Фазовый дискриминатор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) .Н 03 0 13/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ,. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3391961/18 21 (22) 29.01.82 (46) 3.0.06.83. 6юл. и 24 (72) А.Г.Бойдарев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени текстильный институт им. А.Н.Косыгина .(53) 621 37,4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 746862, кл. Н 03Э 13700, 1981.

2. Патент СНА Ь 4.267.514, кл. 328, 133, опублик. 1981.

,54)(57) ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР, содержащий первый и второй триггеры, элемент ИСКЛОЧАИЕ!ЕЕ ИЛИ, два элемента И, причем входами Фазового дискриминатора являются входы синхронизации первого и второго триггеров, выходы которых подключены соответственно .с

„„Я0„„ 1026283 A к первому и второму входам элемента

ИСКЛОЧАЮЦЕЕ ИЛИ, а выход элемента

ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, о т л ич а ю шийся тем, что,с целью расширения Функциональных возможнос-. тей, повышения надежности и точности, он снабжен третьим элементом И, причем первые входы .первого и второго элементов И, первый и второй входы третьего элемента И соответственно подключены к выходам первого и второго триггеров, .З-входы которых подключены к источнику нулевого потенциала, а -входы подключены к выходу третьего элемента И, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выходы которых являются выходами фазового дискриминатора.

1026283 2

Изобретение относится к измерительной технике и, может быть использовано для измерения разности фаз двух напряжений, а также в системах регулирования следящих электроприборов.

Известен фазовый дискриминатор, содержащий два инвертора, два пов торителя-ограничителя длительности импульсов, три логических элемента .И, триггер знака и триггер фазы 1 ).

Недостатками данного фазового дискриминатора являются ограниченный диапазон дискриминирования и его зависимость от скважности импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому. является фазочастотный дискриминатор, содержащий первый и второй триггеры, weмент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента

И, причем входы Фазового дискриминатора подключены соответственно к входам синхронизации первого и второго, триггеров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входу элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, третий .и четвертый триггеры 12).

Основным недостатком известного фазочастотного.дискриминатора при работе в режиме сравнения фаз яв. ляется отсутствие в его выходном сигнале информации о знаке разности фаз сравниваемых сигналов, что снижает его функциональные возможности.

Кроме того, такой дискриминатор характеризуется невысокой точностью измерения фазового сдвига между сравниваемыми сигналами. Это связано с тем, что вследствие наличия у реального 3 -триггера времени задержки прохождения сигнала, неодинаково" го для прямого и инверсного выходов триггера, импульсы напряжения, пропорциональные сдвигу фаз на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и импульсы напряжения с выходов третьего и четвертого триггеров, разрешающие прохождение импульсов напряжения, пропорциональных сдвигу фаз на выход фазочастотного дискриминатора, могут иметь несовпадающие по времени фронты, сдвинутые на время задержки, -т.е. длительность импульсов на выходе фаэочастотного дискриминатора будет складываться из длительности импуль5

40 со8, пропорциональных фазовому сдвигу между сравниваемыми сигналами, и времени задержки распространения сигнала третьего или четвертого триггера.

Недостатком известного дискриминатора является также его низкая надежность, .обусловленная, например, тем,.что в момент прихода импульса синхронизации на третий или четвертый триггер на 3)-входах этих триггеров может .изменяться информация, что вызвано задержкой распространения сигнала по прямым выходам первого и второго триггеров относительно импульсов синхронизации. Все это требует тщательного выбора параметров входных импульсных последовательностей и снижает надежность данного дискриминатора. . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение надежности фазового дискриминатора и повышение точности дискриминирования.

Поставленная цель достигается тем, что в фазовый дискриминатор, содержащий первый и второй триггеры, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, причем входами фазового дискриминатора являются входы синхронизации первого и второго триггеров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента

ИСКПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход элемента

ИСКЛВЧАЮЯЕЕ ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, введен третий элемент И, причем первые входы первого и второго элементов И, первый и второй входы третьего элемента

И соответственно подключены к выходам первого и второго триггеров, 3>-входы которых подключены к источнику нулевого потенциала, а 9 -входы подключены к выходу третьего элемента И, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выходы .которых являатся выходами фазового дискриминатора.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема фазового дискриминатора; на фиг.2 " временные диаграммы напряжений структурных элементов дискриминатора при опережении по фазе первого из сравниваемых сигналов второго сигнала; на фиг.3го же, при опережении.по фазе второго из сравниваемых сигналов первого сигнала.

45 з 1026

На временных диаграммах напряжений учтено время задержки распространения сигналов, поступающих на тригге,ры. фазовый дискриминатор фиг. 1) содержит первый и второй триггеры 1 и

2, элемент ИСКЛЮЧАИ14ЕЕ ИЛИ 3 и три элемента И 4-6. Входами дискриминатора являются синхронные входы первого и второго триггеров 1 и 2, -входы ко-10 торых подключены к источнику нулевого потенциала,а 9 -входы — к выходу третьего элемента И 6. Выходы первого и второго триггеров 1 и 2 соответственно подключены к первому и второму вхо 15 дам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, к

-первым входам первого и второго эле. ментов И 4 и 5, к первому и второму входам третьего логического элемента

И 6. Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20

3 подключен к вторым входам первого и второго элементов И 4 и 5, выходы которых являются выходами фазового дискриминатора.

Дискриминатор работает следующим 25 образом.

Предположим, что первый из сравниваемых .сигналов опережает по фазе второй сигнал. Сравниваемые сигналы в виде последовательностей прямо- З0 угольных импульсов (фиг.2) поступают с входов Фазового дискриминатора на синхронные входы соответственно первого и второго триггеров 1 и 2. Пер,вые импульсы этих последовательнос-.

35 теи переводят первый и второй триггеры 1 и 2 в состояния, в которых на их выходах будет напряжение соответствующее логической "1";

При этом на выходе элемента 3 форми- 40 руется импульс напряжения, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз между сравниваемыми сигналами иг.2) в диапазоне 0-360О; что обусловлено логикой работы этого элемента. На выходе первого элемента

И 4 появляется импульс напряжения, соответствующий уровню логической

"1", и длительностью, пропорциональной разности фаз сравниваемых сигна50 лов. При появлении на выходе второго триггера 2 напряжения, соответствую"щего логической "1", на выходе третьего элемента И 6 появляется импульс, напряжения, соответствующий уровню логической "1" и устанавливающий по g -входам первый и второй триггеры в исходное состояние и т.д. В ре283 . 4 зультате этого на выходе первого элемента И 4 возникает последовательность прямоугольных импульсов напряжения (Фиг.2) и длительностью, пропорциональной сдвигу фаз между срав ниваемыми сигналами, а на выходе второго элемента И 5 формируется напряжение, соответствующее уровню логического "0".

Работа фазового дискриминатора при опережении по фазе второго из сравниваемых сигналов поясняется временными диаграммами напряжений его структурных элементов, приведенными на фиг.3. В этом случае последовательность импульсов, длительность которых пропорциональна сдвигу фаз между сравниваемыми сигналами, формирующаяся на выходе элемента 3 проходит на выход второго логического элемента И 5, а на выходе первого элемента И 4 возникает напряжение, соответствующее логическому "0", Из вышесказанного следует, что время задержки распространения сигналов первого и второго триггеров не влияет на точность измерения сдвига

Фаз между сравниваемыми сигналами, а влияет на величину времени задержки поступления информации на выходы . фазового- дискриминатора. Не влияет задержка распространения сигналов первого и второго триггеров и на надежность работы фазового дискриминатора, так как на .р -входы триггеров подается постоянное напряжение, соответствующее логическому "0". Знак фазового рассогласования между сравниваемыми сигналами определяется тем, с какого выхода фазового дискриминатора снимается последовательность. импульсов, пропорциональная этому фазовому сдвигу. При опережении по Фазе первого (второго) из сравниваемых сигналов второго (первого) сигнала информация о базовом сдвиге в преде о лах 0-360 снимается соответственно с выхода первого (BT0p0l o) логического элемента И.

Таким образом, K nðåèìóùåcòâàì предлагаемого фазового дискриминатора относятся высокие функциональные возможности в сочетании с высокой точностью и надежностью работы, что позволяет испольэовать его в системах высокоточных следящих электроприводов.

1026283

1026283

Составитель В.Каськов

Редактор М.Рачкулинец Техред g.Тепер Корректор А.ференц

Заказ 4575/48 Тираж 936 - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303, Москва, Л-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4