Фазовый компаратор

 

ФАЗОВЫЙ КОМПАРАТОР, содержащий первьй и второй формирователи импульсов, входы которых являются входами фазового компаратора, два элемента И и D -триггер, 6-вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения момента совпадения фаз сигналов не равных частот, в него введены элемент задержки , вход которого соединен с выходом первого формироватепя импульсов , а выход с первым входом первого элемента И непосредственно, а с первым входом второго элемента И через инвертор, а также элемент 1ШИ и два одновибратора, включенные между выходами Т) -триггера и входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ю&

РЕСПУБЛИК (19} (И}

3 }} H 03 D f3 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЬПИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

& (21) 3308032/18-09 (22) 19.06.81 (46) 23.08.84. Бюл. М 31 (72) В.А.Бабушкин и И.Я.Каплан (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электроагрегатов и передвижных электростанций (53) 621.376.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 484621, кл. Н 03 D 13/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

У 809483, кл. Н 03 Э 13/00, 1981 (прототип). (54)(57) ФАЗОВЫЙ КОМПАРАТОР, содержащий первый и второй формирователи импульсов, входы которых являются входами фазового компаратора, два элемента И и Ь -триггер, в -вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения момента совпадения фаз сигналов не равных частот, в него введены элемент задержки, вход которого соединен с вы ходом первого формирователя импульсов, а выход с первым входом первого элемента И непосредственно, а с первым входом второго элемента И через инвертор, а также элемент ИЛИ и два одновибратора, включенные межлу выходами Ъ -триггера и входами элемен- ф та ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.

С.

1109871

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах автоматической синхронизации генераторов переменного тока.

Известен фазовый компаратор, со,держащий элементы И-НЕ, фазовый и два блокирующих триггера, выходы фазового триггера подключены к выходам источI0 ников контролируемой и эталонной час тот и к входам двух элементов И-НЕ, к вторым входам которых подключены соответственно прямой и инверсный выходы фазового триггера, выходы каждого из элементов И-HE подключены к пер15 вым входам соответствующего блоки-. рующего триггера, вторые входы ко рых объединены и подключены к выходу третьего элемента И-НЕ, входы которого соединены с инверсными выходами

20 блокирующих триггеров, прямые выходы которых подключены к первым входам четвертого и пятого элементов И-НЕ соответственно, к вторым входам ко25 торых подключены прямой выход фазового триггера и прямой выход второго блокирующего триггера 313, Фазовый компаратор характеризуется недостаточной точностью определе- ЗО ния момента совпадения фаз сигналов.

Наиболее близким к предлагяузмому является фазовый компаратор, содержащий первый и второй формирователи импульсов выхОды котОрых являются ВхО 35 дами фазового компаратора, два элемента И и Ъ -триггер, Ъ -вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, причем Ъ -триггер, прямой выход которого подключен к 4О

D-входу дополнительного Ъ -триггера, и элемент И, первый вход которого соединен с D --входом дополнительного

9-триггера, второй вход — с инверсным выходом дополнительного D -т р IиIIг"Iг е 1рIа, 45 а третий вход — с объединенными входами D -триггеров, образуют первый канал, второй аналогичный канал подключен к выходу второго формироватеIIII импУльсов, BblxoPbI элементов H K33K 50 дого из каналбв подключены к соответствующим входам триггера и к первым входам соответствующего первого и второго элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, а выходы первого и второго элементов И-HE подключены к входам третьего элемента И-НЕ f2Ú.

Однако при сравнении напряжений сигналов не равных частот в известном фазовом компараторе имеется неточность в определении момента совпадения фаз.

Цель изобретения — повышение точности определения момента совпадения фаз сигналов не равных частот.

Для этого в фазовый компаратор, содержащий первый и второй формирователи импульсов, входы которых являются входами фазового компаратора, два элемента И и 2 -триггер, D -вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, введены элемент задержки,: вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход с первым входом первого элемента И непосредственно, а с первым входом второго элемента И через инвертор, а также элемент ИЛИ и два одновибратора, включенные между выходами 1) -триггера и входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого фазового компаратора.

Фазовый компаратор содержит первый и второй. формирователи 1 и 2 импульсов, Ъ -триггер 3, первый и второй одновибраторы 4 и 5, элементы ИЛИ 6, элемент 7 задержки, первый и второй элементы И 8 и 9, инвертор 10.

Фазовый компаратор работает следующим образом, Прямоугольные импульсы с формирователей 1 и 2 поступают на С и -входы 2 -триггер 3. В результате по фронту (переднему) импульса с формирователя 2 в триггер 3 записывается логический сигнал, соответствующий логическому уровню на Ъ -входе триггера 3 в этот момент. В результате

D-триггер находится все время в одном из двух своих устойчивых состояний до момента совпадения фаз или

1 противофазы, так как до этого момента фронт (передний), приходящий на

С-вход, все время попадает на один и тот же полупериод импульсов по 9-входу триггера 3.

Момент перехода Ъ -триггера 3 из одного состояния в другое соответствует моменту совпадения переднего фронта импульса с формирователя 2 с передним либо с задним фронтом им1109871

Составитель А.Веселкин

Редактор А.Иотыпь Техред, А. Ач Корректор В.Бутяга

Заказ 6099/40 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж»35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 пульса с формирователя 1. К. выходам

D-триггера 3 подключены два одновнбратора 4 и 5, формирующие короткий импульс по переднему фронту поступающих на их входы импульсов, которые

5 дальше объединяются на элементе ИЛИ 6.

В результате при переходе Ъ-триггера

3 из одного состояния в другое (из логического "0" в логическую "1")

10 формирует импульс одновибратор 4, а иэ логической "1" в логический "0" формирует импульс одновибратор 2, подключенный к инвертирующему выходу

D-триггера 3. На выходе элемента ИЛИ !

6 формируются прямоугольные импульсы, соответствующие как моментам совпадения фаз, так и моменту противофазы.

Для определения какому именно моменту соответствует импульс 0 -триг20 гера, фазе или противофазе, достаточно определить вблизи какого фронта импульса с формирователя 1 произошло

/ формирование импульсов одновибраторами 4 или 5 по изменению состояния

Ь-триггера 3. Переход "0 --триггера 3 иэ одного состояния в другое в момент, близкий к переднему фронту, соответствует случаю совпадения фаз, близких к заднему фронту — противоЗО фазе. Выделение двух зон (вблизи переднего фронта импульса с формирователя 1 и вблизи заднего фронта) осуществляется сдвигом этого же импульса посредством элемента 7 задержки на время, соответствующее примерно половине полупериода импульсов с формирователя 1, т.е. t V /4 . Такая задержка обеспечивает правильную работу фазового компаратора по описанному принципу в диапазоне разностей частот а1 от нулевой разности до ь| = /2. . Отклонение от величины Т 2/4 в одну или дру гую сторону приводит к сужению зоны допустимых разностей частот. Однако

4 это не приводит к ограничениям в работе фазового комларатора, например, в устройсгвах синхронизации генераторов переменного тока, так как в этом случае, как во многих других, разность частот не может превышать величины 1О-15Х от номинальной частоты. Таким образом, фазовый компаратор, работающий по описанному принципу, имеет значительный запас по диапазону разности частот и некритичен к точности установки времени.

Сдвинутая элементом 7 задержки импульсная последовательность поступает вместе с импульсами с элемента ИЛИ 6 на элементы И 8 и 9. Тогда импульс с элемента ИЛИ 6, совпадающий с нулевым уровнем сигнала с элемента 7 задержки, соответствует моменту совпадения фаз и выделяется элементом И 9, для чего он имеет один инвертирующий вход. Импульс с элемента ИЛИ 6, совпадающий с единичным уровнем сигнала с элемента 7 задержки, соответствует моменту противофазы и выделяется элементом И 8. Таким образом, на первом выходе фазового компаратора формируется сигнал совпадения фаз, а на.втором выходе— сигнал противофазы.

Работа фазового компаратора по описанному принципу и соответствующее соединение входящих в него элементов позволяют обеспечить точное и надежное выявление моментов совпадения фазы и противофазы сравниваемых частот в необходимом диапазоне разностей частот, в том числе и при малых разностях частот. Кроме того, предлагаемый фазовый компаратор выполняет одновременно две функции индентификацию моментов совпадения фаз и идентификацию моментов противофазы, для чего другим устройством требуется значительное усложнение и увеличение аппаратных затрат.