DE1951146A1 - Phasenkomparator - Google Patents

Description

Phasenkomparator .

Die Erfindung betrifft einen Phasenkomparator zum Vergleich der Phasenlage zweier Signale und zur Abgabe eines Ausgangssignals, wenn der Phasenwinkel zwischen den Signalen eine gegebene Bedingung erfüllt.

Als Phasenkomparator könnte man ein UND-Glied mit zwei Eingängen und einem Ausgang verwenden. Man würde dann ein Ausgangssignal erhalten, sobald die beiden Eingangssignale dieselbe Phasenlage haben. Ein solcher Phasenkomparator zeigt jedoch nicht an, welches der beiden Signale in der Phase voreilt. Wenn die beiden Signale beispielsweise der Spannung und dem Strom in einem Netz entsprechen, so wird lediglich angezeigt, daß es zwischen Spannung und Strom einen gewissen Phasenwinkel gibt, jedoch nicht, ob die Phasenverschiebung induktiv oder kapazitiv ist. Pur gewisse Zwecke benötigt man aber nicht nur die Angabe der Größe des Phaöenwinkels, sondern auch dessen Vorzeichen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Phasenkomparator so auszubilden, daß dieser sowohl die Größe des Phasenwinkels als auch dessen Vorzeichen anzeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein drittes Glied mit seinem ersten Eingang am Ausgang des ersten Gliedes und mit seinem zweiten Eingang über ein invertierendes Gerät am ersten Eingang des zweiten Gliedes angeschlossen ist, und daß der Ausgang des dritten Gliedes über ein Integriergerät an einem Mveaudetektor angeschlossen ist, der einen Ausgangsimpuls abgibt, wenn die länge des am Ausgang des dritten Gliedes auftretenden Impulses einen bestimmten Wert übersteigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen:

Pig. 1 einen Schaltplan für einen Phasenkomparator gemäß der Erfindung,

Fig. 2a bzw. 2b das Aussehen der Signale an verschiedenen Punkten des Phasenkomparators bei positiver bzw. negativer Phasenverschiebung und

Fig. 3 eine Variante des Erfindungsgegenstandes.

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De.r in Fig. 1 gezeigte Phasenkomparator ist für den Vergleich der Phasenlage zwischen einer Spannung U und einem Strom I bestimmt. Die Spannung U, eine Wechselspannung, wird einem Verstärkungsgerät 10 zugeführt, das eine Rechteckspannung abgibt. Dieses Gerät wird verwandt, um einen deutlichen Hulldurchgang des Signals zu erhalten, aber auch, um das Eingangssignal zu verstärken, wenn es zu schwach sein sollte, um das nachfolgende Glied zu treiben, oder um die Amplitude zu begrenzen, wenn das Eingangssignal so stark ist, daß das Glied beschädigt werden könnte. Das Gerät 10 gibt also ein Ausgangssignal mit konstanter Amplitude ab. Der Strom I wird einem Verstärkungsgerät 11 zugeführt, das dieselbe Funktion hat wie das Gerät 10.

Der Phasenkomparator enthält zwei gleiche Glieder 12, 13, jedes mit zwei Eingängen 14, 15 bzw. 16, 17 und einem Ausgang 18 bzw. 19. Die Glieder sind vom Typ ODER-Glied mit invertiertem Ausgang, auch ENIWEDER-Glied genannt. Der Ausgang des Gerätes 10 ist am ersten Eingang 14 des Gliedes 12 angeschlossen und auf dieselbe Weise ist der Ausgang des Gerätes 11 am ersten Eingang 16 des Gliedes 13 angeschlossen. Der Ausgang 18 des Gliedes 12 ist an den zweiten Eingang 17 des Gliedes 13 angeschlossen und Ausgang 19 des Gliedes 13 am zweiten Eingang"15 des Gliedes Ein UND-Glied 20 ist mit dem ersten Eingang 21 an den Ausgang 18 des Gliedes 12 angeschlossen, während der zweite Eingang 22

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des Gliedes 20 über ein invertierendes Gerät 23 am ersten Eingang 16 des Gliedes 13 und damit auch am Ausgang des Gerätes 11 angeschlossen ist. Der Ausgang 24 des Gliedes 20 ist an ein Integriergerät 25 angeschlossen, dessen Ausgang an einem Miveaudetektor 26 angeschlossen ist.

Pig. 2a und 2b zeigt das Aussehen des Signals an einigen verschiedenen Punkten des Phasenkomparator. Me Punkte sind mit umkreisten Ziffern von 1-8 numeriert. Pig. 2a zeigt die Signale für den EaIl, daß die Spannung dem Strom voreilt, d.h. arc TSy arc T. In diesem Fall erhält man am Punkt 6, am Ausgang 24 des Gliedes 20, einen positiven Spannungsimpuls während des Intervalls, in dem Spannung und Strom gleichzeitig negativ sind. Der Spannungsimpuls wird im Integriergerät 25 integriert und der nachfolgende Niveaudetektor 26 gibt einen Ausgangsimpuls ab, wenn die Länge des Spannungsimpulses einen vorgegebenen Wert t_ überschreitet. Dieser Wert wird in bekannter Weise auf dem Integriergerät eingestellt, z.B. mit EiIfe eines Widerstandes durch Variation des Ladestroms für den Kondensator. Wenn die Spannung des Integriergerätes nach der Zeit t_Q den Wert erreicht hat, der der gestrichelten Linie in Fig. 2a, 7, entspricht, richtet der Uiveaudafcektor eine Spannungsspitze auf seinen Ausgang, wie in Fig. 2a, 8, gezeigt wird.

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Fig. 2b zeigt das Aussehen der Signale für den Fall, daß der Strom der Spannung voreilt, d.h. arc U < arc T. Die Signale bei Punkt 3 und 5 sind Eingaiigasignale für das UND-Glied 20 und haben verschiedene Vorzeichen. Das Ausgangssignal· vom UND-Glied 20, d.h. das Signal bei Punkt 6, ist immer Null.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform der Erfindung hat zwei UND-Glieder 32 und 33 mit invertierten Ausgängen 38 bzw. 39. Der erste Eingang 34 des Gliedes 32 ist am Ausgang des Gerätes 10 angeschlossen und der zweite Eingang 35 am Ausgang 39 des Gliedes 33. Der erste Eingang 36 des Gliedes 33 ist an den Ausgang des Gerätes 11 angeschlossen und der zweite Eingang 37 an den Ausgang des Gliedes 32. Ein invertierendes Gerät 40 ist mit seinem Eingang 41 am Ausgang 38 des Gliedes 32 angeschlossen und mit seinem Ausgang 42 am ersten Eingang 44 des UND-Gliedes 43, dessen zweiter Eingang 45 am Ausgang, des Gerätes 11 angeschlossen ist. Ausgang 46 des Gliedes 43 ist über das Integriergerät 47 an einem Niveaudetektor 48 angeschlossen.

Die Funktion des !Comparators gemäß Fig. 3 ist dieselbe wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Der Niveaudetektor 48 gibt eine Spannungsspitze ab, wenn die Spannung U vor dem Strom I und der Phasenwinkel Ψ zwischen Null und einem Wert β liegt,

bei dem /* a TT - t . 2 Ίί . *f - arc Ü" - arc T ist und t_c der bereits genannte Wert, der auf dem Integriergerät 25. bzw. 47 eingestellt wird.

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Claims (3)

1. Patentansprüche;

   .J Phasenkomparator zum Vergleichen der Phasenlage zwischen · zwei Signalen, beispielsweise einer Wechselspannung und einem Wechselstrom oder daraus hergeleiteten Rechtecksignalen, der ein erstes und ein zweites Glied mit je einem ersten und einem zweiten Eingang hat, wobei der erste Eingang des ersten Gliedes zum Anschluß an das erste Signal und der erste Eingang des zweiten Gliedes zum Anschluß an das zweite Signal vorgesehen ist, und daß der Ausgang des ersten Gliedes am zweiten Eingang des zweiten Gliedes und der Ausgang des zweiten Gliedes am zweiten Eingang des ersten Gliedes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Glied (20) mit seinem ersten Eingang (21) am Ausgang (18) des ersten Gliedes und mit seinem zweiten Eingang (22) über ein invertierendes Gerät (23) am ersten Eingang (16) des zweiten Gliedes (13) angeschlossen ist, und daß der Ausgang (24) des dritten Gliedes über ein Integriergerät (25) an einem Niveaudetektor (26) angeschlossen ist, der einen Ausgangsimpuls abgibt, wenn die Länge des am Ausgang des dritten Gliedes auftretenden Impulse einen bestimmten Wert (t_c) übersteigt.
2. 2. Phasenkomparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Glied ENTWEDER-Glieder sind, während das dritte Glied ein UND-Glied ist.

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3. 3. Phasenkomparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Glieder (32, 33, 43) UND-Glieder mit invertiertem Ausgang sind und daß zwischen dem Ausgang (38) des ersten Gliedes und dem ersten Eingang (44) des dritten Gliedes (43) ein invertierendes Gerät (40) eingesetzt ist.

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