналогично.