Преобразователь сдвига фазы в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СДВИГА ФАЗЫ В КОД, содержащий первый и второй коммутаторы, информационные входы которых соединены с источником входных сигналов, а выходы объединены и через компаратор подключены к одним входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный выход триггера подключен к другому входу второго элемента И и к одному входу третьего элемента И, нулевой выход триггера подключен к другому входу первого элемента И и к управляющему входу первого коммутатора, генератор импульсов подключен к другому входу третьего элемента И, выход которого подключен к счетчику, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразователя, в него введены фазоинвертор, третий коммутатор , четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, регистр, дешифратор и элемент задержки, вход второго коммутатора через фазоинвертор подключен к третьему коммутатору, выход которого подключен к компаратору, единичный выход триггера подключен к одним входам четвертого и пятого элементов И, выходы разрядов счетчика подключены к регистру, выходы старших разрядов которого подключены к дешифратору, один и другой выходы дешифратора под (Л ключены к другим входам соответственно четвертого .и пятого элементов И и CZ к одним входам шестого и седьмого элементов И соответственно, выходы четвертого и пятого элементов И подключены к управляющим входам второго и третьего коммутаторов соответственно , выход второго элемента И под ел ключен к управляющему входу регистра и через элемент задержки - к установочным входам младших разрядов счет35 ел чика и к другим входам шестого и седьмого элементов И, выходы которых подключены к установочным входам старшего разряда счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГП Й (21) 3558706/18-24 (22) 28.02.83 (46) 23.07.84. Бюл. № 27 (72) Э.О.Иовсесян (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 455356, -кл. С 08 С 9/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 254651, кл. G 01 R 25/00, 1968.

3. Алиев Т.M. и др. Аналого-цифровые преобразователи угловых перемещений для информационных электрических машин. Измерения, контроль, автоматизация, ¹ 2, 1979, с. 16, рис.3 (прототип). (54){57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СДВИГА ФАЗЫ

В КОД, содержащий первый и второй .коммутаторы, информационные входы которых соединены с источником входных сигналов, а выходы объединены и через компаратор подключены к одним входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный выход триггера подключен к другому входу второго элемента И и к одному входу третьего элемента И, нулевой выход триггера подключен к другому входу первого элемента И и к управляющему входу первого коммутатора, генератор импульсов подключен к другому входу тре3(51) Я 08 С 9/00 G 01 R 25/00 тьего элеменга И, выход которого подключен к счетчику, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены фазоинвертор, третий коммутатор, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, регистр, дешифратор и элемент задержки, вход второго коммутатора через фазоинвертор подключен к третьему коммутатору, выход которого подключен к компаратору, единичный выход триггера подключен к одним входам четвертого и пятого элементов И, выходы разрядов счетчика подключены к регистру, выходы старших разрядов которого подключены к дешифратору, один и другой выходы дешифратора подключены к другим входам соответственно четвертого .и пятого элементов И и к одним входам шестого и седьмого элементов И соответственно, выходы четвертого и пятого элементов И подключены к управляющим входам второго и третьего коммутаторов соответственно, выход второго элемента И подключен к управляющему входу регистра и через элемент задержки — к установочным входам младших разрядов счетчика и к другим входам шестого и седьмого элементов И, выходы которых подключены к установочным входам старшего разряда счетчика.

1104565

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для представления аналоговых величин в дискретной форме. 5

Известен преобразователь сдвига фазы в код, в котором выходы фазовращателя через анагоговые коммутаторы соединены с формирователями старт- и стоп-импульсов, а формирователи — с 10 блоком измерения временного интервала, выход которого связан с цифровым вычислительным блоком (!) .

Однако этот греобразователь сложен и имеет низкое быстродействие, так 1 как требуется дополнительно определить разность фаз между текущим и опорным сигналами и провес и операцию нахождения поправки.

Известен преобразователь сдвига щ фазы в код, содержащий один коммутатор, входы которого соединены с источником входных сигналов, а выходы через компараторы подключены к триггеру, выходы триггера через другой коммута- 2S тор подключены к управляющему входу элемента И, информационный вход которого соединен с генератором импульсов, а выход подключен к счетчику (2).

Недостатком такого преобразователя является низкое быстродействие, вызванное необходимостью двойного измерения разности фаз.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь сдвига фазы в код,содержащий первый и второй коммутаторы, информационные входы которых соединены с источником входных сигналов, а выходы объединены и через компаратор подклю- 4О чены к одним входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный выход триггера подключен к другому 4 входу второго элемента И и к одному входу третьего элемента И, нулевой выход триггера подключен к другому входу первого элемента И и к управляющему входу первого коммутатора, генератор импульсов подключен к другому, входу третьего элемента И, выход которого подключен к счетчику, единичный выход триггера подключен к управляющему входу второго коммутатора (3), 55

Нгдостатком известного преобразоваг:..÷ÿ является погрешность rfpv измерении фазовых сдвигов,, близких к

2li, из-за переходных процессов при коммутации.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь сдвига фазы в код, содержащий первый и второй коммутаторы, информационные входы которых соединены с источником входных сигналов, а выходы объединены и через компаратор подключены к одним входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггера, единичный выход триггера подключен к другому входу второго элемента И и к одному входу третьего элемента И, нулевой выход триггера подключен к другому входу первого элемента И и к управляющему входу первого коммутатора, генератор импульсов подключен к другому входу третьего элемента If, выход которого подключен к счетчику, введены фазоинвеотор, третий коммутатор, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, регистр, дешифратор и элемент задержки, вход второго коммутатора через фазоинвертор подключен к третьему коммутатору, выход которого подключен к комларатару, единичный выход триггера подключен к одним входам четвертого и пятого элементов И, выходы разрядов счетчика подключены к регистру, выходы старших разрядов которого подключены к дешифратору, один и другой выходы дешифратора подключены к другим входам соответственно четвертого и пятого элементов И и к одним входам шестого и седьмого элементов И соответственно, выходы четвертого и пятого элементов И подключены к управляющим входам второго и третьего коммутаторов соответственно, выход второго элемента И подключен к управляющему входу регистра и через элемент задержки — к установочным входам младших разрядов счетчика и к другим входам шестого и седьмого элементов И, выходы которых подключены к установочным входам старшего разряда счетчика.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит коммутаторы 1-3, выходы которых через компаратор ч подключены к входам элементов И 5 и 6. Выходы элементов И 5 и б подключены к установочным входам.1 104565 триггера 7, одиночный и нулевой выходы которого подключены к другим входам элементов И 5 и 6. Кроме того, нулевой выход триггера 7 подключен к управляющему входу коммутатора 5

1, а единичный выход подключен к входам элементов И 8-10. Вход элемента И 10 подключен к генератору 11 стабильной частоты, а выход — к счет" ному входу счетчика 12. Выходы счетчи-1О ка 12 подключены к входам регистра

13, выходы двух старших разрядов которого подключены к дешифратору 14. Выходы дешифратора подключены к дру; гим входам элементов И 8 и 9, выходы которых соединены с управляющими входами коммутаторов 2 и 3. Выходы дешифратора 14 подключены к одним входам элементов И 15 и 16, выходы которых соединены с установочными входами старшего разряда счетчика 12, а другие входы элементов И 15 и 16 соединены с шиной обнуления остальных разрядов счетчика 12 и через элемент

17 задержки подключены к шине записи регистра 13, к выходу элемента И 6.

Входы коммутаторов 1 и 2 подключены к источнику опорного О» и сдвинутого по фазе Uq напряжений, а вход коммутатора 3 через фазоинвертор 18 подключен к источнику сдвинутого по фазе 0 напряжения.

Преобразователь работает следующим образом. и 35

Положительный разрешающий потенциал с нулевого выхода триггера. 7 отпирает элемент И 5 и коммутатор 1.

Элементы 6,8,9 и 10 заперты запрещающим потенциалом с единичного вы- 4О хода триггера 7. В момент перехода через нуль напряжения О» от отрицательного к положительному компаратор

4 срабатывает и выдает короткий импульс, который через открытый элемент 45

5 поступает на единичный вход триггера 7 и перебрасывает его в положение

"1". Элементы 6 и 10 открываются и импульсы от генератора 11 начинают заполнять счетчик 12. Одновременно напряжение LI» отключается и открывается один из элементов 8 или 9, который включает один из коммутаторов 2 или

3. На вход компаратора 4 поступает напряжение 0Z или через фазоинвертор

18 инвертированное напряжение 0Z

В момент времени, соответствующий переходу через нуль от отрицательного к положительному этого напряжения, компаратор 4 выдает второй импульс, который проходит через открытый элемент 6 на нулевой вход триггера 7 и перебра= .ьает его в исходное положение О. Элементы 6 и 10 при этом закрываются и прекращается поступление импульсов на счетчик. Одновременно импульс с выхода элемента 6 производит запись кода счетчика 12 в регистр 13 и через элемент 17 задержки обнуляет счетчик 12 и устанавливает в исходное состояние старший разряд счетчика 12.

В зависимости от состояния двух старших разрядов регистра 13 возбуждается один из выходов дешифратора 14.

Если код на старших разрядах соответствует "10" или "Ol", то возбуждается одна выходная шина, если "00" или

" 11", то возбуждается другая выходная шина. Так как наличие единицы в двух старших разрядах регистра 13 означает, что фазовый сдвиг между 0» и о

ll2 больше 270, а наличие нулей в двух старших разрядах означает, что фазовый сдвиг между О» и "д меньше

90, следовательно, если возбуждаето ся одна выходная шина дешифратора 14, то сдвиг фаз между» i . и»» д находится в интервале 90 <(с 270 . В этом случае открывается элемент 8 и положительный разрешающий потенциал поступает на управляющий вход коммутатора 2 и открывает его. Если возбуждается другая выходная шина дешифратора 14 то. сдвиг фаз между "< и

Э о находится в пределах » 6 90 или

g> 270 . В этом случае открывается элемент 9 и положительный разрешакщий . потенциал поступает на управляющий вход коммутатора 3 и открывает его, а на вход компаратора поступает напряг жение U через фазоинвертор 18, где происходит фазовый сдвиг U на

180, В обоих случаях коммутируемые напряжения сдвинуты между собой на угол, не меньше 90 . Когда фазовый сдвиг между 0 u Ug находится в интервале ЯО» < q c 270 и возбуждаето ся одна выходная шина дешифратора 14, то открывается элемент 16 и импульс с выхода элемента 6 устанавливает в

"0" старший разряд счетчика 12. Когда . же фазовый сдвиг между Ц» и 0 стао о новится меньше 90 или больше 270 и возбуждается другая выходная шина дешифратора 14, то открывается элемент

15 и импульс с выхода элемента 6 устанавливает в "1" старший разряд

Составитель А.Смирнов

Редактор Н.Данкулич Техред И.Гергель Корректор А.Тяско

Заказ 5313/38 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rro делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

S 11045 счетчика 12, т. е. к измеряемой фазе в начале измерения прибавляется 180

После заполнения счетчика 12 импуль сами генератора 11 на выходе этого счетчика будет код, пропорциональный значению сдвига фаз (g +360 . Если чис.по разрядов счетчика 12 соответствует

360, то его показание в конце измео ренин будет пропорционально сдвигу фаз (й . В качестве коммутатора в пре 10 образователе можно использовать коммутатор напряжения постоянного и переменного тока К284КН1, который допускает частоту входного сигнала до

80 кГц. Преобразователь устроен так, что измеряемый сдвиг фаз. находится всегда в интервале 90 < (p 270 и, следовательно, полностью исключает погрешность из-за влияния переходных процессов при коммутации.