Генератор парных импульсов с цифровым формирователем фазового сдвига

 

О П И С А Н И Е <„,526062

ИЗОБРЕТЕН ИЯ т ок а советских

Социалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено19.О5.75 (21) 2135716/21 с присоединением заявки Ле (51) М. Кл.

Н 03 К 3/78

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретеннй и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.О8.76.Бюллетень Л" 31 (53) УД К 6 2 1. 3 73 (О88.8 ) (45) Дата опубликования описания 07.12.76 (72) Автор изобретения

И. М. Блюменау

HHcTHTfT электроники и вычислительной техники

Академии наук Латвийской CCP (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ПАРНЫХ ИМПУЛЬСОВ С 11ИФРОВЫМ

ФОРМИРОВАНИЕМ ФАЗОВОГО СДВИГА

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к генераторам парных импульсов с регулируемым фазовым сдвигом, и может быть использовано, например, в измерительной технике для получения регулируемого с малым шагом дискретности и с высокой точностью фазового сдвига в стробоскопических преобразователях, фазометрах и т.д.

Известны генераторы парных импульсов с регулируемым фазовым сдвигом, содержащие генераторы быстрого и медленного пилообразных напряжений и компаратор (11.

Принцип действия генератора основан на сравнении быстрого и медленного пило- д образных напряжений.

Такой генератор обладает низкой точностью воспроизведения заданного фазового сдвига, что обусловлено низкой стабильностью и невысокой линейностью генератора 20 быстрого пилообразного напряжения и быстродействующего компаратора. Кроме того, генератор необеспечивает дискретного представления информации о текущем значении фазового сдвига. 25

Известен также датчик интервалов времечи, представляюший собой генератор парных импульсов с регулируемым фазовым сдвигом, содержаший синтезатор двух колебаний, канал формирования импульсов начала интервала и канал формирования импульсов конца и::тервала, которые содержат пересчетные устройства и временные селекторы. Кроме того, датчик содержит каскад совпадений, два дешифратора, два счетчика и блок управления. Принцип действия датчика основан на цифровом формировании фазового сдвига выходных импульсов; который меняется с каждым периодом на постоянную величину.

Однако известное устройство ограничивает пределы регулировки фазового сдвига.

Кроме того, датчик обладает низкой надежностью работы, малой помехоустойчивостью из-за того, что схе«а совпадекий сравнивает импульсы, частоты которых различаются на несколько порядков(21.

Наиболее близким по технической сушности из известных у:тройств является устройство для цифрового формирования фа526062 зового сдвига, содержащее опорный и подстраиваемый генераторы, каждый из которых соединен через соответствующие счетчики со входами фазового дискриминатора, выход которого подключен к управляющему входу подстраиваемого генератора, схему сравнения кодов, входы которой соединены с кодовыми выходами счетчика опорного генератора и управляющего счетчика долей периода, а также управляющий счетчик пе- 10 риодов(3).

Однако такой генератор не позволяет получать изменяемый автоматически по определенной программе, например по линейному закону, фазовый сдвиг между вы- 15 ходными импульсами. Кроме того, пределы изменения фазового сдвига ограничены, поскольку максимально возможная величина его не может превышать период следования импульсов на входах фазового дискри- 20 минатора.

Низкая точность воспроизведения заданного фазового сдвига обусловлена тем, что суммарная задержка делителя частоты и схемы сравнения кодов обычно значительно превышает шаг дискретности изменения фазового сдвига, составляющий величину порядка долей наносекунды, Е1ель изобретения-расширение функциональных возможностей устройства, Это достигается тем, что в предлагаемый генератор дополнительно введены триггер, первый временной селектор и последовательно соединенные дополнительный счетчик, элемент задержки и второй временной селектор, второй вход которого соединен с выходом подстраиваемого генератора, а выход подключен ко входу управляющего счетчика долей периода, второй выход ко- 40 торого соединен с управляющим входом элемента задержки, а третий выход подключен ко входу управляющего счетчика периодов, выход которого соединен с первым входом дополнительного счетчика, к установочному входу которого и к первому входу первого временного селектора подключен выход схемы сравнения кодов. При этом выход опорного генератора соединен со вторыми входами дополнительного счет- 50 чика и первого временного селектора, выход которого и выход дополнительного счетчика подключены ко входам триггера, а выход триггера соединен с третьим входом первого временного селектора. 55

На чертеже представлена структурная электрическая схема генератора парных импульсов.

Генератор содержит опорный 1 и подстраиваемый 2 генераторы. Выходь опор- 60 ного генератора через счетчик 3 и выходы подстраиваемого генератора 2 через счетчик 4 соединены со входами фазового дискриминатора 5, выход которого соединен с управляющим входом подстраиваемого генератора 2.

Кодовые выходы счетчика 3 подключены ко входам схемы 6 сравнения кодов, другие входы которой соединены с кодовыми выходами управляющего счетчика 7 долей периода, который через управляющий счет чик периодов 8 подключен к первому входу дополнительного счетчика 9. Второй выход управляющего счетчика 7 соединен с управляющим входом элемента задержки 10, другой вход которого присоединен к выходу дополнительного счетчика 9.

Выход схемы 6 сравнения кодов подключен к установочному входу дополнительного счетчика 9 и к первому входу первого временного селектора 11, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 1 и со вторым входом дополнительного счетчика 9. Выход элемента задержки 1О подключен к первому входу второго временного селектора 12, второй вход которого. соединен с выходом подстраиваемого генеpampa 2, а выход подключен ко входу управляющего счетчика 7. Выходы временного селектора ll и дополнительного счетчика 9 через триггер 13 подключены к третьему входу временного селектора 11.

Генератор парных импульсов работает следующим образом. Опорный 1 и подстраиваемый 2 генераторы генерируют последовательности импульсов с периодамии Т +

+ Т соответственно. Импульсные сигналы с выходов генераторов 1 и 2 поступают на соответствующие счетчики 3 и 4 со сквозным переносом, причем емкость последнего на единицу меньше.

Выходные импульсы счетчиков 3 и 4 поступают на входы фазового дискриминатора 5, выходной сигнал которого управляет частотой и фазой подстраиваемого генератора 2 так, что при нулевом состоянии счетчиков 3 и 4 фазовый сдвиг между импульсами генераторов 1 и 2 равен нулю.

Каждый последующий импульс генератора 2 отстает от соответствующего импуль са генератора 1 на величину д Т =

М где Т вЂ” период следования импульсов опорного генератора, N — емкость счетчика 4.

Если в счетчиках 7 и 8 записаны соответственно числа тп и и, то в момент появления числа m в счетчике 3 схема сравнения кодов 6 выдает импульс, отпирающий временной селектор 11, а также разрешающий счет счетчику 9, работающему в режиме вычитания. Ло поступления

526О62 этого импульса в счетчик 9 производится запись кодов из счетчика 8. Очевидно, что момент обнуления счетчика 9 наступит через и периодов колебаний генератора 1, а временной селектор 12 выдает

5 очередной импульс от генератора 2. При этом временной сдвиг между импульсами составляет =и 1 + 1+и + т)- T и у+<.и+„1, и Т+тпд

10 с относительной погрешностью, не превышающей величину

6 т ьТ dT ьТ иТ Х т+ дт т

Коммутируемый элемент задержки 1О предо15 тврашает появление на выходе последнего ложного импульса, предшествующего требуемому. Величина задержки и диапазон ее действия определяются задержками приме20 няемых микросхем. Элемент задержки 1О может быть выполнен в виде включенных последовательно инверторов и схемы ИЛИ, управляемой старшим разрядом последней декады счетчика 7, Триггер 13 предот25 вращает появление ложных импульсов на выходе селектора 11.

Каждый импульс конца интервала, поступая на вход счетчика 7, вызывает увеличение хранящегося в нем числа на единицу, 3( обеспечивая линейную развертку, Таким образом, предлагаемый генератор позволяет получить пары импульсов с заданным фазовым сдвигом, изменяемым автоматически по линейному закону. Максимальный фазовый сдвиг в предлагаемом генераторе не ограничен, а точность его воспроизведения выше, чем у известного устройства, что позволяет реализовать меньший шаг дискретности.

В случае формирования максимального временного интервала, не превышающего период колебаний опорного генератора 1, генератор будет функционировать и при исключении счетчика периодов 8, дополнительного счетчика 9 и триггера 13.

Введение дополнительного счетчика с установкой кода и элемента задержки, управляющего временным селектором, позволяет реализовать как простую установку началь- 5О ного сдвига между импульсами, так и изменение его по линеиному закону, поскольку при такойреализации устройства в управляющих счетчиках периода и долей периода находится точный десятичный числовой эквивалент фазового сдвига.

Временные селекторы, с выходов которых ©нимаются импульсы с требуемым фазовым сдвигом, а на входы которых подаются импульсы от генераторов и управляю gp шие сигналы позволяют исключить нестабильность фазового сдвига, обусловленную конечным временем распространения сигналов в логических узлах, т.е. в конечном счете уменьшить шаг дискретности.

Коммутируемый элемент задержки на входе временного селектора обеспечивает максимальную надежность и помехоустойчивость устройства при изменении параметров логических элементов, исключив возможность появления ложных импульсов на выходе.

Благодаря введениюВ - триггера снимается ограничение на максимальную величину временного интервала между генерируемыми импульсами, причем аппаратурные затраты на введение дополнительных диапазонов линейного сдвига также минимальHbI.

Формула изобретения

Генератор парных импульсов с цифровым формированием фазового сдвига, содержащий опорный подстраиваемый генераторы, каждый из которых соединен через соответствующие счетчики со входами фазового дискриминатора, выход которого подключен к управляющему входу подстраиваемого генератора, схему сравнения кодов, входы которой соединены с кодовыми выходами счетчика опорного генератора и управляющего счетчика долей периода, а также управляющий счетчик периодов, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены триггер, первый временной селектор и последовательно соединенные дополнительный счетчик, элемент задержки и второй временной селектор, второй вход которого соединен с выходом подстраиваемого генератора, а выход подключен ко входу управляющего счетчика долей периода, второй выход которого соединен с управляющим входом элемента задержки, а третий выход подключен ко входу управляющего счетчика периодов, выход которого соединен с первым входом дополнителы1ого счетчика, к установочному входу которого и первому входу первого временного селектора подключен выход схемы сравнения кодов, при этом выход опорного генератора соединен со вторыми входами дополнительного счетчика и первого временного селектора, выход которого и выход дополнительного счетчика подключены ко входам триггера, а выход триггера соединен с третьим входом первого временного селектора.

526062

Составитель В. Назарова

Редактор Л. НаРоднаЯ ТехРед Г. Родак

КоРРектоР Д. Мельниченко

За каз 5136/488 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Рябинин Ю. A. Стробоскопическое осциллографирование. Изд. Сов. радио, 1 972 r.

2. Авт. св, СССР Мю 236519 кл, 21а

36/02.

3. Авт. св. СССР Nо 457937 по кл,601

2 5/ÎÎ (прототип ),