Преобразователь фаза-код

 

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

„„SU 1298

А1 (Я) 4 ". 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (2I) 3982690/24-21 (22) 27.11.85 (46) 23.03.87.Бюл. 9 11 (72) В.П.Кучеренко (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1l 890265, кл.0 01 R 25/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1100577, кл. G Ql R 25/00, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗА-КОД (57) Изобретение относится к радиоизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано в фазовых радиогеодезических и радиоиавигационных системах, а также в устройствах автоматики и вычислительной техники. Пель изобретения — расширение области применения и повышение точности преобразования. Преобразователь (П) фаза — код содержит формирователи l и 2 ж пульсов, генератор 3 импульсов заполнения, элементы И 4 и 5, элемент HF. 6, счетчики 7 и 8 импульсов и блок 10 последовательно включенных л -канальных мультиплексоров. Введение блока 9 цифровой коррекции фазы, включающего элемент

И, программируемыи счетчик и RS-триггер, и образование новых функциональных связей позволяет компенсировать

1 298686 фазовые набеги в измерительных цепях, обусловленных, например, длиннйми линиями снязи П фаза — код с измеряемым элементом, например фазовым датчиком угла поворота вала.

П простыми средствами позволяет в любой момент времени внести поправку в измеряемый фазовый сдвиг. Причем формирование кода поправки может осуществляться различными спосо1

Изобретение относится к радиоизмерительной и вычислительной технике и может быть использовано в фазовых радиогеодезических и радиона- . вигационных системах, а также в, устройствах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение точности преобразования за счет компен- 10 сации фазовых набегов в измерительных цепях.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого преобразователя фаза — код; на фиг.2 — блок цифровой коррекции фазы. . Преобразователь фаза — код содержит первый 1 и второй 2 формирователи импульсов, генератор 3 импульсов заполнения, первый 4 и второй 5 эле- 20 менты И, элемент НЕ 6, первый 7 и второй 8 счетчики импульсов, блок 9 цййровой коррекции фазы и блок 10 последовательно включенных и-каналь"

- ных мультиплексоров.

Блок 9 цифровой коррекции содержит элемент И ll, программируемый счетчик 12 н RS-триггер 13.

Выходы формирователей l и 2 импульсов и генератора 3 импульсов, зайолнения подключены к йервому, второму и третьему входам первого элемента И 4. Один из входов второго элемента И 5 соединен через элемент .

НЕ 6 с выходом первого элемента И 4 и со счетным входом первого счетчика

7, выполненного, например, в виде двоичного счетчика, а выход подключен к счетному входу второго счетчика 8, который может быть выполнен . бами, даже не связанными с процессом измерения вообще; Кроме того, при закорачинании нходов формирователей данный П становится программируемым генератором пачек импульсов. Блоком

9 цифровой коррекции фазы осуществляется формиронание длительности пачки импульсов, а кодом управления П— число импульсов в пачке. l з.п.ф-лы, 2 ил.

2 в виде десятичного счетчика. Такая техническая реализация счетчиков позволяет синхронно формировать двоичный и двоично-десятичные коды преобразованного фазового сдвига между опорным U, и фазоманипулированным ц„ сигналами„ Блок 9 цифровой коррекции фазы опорного сигнала U первым входом соединен с входами установки счетчиков 7 и 8 в нулевое состояние

H подключен к выходу первого формирователя l импульсов, а выход соединен с третьим входом первого элемента И 4. Разрядные выходы счетчика 7 подключены к управляющим входам мультиплексоров блока 10, информационные нходы которых соединены между собой таким образом, что выход i-го мультиплексора блока 10 соединен с нервым информационным входом (1. 1)-го мультиплексора (i=1 2,...,f-l, где

f — количество мультиплексоров в блоке), m-e информационные входы каждого мультиплексора блока (т1+

k=0 1,...,n 2 -1, n — количество информационных входов мультиплексора) объединены и подключены к соответствующим входам а„, образуя разрядные группы управления преобразователем.

В качестве. примера показана структурная организация блока 6 Hà основе восьмиканальных мультиплексоров.

Второй, четвертый, шестой и восьмой входы первого мультиплексора соединены между собой и образуют k-й разряд кода управления. Третий и седьмой входы первого мультиплексора также соединены между собой и образу1298

К

N=f » — — Ь а!

2 х !

3 ют (k-1)-й разряд кода управления.

Пятый вход первого мультиплексора является (k 2)-м разрядом кода управления, а первый вход подключен к выходу следующего мультиплексора, информационные входы которого соединены между собой аналогичным образом и образуют соответственно (k-3}-й и (k-5)-й разряды кода управления преобразователем и т.д. Выход пер- 10 вого мультиплексора является выходом блока 10 и подключен к входу второго элемента И 5.

Первый вход элемента И 11 блока

9 цифровой коррекции фазы соединен 15 с выходом перекоса программируемого счетчика 12 и R-входом RS-триггера

13, второй является одним из входов блока и подключен к выходу генератора 3 импульсов заполнения, а тре- 20 тий — к прямому выходу RS-триггера

13, инверсный выход которого является выходом блока и подключен к третьему входу первого элемента И 4 переобразователя. Выход элемента 25

И 11 соединен со счетным входом программируемого счетчика 12, информационные входы О, которого соединены

I с циг1гровым кодом коррекции фазы, а вход разрешения записи V соединен 30 с S-входом RS-триггера 13 и подключен к выходу первого формирователя

1 импульсов.

Преобразователь работает следующим о&разом.

При переходе опорного сигнала U о контролируемой частоты Е„через нулевое значение формирователь 1 выра"батывает короткий импульс, который записывает в программируемый счетчик 12 блока 9 цифровой код коррекции фазы и устанавливает RS-триггер

13 блока 9 в нулевое состояние по инверсному выходу, блокируя тем самым элемент И 4 на время, численно равное коду коррекции. Этим же импульсом формирователя I обнуляются счетчики 7 и 8. После окончания импульса формирователя I импульсы частоты заполнения Е с выхода генератора 3 поступают через открытый элемент И ll блока 9 цифровой коррекции фазы на вход счетчика 12,работающего- 55 на вычитание.В момент переполнения (обнуления) счетчика 12 на его выхоце формируется сигнал, закрывающий элемент И 11 и устанавливающий б86 4

RS-триггер 13 в единичное состояние по инверсному выходу.

Требуемый код коррекции фазы вырабатывается следующим образом. Закорачивается внешний источник, подлежащий, например, исследованию, таким образом, что между входами формирователей 1 и 2 включена вся линия связи и производится первое измерение. Полученный код с выхода счетчика 7 пос- тупает на вход программируемого счетчика 12 и с приходом следующего импульса формирователя 1 полученный код .коррекции записьгвается в счетчик

12 блока 9. На фиг.l такая связь между счетчиками не показана, так как код коррекции фазы может быть получен и другими способами, например, от ЭВМ.

Единичный уровень, поступающий на вход элемента И 4 с выхода блока

9 цифровой коррекции фазы, разрешает прохождение импульсов заполнения с выхода генератора 1 на счетный вход двоичного счетчика 7 и через элемент НЕ 6 и второй элемент И 5 на счетный вход десятичного счетчика 8 в момент совпадения инвертированных импульсов заполнения с вь;сокими уровнями потенциалов кода управления преобразователем, передаваемых. на один из входов элемента И 5 бло- < ком 10 последовательно включенных

h-канальных мультиплексоров. В зависимости от кода управления (масштабирования), установленного на информационных входах бпока 10, за время

6t, пропорциональное фаэовому сдвигу между опорным и фазоманипулирован-. ным сигналами, в счетчик 7 поступает число импульсов N, равное N

f ° Ь t„, а в счетчик 8 за то же время поступает число импульсов N, равное где k — число разрядов двоичного счетчика 7;

f — частота импульсов заполнения о генератора 3; а. — коэффициенты при разрядах

< с весом 2 цифрового кода управления, принимающие значения "0" или "1".

В момент времени, соответствукиций переходу фазоманипулированного сигнала Уг, через нулевое значение, формирователь 2 вырабатывает короткий 4

j 298686 6

Таким образом, в преобразователе синхронно с основным кодом счетчика

7 осуществляется формирование дополнительного масштабированного кода, что позволяет переводить машинный, например, двоичный код фазы в двоично-десятичный масштабированный код, позволяющий при подключении выходных разрядов счетчика 8 к цифровому индикатору визуально контролировать ! измеренную информацию. \

Положительный эффект от введения в преобразователь блока цифровой коррекции фазы заключается в повышении точности измерения фазовых сдвигов за счет компенсации цифровым спо собом фазовых набегов, обусловленных, напРимеР, длинными линиями связи пре- З обраэователя фаза — код с измеряемым элементом, например, фазовым датчи", ком угла поворота вала. Такие датчики как правило удаляются от средств измерения на значительное расстоя- 4g ние и учесть фазовые набеги в измерительных цепях не всегда представляется возможным. Предлагаемый преобра зователь простыми средствами позволяет в любой момент времени внести поправку в измеряемый фазовый сдвиг, причем формирование кода поправки можно осуществлять различными спосо" бами, даже не связанными с процессом измереяия вообще. Такая задача, например, возникает в случае проведения научно-исследовательских работ с датчиками, выходной сигнал (фаза1 которых имеет нелинейный закон изменения по времени.;Дополнительный эффект заключается в том, что йри закорачивании входов формирователей преобразователь становится программируемым генератором пачек импульсов. о элемента И, программируемого счетчика и RS-триггера, причем первый вход элемента И соединен с выходом переноса программируемого счетчика .и R-входом RS-триггера, второй — с

15 импульс< который запивает элемент

И 4, фиксируя в счетчиках 7 и 8 числовые значения кодов, соответствующие двоичному и двоично-десятичному масштабированному кодам фазового сдвига.

В общем случае коэффициенты а кода управления (масштабирования преобразователя находятся из выражения к - к

° x 4

В, 0 2 — — =;. а; 2

1=1 О где  — требуемое число импульсов . заполнения в периоде частоты контролируемых сигналов.

Блоком цифровой коррекции фазы осуществляется формирование длительности пачки импульсов, а кодом управления преобразователя — число импульсов в пачке. Таким образом расширяют" ся функциональные возможности преобразователя и область его применения.

Формула изобретения

1. Преобразователь фаза — код, содержащий первый и второй формирователи импульсов, генератор, первый и второй счетчики импульсов и первый элемент И, выход которого подсоединен к счетному входу первого счетчика, а первый и второй входы к выходам второго формирователя и генератора соответственно„ элемент НЕ, второй элемент И и блок последовательно включенных и-канальных мультиплексоров, управляющие входы которых подключены к выходам первого счетчика, информационные входы являются входами управления преобразователем, а выход указанного блока подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого через элемент НЕ подключен к выходу первого элемента И, а выход — к счетному входу второго счетчика, установочный: вход которого соединен с установочным входом первого счетчика и подключен к выходу первого формирователя, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности преобразования за счет компенсации фазовых набегов в измерительных цепях, в него введен блок цифро" вой коррекЦия фазы, входы которого соединены с выходами генератора и первого формирователя, а выход — с третьим входом первого элемента И.

2. Преобразователь по п.1, о т личающийс я тем, что блок цифровой коррекции фазы состоит иэ выходом генератора импульсов заполнения, а третий — с прямым выходом

RS"òðèròåðà, инверсный выход которого подключен к третьему входу первого элемента И преобразователя, выСоставитель С.Кулиш

Редактор Н.Бобкова Техред И.Попович Корректор А.Зимокосов

Заказ 885/48 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, й

7 1 ход элемента И соединен с счетным входом программируемого счетчика, информационные входы которого соединены, например, с выходами первого

298б86 8 счетчика, а вход разрешения записи — с S-входом RS-триггера и выходом первого формирователя импульсов.