Калибратор фазы

 

КАЛИБРАТОР ФАЗЫ, содержащий задаюхций генератор, последовательно соединенгеае накапливающий сумматор по модулю N и сумматор по модулю N , соединениие информационными входами соответственно с шиной кода М и шиной кода Ny , два канала, содержа цие постоянный запомингиопщй элемент и последовательно соединенные цифроаналоговый преобраэователь и фильтр нижних частот, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путемуменьшения дискрета изменения фазы, в него введены фазовращатель и регистры первого и второго каналов, соединенные информационными входами с выходами соответствующих постоянных запоминающих элементов, выходами - с входами соответствующих цифроаналоговых преобразователей, а входами записи соответственно с первым и вторым выходами фазовращателя, соединенного вторым выходом с тактовым входом накапливающего сумматора по моду (Л лю К , а входом - с выходом задающего генератора, выход накапливающего сумматора по модулю Н соединен с входом постоянного з апоминающего эле-мента второго канала, а выход сумматора по модулю N соединен с входом постоянного запоминакнцего элемента со первого канала. 00 О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1138761

4 (51) G 01 R 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф \.

Ф

"°

Н АВТОРСКОМЪ СВИОЕТЕЛЬСТВУ

°

° Ф

° °

° ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3670457/24-21 (22) 09.12.83 (46) 07;02.84.Бюл.В 5 (72) А.С.Глинченко (71) Красноярский политехнический институт (53) 621.317.77 (088 ° 8) (56) 1. Научное приборостроение и автоматизация научного эксперимента. Сборник, Красноярск, 1978, с.89 рис.l.

2. Авторское свидетельство СССР

9 1048424, кл. G 01 R 25/04, 28.05.82. (54)(57) КАЛИБРАТОР ФАЗЫ, содержащий задающий генератор, последовательно соединенные накапливающии сумматор по модулю hf и сумматор по модулю М, соединенные информационными входами соответственно с шиной кода 1 1 и шиной кода Nq, два канала, содержащие постоянный sanoминающий элемент и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения дискрета изменения фазы, в него введены фазовращатель и регистры первого и второго каналов, соединенные информационными входами с выходами соответствующих постоянных запоминающих элементов, выходами — с входами соответствующих цифроаналоговых преобразователей, а входами записи - соответственно с первым и вторым выходами фазовращателя, соединенного вторым выходом с тактовым входом З накапливающего сумматора по модулю К, а входом — с выходом задающего генератора, выход накапливающего. сумматора по модулю и соединен с вхо;дом постоянного запоминающего эле-мента второго канала, а выход сумматора по модулю И соединен с входом постоянного запоминающего элемента первого канала.

))38761

Изобретение относится.к радиоизмерительной технике и может быть использовано для построения калибраторов фазы низкочастотного и инфранизкочастотного диапазона. 5

Э

Известен измерительный двухфазный генератор (калибратор фазы), содержащий два идентичных канала— опорный и фазопеременный, содержащие последовательно соединенные первый и второй пересчетные элементы, постоянный запоминающий элемент (ПЗЭ), регистр, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, а также общий для обоих каналов диапазонный генератор, соединенный с первыми пересчетными элементами и постоянным запоминающим элементом, блок задания кода фазового сдвига и подключенный к нему блок сравнения кодов, который также соединен с выходами пересчетных элементов опорного канала и входами установки нуля пересчетных элементов фазопеременного канала j1). 5

Дискрет изменения фазы h9. данA ного устройства определяется числом хранимых в ПЗЭ и считываемых отсчетов синусоидального сигнала N и соответственно объемом ПЗЭ :5 =

360/N. Уменьшение дискрета связано с уменьшением верхней рабочей ч стоты устройства У| = f„ /N, где fчастота диапазонного генератора.

Наиболее близким по технической 35 сущности к изобретению является калибратор фазы, содержащий задающий генератор, последовательно соединенные первый сумматор, регистр и второй сумматор, выходы разрядов кото- 40 рого подключены к входам первого сумматора, последовательно соединенные первый элемент сравнения кодов и первый многоразрядный элемент И, последовательно соединенные третий 45 и четвертый сумматоры, последовательно соединенные второй элемент сравнения кодов и второй многоразрядный элемент И, последовательно соединенные в обоих каналах преобразователь 50 кода адреса, постоянный запоминающий элемент (ПЗЭ), преобразователь кода данных, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и фильтр нижних ° частот, при этом преобразователи 55

Ф кода данных обоих каналов соединены управляющими входами с задающим генератором и соответствующими преобразователями кода адреса, которые соединены в первом канале с выходами разрядов четвертого сумматора, а во втором канале .— с выходами разрядов регистра, вторые входы первого и третьего сумматоров соединены соответственно с шиной кода М и шиной кода М, а выходы их разрядов — соответственно с входами первого и второго элементов сравнения кодов, вторыЕ входы которых подключены к шине кода 8, информационные входы первого и второго многоразрядных элементов И соединены с шиной дополнительного числа И,, а выходы их разрядов — с вторыми входами соответ-: ственно второго и четвертого сумматоров, выходы регистра соединены с входами третьего сумматора I.2) .

В цанной структуре первый и второй сумматоры, регистр, первый элемент сравнения кодов и первый многоразрядный элемент И с пинами прямого и дополнительного кодов числа М образуют накапливающий сумматор ло модулю М . Поскольку приводимая здесь реализация его не является единственно возможной и принципиальной с точки зрения решаемой задачи, то совокупность этих элементов в дальнейшем будем называть накапливающим сумматором по модулю К, при этом вход записи регистра является тактовым входом накапливающего сумматора, второй вход первого сумматора, соеди» ненный с шиной М вЂ” его информационным входом, а выход регистра — выходом накапливающего сумматора.

Аналогично, третий и четвертый сумматоры, второй элемент сравнения кодов и второй многоразрядный элемент И образуют сумматор по модулю Я . При этом входы третьего сумматора являются его информационными входами, а выходы разрядов четвертого сумматора — его разрядными выходаМив

Дискрет изменения фазы для данного устройства определяется как й4,= 360/", а верхняя частота

F = — — Е, при этом в ПЗЭ хранится

N/4 отсчетов синусоиды, а считывается за период сигнала М/М отсчетов.

Уменьшение дискрета сопряжено с увеличением числа хранимых в ПЗЭ отсчетов, а также разрядности ПЗЭ и ЦАП малому дискрету фазы соответствует

3 1138 малое приращение мгновенного значения синусоидальной функции), Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения дискрета изменения фазы.

Эта цель достигается тем, что в калибратор фазы, содержащий задающий генератор, последовательно соединенные накапливающий сумматор по модулю М и сумматор по модулю Ц, соеди1О ненные информационными входами соответственно с шиной кода M и шиной кода Й1, два канала, содержащие постоянный запоминающий элемент (ПЗЭ) и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и фильтр нижних частот, введе-.. ны фазовращатель и регистры первого и второго каналов, соединенные информационными входами с выходами соответствующих постоянных запоминающих элементов, выходами — с входами соответствующих (постоянных ) цифроаналоговых преобразователей, а входами записи — соответственно с первым и вторым выходами . фаэовра25 щателя, соединенного вторым выходом с тактовым входом накапливающего сумматора по модулю М, а входом— с выходом задающего генератора, выход накапливающего сумматора по модулю М соединен с входом постоянного запоминаюшего элемента второго канала, а выход сумматора по модулю II соединен с входом постоянного запоминающего элемента первого кана- 35 ла.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор I 40 фазовращатель 2, накапливающий сумматор 3 по модулю 8 и сумматор 4 по модулю М, два идентичных канала 5.1 — 5.2, содержащие последовательно соединенные постоянный эапо- 4 минающий элемент (ПЗЭ) 6, регистр 7, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8 и фильтр 9 нижних частот (ФНЧ ), информационные входы накапливающего сумматора 3 по модулю 1Ч и 50 . сумматора 4 по модулю г!, подключе-ны соответственно к шине 10 кода М и шине Il кода Ну а их выходы соединены соответственно с входами постоянных запомйнающих элементов 6 5S первого и второго каналов 5,.1-5.2, выход задающего генератора 1 соеди нен с входом фаэовращателя 2, первый

761 4 и второй выходы которого соединены с входами записи соответствующих регистров 7 первого и второго каналов 5.1-5.2, второй выход фазовращателя 2 соединен с тактовым входом накапливающего сумматора 3 по модулю Й.

Устройство работает следующим об" разом.

В ПЗЭ 6 первого и второго каналов 5.1-5.2, записаны ! отсчетов синусиидальной функции за период.

Адресные входы ПЗЭ 6 подключены соответственно к выходу сумматора 4 по модулю N и накапливакяцего сумматора 3 по модулю 1, на информационные входы которых подаются с шин

11 и !О соответственно код N q, изменяющийся в пределах Π— (М -1), определяющий сдвиг по фазе, и код М, изменяющийся в пределах I-M макс и определяющий число считываемых точек синусоиды за период пс = И/М. сч

При этом дискрет изменения фазы

4Ч А = 360/ Н, а частота выходных

М

Н э сигналов F = f ---, где f т частота тактовых импульсов на выходах фазовращателя 2. Отсчеты

4 синусоидальной функции считываются с частотой f из ПЗЭ 6 и записыт ваются выходными сигналами фазовращателя 2 в регистры 7, а далее с помощью ЦАП 8 и ФНЧ 9 преобразуются в аналоговые гармонические сигналы °

При фазовом сдвиге т между выходными сигналами фазовращателя 2, равном нулю, запись содержимого ячеек

ПЗЭ 6 в регистры 7 обоих каналов

5.1-5.2 происходит одновременно и фазовый сдвиг между выходными сигналами устройства определяется кодом 8< . При введении некоторого фазового сдвига т запись в регистр 7 первого канала 5.1 будет происходить с запаздыванием по времени на величину (/2И ) по отношению к регистру 7 второго канала 5.2, что приведет к изменению фазового сдвига выходных сигналов устройства на величину d Ч= т/М. При изменении т от 0 до 360 ЬЧ будет изменяться о т в пределах дискрета изменения фазы, т.е. от О до 360/К. Фазовый сдвиг может задаваться либо гц1авт но, либо дискретно. При дискретном задании этого сдвига с шагом Ь т т результирующий дискрет изменения

1138761

Составитель Н.Агаева

Техред C,Ìèãóíoâà

Редактор С.Патрушева

Корректор Г.Огар

Заказ 10683/36 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 сдвига фаз выходных сигналов будет определяться как ЬМ

4 „„„„= =ф °

Так, при N 360 дискрет йзменения фазы у известного устройства составляет dV ** 1, а максимальная частота при числе считываемых точек сигнала sa период п мин =

36/М макс 10/ составит

Рв мак 1 т/36

Для данного устройства при

dg 36 дискрет изменения фазы будет в 10 раз меньше, т.е., @ д мин Оэ1

О

Уменьшение дискрета изменения фазы может быть использовано для уменьшения требуемого объема lI33 за счет уменьшения числа хранимых отсчетов сигнала Й, которое обычно является избыточным с точки зрения необходимого числа считываемых точек сигнала. При этом для упрощении устройства в ПЗЭ можно записывать всей отсчетов синусоидальной функции, а не М/4 отсчетов, соответствующих первой, четверти периода сиг5 нала, как в известном устройстве.

Для калибраторов фазы низкочастотного и инфранизкочастотного диапазонов Ра < 100 кГц частота f не превышает единиц мегагерц (при М - 360 и F = 100 кГц, 3,6 МГц ). Реализация фаэовращателя 2 на таких и более низких частотах не представляет практических трудностей. В частности, он может быть выполнен на основе триггерных пересчетных схем.

Таким образом, благодаря введению новых элементов и связей дискрет изменения фазы уменьшается в 10 и более раз, что и определяет технико-экономическую эффективность данного устройства,