Преобразователь «угол—дискретное приращение

 

О П И С А Н И Е 2I8543

ИЗОБРЕТЕНИЯ бове Совотониа

Социалиотичеоких

Реопублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Кл. 42пт, 5/00

Заявлено 18.1 V.1967 (№ 1150835/26-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 17Х.1968. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 23.IX.1968

МПК G 06f

УД1х. 621.317.373:681. .322.08 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

А, И. Березенко

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ «УГОЛ вЂ” ДИСКРЕТНОЕ ПРИРАЩЕНИE

СДВИГА ФАЗЫ»

Устройство предназначено для определения знака приращения сдвига фазы электрического сигнала относитсльно опорного сигнала и его преобразования в последовательность импульсов напряжения, сумма которых пропорциональна величине приращения сдвига фазы.

Известные устройства могут производить оцифровку сдвига фаз только в пределах одного периода питающего напряжения фазовращателя, и, кроме того, требуется специальное вычитающее устройство.

Предлагаемый преобразователь отличается тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, в нем младшие разряды делителя частоты через селектор, к другому входу которого подключен выход формирователя, соединены со входом узла дискретного приращения сдвига фазы.

Преобразователь дает на выходе приращение сдвига фазы в пределах от нуля до бесконечности и при подключении к выходу этого устройства реверсивного счетчика íà и разрядов может накапливать максимальное значение фазового сдвига, равное ++-2" Лф градусов, где Лф — дискретное приращение сдвига фазы.

Принцип работы преобразователя заключается в том, что на оси времени выделяются периоды Т>, каждый из которых делится на четыре отрезка времени (временные градации длительностью Т) .

На фиг. 1 изображена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 — временные градации, обозначенные буквами а, l7, с и д.

Отрезки времени, имеющие одну букву, назо5 вем одноименными градациями.

Частота повторения градации „р определяется как

f л= — =1ф./, Т

10 где f@ — частота напряжения питания фазовращателя, 360

A = требуемое число единиц в пе.1 .

15 риоде частоты питающего напряжения фазовращателя, Л<р — дискретность приращения фазового сдвига, равная единице приращения в цифровом виде.

20 При постоянном сдвиге фаз между напряжениями частот „р и f,, (f<,, — частота выходного напряжения фазовращателя, равная частоте /ф, но сдвинутая относительно последнего; предлагаемып преобразователь и предназначендля измерения приращения этого сдвига), момент перехода выходного напряжения фазовращателя через нуль будет находиться все время в одноименной градации. При изменении сдвига фаз между

30 частотами /ф и f ð., момент перехода напряжения частоты 1ф., через нуль будет

218543 перемещаться из одной градации в другую. Так, при положительном приращении сдвига фаз переход осуществляется в последовательности (а -+-б->-с d а) и т. д., при отрицательном — (а d - с- - Ь-+-а) и т. д.

Таким образом, переход нулевого значения напряжения частоты f .„из одной градации в другую соответствует приращению сдвига фазы на дискретность Лф, равную единице приращения, знак же этой единицы определяется последовательностью переходов.

Наименьшее число градаций для получения знака приращения сдвига фазы равно трем, но в этом случае величина N = "р должна

fãp

Уф быть кратна трем. При использовании одного генератора частоты /,р и последующем получении из нее частоты f@ путем деления на

N необходимо использовать пересчет на три.

Четыре градации взяты из условия простого деления частоты на числа, кратные двум.

Один генератор частоты f,ð применяется для того, чтобы избежать ошибки от нестабильности частоты питания фазовращателя f@ и частоты /„р. В случае использования разных генераторов для получения этих частот необходимость в делителе частоты отпадает. Но при этом несихронное изменение частот frp u

f@, вследствие их конечной стабильности, ведет к появлению ошибки при оцифровке сдвига фазы.

Устройство содержит генератор импульсов

1 частоты f; делитель 2 частоты на У; фо рмирователь 8, состоящий из фильтра 4, служащего для преобразования напри кения прямоугольной формы, снимаемого с последнего триггера делителя 2 частоты, в напряжение синусоидальной формы для запитки фазовраща теля 5 и последующего формирования импульсов напряжения схемой б в момент перехода напряжения частоты 1ф., через нуль при переходе от отрицательной полуволны к положительной (или наоборот). Селектор 7 служит для направления импульса, полученного в формирователе 8, на один из четырех выходов селектора. Логический узел 8 для определения сдиницы приращения сдвига фазы и ее знака формирует импульс напряжения на выходах

«+1» или « — 1» в зависимости от знака приращения. Узел 8 состоит из инверторов 9 — 12, линий задержек 18 — 1б, триггеров 17 — 20, схем

«ИЛИ» на два входа — 21 — 24, схем «ИЛИ» на четыре входа — 25 — 2б и схем совпадения

27 — 84.

Триггеры делителя 2 частоты управляют

15 го

25 зо

55 схемами совпадения 85 — 88 селектора 7 таким образом, что эти схемы открываются последовательно во времени для прохождения поступающего на них импульса напряжения из формирователя 8. Не допускается прохождение импульса на два соседних выхода одновременно, так как в этом случае было бы невозможно определить знак приращения логическим узлом 8.

Для этой цели на выходах первого триггера делителя 2 стоят усилители-формирователи 89 и 40, которые уменьшают длительности импульсов, управляющих схемами совпадения

85 — 88 селектора, на такую величину, чтобы импульс с формирователя 8 не смог бы пройти одновременно на два соседних выхода селектора. По одному из четырех выходов селектора импульс положительной полярности поступает в логический узел 8. Последний должен при переходе импульса с формирователя из одной градации в другую формировать импульс при каждом переходе на выходе «+1 при переходах а->- b с †:- d †>- а и т. д. и на выходе « — 1» при переходах а- д-+-с н6 — -а и т. д.

С выходов «+1» и « — 1» логического устройства снимаются импульсы положительной полярности, причем каждый импульс соответствует приращенгио сдвига фазы на дискретносгь Лф.

Так как логическое устройство определяет моменты перехода импульса, полученного в формирователе, только в соседние градации, 1 то за время Т= сдвиг фазы не должен из.гф меняться больше, чем на Лг)г градусов, отсюда максимальная скорость изменения фазового сдвига не должна превышать значение

Предмет изобретения

Преобразователь «угол — дискретное приращение сдвига фазы», содержащий генератор импульсов, соединенный через делитель частоты импульсов с формирователем, селектор и узел дискретного приращения сдвига фазы, от.гичающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, в нем младшие разряды делителя частоты через селектор, к другому входу которого подключен выход формирователя, соединены со входом узла дикретного приращения сдвига фазы.