Цифровой фазовый дискриминатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

349007

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22.VI.1970 (М 1451698/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23.Vill.1972. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 4.Х.1972

М. Кл. 608c 19/12

G 0lr 25/00

Комитет по делам изобретений и открытиб при Совете 1л иистров

СССР

УДК 621.317.77:088.36 (088.8) Авторы изобретения

В. В. Шкирятов и А. Д. Подлиниов

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР

Изобретение относится к цифровым фазовым дискриминаторам, используемым для измерения разности .фаз между двумя колебаниями в следящих измерителях.

Известные фазовые дискриминаторы (ФД) классифицируются по виду зависимости коэффициента передачи от разности фаз входных сигналов на ФД с синусоидальной и треугольной характеристиками.

В ФД с синусоидальной передаточной характеристикой затруднено применение систем фазовой автоподстройки (ФАП) в прецизионных измерителях.

Недостатком ФД с синусоидальной и треугольной характеристиками является уменьшение крутизны передаточной функции при углах рассогласования — (l v I (л. Ввиду

2 этого напряжение ошибки .рассогласования уменьшается в то время, когда необходима наибольшая коррекция перестраиваемого генератора.

ФД с пилообразной характеристикой обладают преимуществами по сравнению с ФД с синусоидальной характеристикой, в частности, по времени входа в синхронизм (время захвата). Известны методы создания ФД с пилообразной характеристикой, использующие информацию о пересечении нулевых уровней входных сигналов, Известные устройства, в которых интегрирование сигналов с широтно-импульсной модуляцией, пропорциональной разности фаз, производится цифровыми методами с помощью счетчика, подсчитывающего эталонные импульсы за заданный интервал времени, не могут быть использованы в качестве ФД циф10 ровых динамических следящих систем, поскольку выходной эффект этих устройств пропорционален только модулю разности фаз или з аде ржек.

Для получения пилообразной характеристики ФД на выходе дискриминатора необходимо знать модуль разности фаз входных сигналов и знак этой разности для коррекции перестраиваемого генератора.

Кроме того, в известных устройствах при углах рассогласования, близких к 0 или 360, не выполняется условие линейности фазовой характеристики, так как роль формирователя мерного интервала выполняет статический триггер, время переходного процесса которого имеет конечную величину и определяется временем рассасывания носителей, временем регенерации и длительностью фронта входного сигнала.

Стремление вывести рабочую точку ФД в

ЗО середину линейной зоны ФД с помощью ана349007

25

З0

50 логовых фазовращателей в виде RC-цепочек, включенных в цепи входного (измеряемого) и опорного сигналов, приводит к дополнительным ошибкам измерений за счет нестабильности параметров таких фазовращателей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы цифрового ФД.

Сущность изобретен яя заключается в сдвиге рабочей точки ФД в середину линейной характеристики с помощью дополнительно введенного регистра опорного числа Л4, которое равно числу эталонных импульсов за полупериод опорного сигнала, в результате чего на выход фазового дискриминатора поступает число в двоичном коде, знак которого определяется видом кода (прямой или обратной), и в блокировке на время переходного процесса триггера формирователя мерного интервала дополнительно введенным стробирующим устройством, содержащим триггер, два вентиля и делитель, в результате чего осуществляется жесткая временная стабилизация работы цифрового ФД, существенно повышающая надежность его работы.

На чертеже изображена блок-схема ФД.

Он содержит формирователь 1 им пульсов опорного сигнала, формирователь 2 импульсов измеряемого сигнала, статический триггер 8, вентиль 4, счетчик б, регистр б, генератор эталонных импульсов 7, триггер 8, вентили 9, 10, делитель 11 и регистр 12 опорного числа (Л4).

Синусоидальные сигналы с опорной <р, и измеряемой ср, фазами преобразуются в формирователях 1 и 2 соответственно в импульсы той же частоты, соответствующие прохождению синусоидального сигнала через нулевой уровень, и поступают на триггер 8, формирующий мерный интервал, пропорциональный разности фаз между опорным и измеряемым сигналами.

Импульс измеряемого сигнала д, переключает основной триггер в состояние «О», а дополнительный триггер 8 в состояние «1», запирает вентиль 9 и запрещает поступление эталонных импульсов на вход счетчика на время, большее времени переходного процесса в триггере и равное 2 периодам эталонных импульсов. Для этого одновременно с запиранием первого вентиля открывается вентиль 10, через который счетные импульсы поступают на К-разрядный делитель 11.

Импульс с выхода делителя переключает дополнительный триггер в исходное состояние

«О», открывает тем самым первый дополнительный вентиль, снимая блокировку с формирователя мерных интервалов, опрашивает регистр и записывает в счетчик число N< и обратном коде из регистра 12 опорного числа.

При внесении в счетчик в обратном коде числа эталонных импульсов за полупериод опорного сигнала Ув, и последующем подсчете импульсов в мерном интервале на счетчике получают число в прямом коде, если мерный интервал больше полупериода опорной частоты (Л р)л), в обратном коде, если мерный интервал меньше полупериода опорной частоты (b, р(л), и нуль, если мерный интервал равен полупериоду опорной частоты (Йр=л), Время блокировки (16) и разрядность (К) введенного делителя определяется быстродействием применяемых элементов и временем переходного процесса триггера (t „) по условию:

Предмет изобретения

Цифровой фазовый дискриминатор, содержащий два формирователя импульсов опорного и измеряемого синусоидальных сигналов, подключенных к статическому триггеру, .последовательно соединенные генератор эталонных импульсов, вентиль, счетчик и регистр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности в него введены дополнительные триггер, вентили, делитель и регистр опорного числа, причем дополнительный триггер единичным входом подключен к выходу формирователя измеряемых импульсов, нулевым выходом — ко входу первого дополнительного вентиля, вход которого соединен с выходом статического триггера, а выход— с вентилем, единичный выход дополнительного триггера соединен со входом второго дополнительного вентиля, второй вход которого подключен к генератору эталонных импульсов, а выход — ко входу делителя, соединенного выходом с нулевым входом дополнительного триггера, со входами регистра и регистра опорного числа, выход которого подключен к входам счетчика.

349О07

Составитель М. Черенкова

Техред Л. Богданова

Редактор Л. Утехина

Корректор Т. Миронова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3002/1 Изд. № 1258 Тираж 405 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5