Преобразователь сдвига фаз в цифровой код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Х АВТОР СХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«>532059

Союз Советских

Социалистических

Республик

5 PP Т1 Я;

-фЦ к 1- 71 .1т (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.01.74 (21) !988234 21 (5! ) Л1.Кл.- "6 Ol R 25,, 08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.10.76. Бюллетень Хо 38 (45) Дата опубликования описания 18.10.76 (53) УДК 621.317.77 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. В. Коровин и А. Г. Беззапонов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СДВИГА ФАЗ

В ЦИФРОВОЙ КОД с присоединением заявки—

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использова»о при создани|и измерительных приборов с непосредственным цифровым отсчетом в системах телемеханики, автоматического измепения и управления.

Известен преобразователь фазовых сдвигов в код, основанный на преобразованиями фазового сдвига во временной интервал с последующим преобразованием временного интервала в код и состоящий из формирователей импульсов, ключа, генератора квантующих импульсов и счетчика импульсов (1).

Известный преобразователь имеет недостаточную точность, кроме того, он не B состоянии непрерывно измерять фазовый сдвиг между двумя фазоманипулированными сигналами, частота которых, претерпевает быстрые случайные изменен ия.

Наиболее близким по технической сущности является преобразователь сдвига фаз фазоманипулированного сигнала в цифровой код, содержащий формирователями импульсов опорного и фазоманипулированного сигналов, два счетчика, три логических элемента И и логич ески и эл ем ент,ИЛ И.

Однако в известном устройстве сдвиг опор ной и исследуемой поверхностей импульсов на одну и ту же постоянную величину То приводит к появлению в работе устройства моментоз, когда оно должно начать вырабатывать импульсы заполнения до того, как окон ьится интервал Т,,„, пропорцио.lа lbío которому должны быть выбраны интервалы между импульсами заполнения, т. е. устройство должно начать выра батывать интервалы, пропорциональные Т..., не 3ная зеличины Т,.„„, что приводит к большим QUllt()кам преобразования.

С целью повышения точности преобразования з предлагаемый преобразователь введены генератор образцовой частоты, схема задержки, блок управления, делитель частоты, два управляемых делителя частоты и две вентильные группы, причем генератор образцовой частоты через первый и второй логичесКНс . элементы И соединен с,двумя управляемыми делителями частоты и одновременно через делитель частоты и первый счетчик с первыми входами двух вентильных групп, выход каждой нз которых соедичен с управляемым делителем частоты, выходы делителей подключены через последовательно соединенные логический элемент ИЛИ и третий логический элемент 1Л, второй вход которого через схему задержки подключен к .выходам формирователей импульсов, к второму счетчику, а блок управления соединен с формирователем опорного сигнала, со вторыми вхо дД2О5Я дами зентильных .групп, входами управляемых делителей частоты, с первым и вторым логическими элементами И и с двумя счетчиками.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие его работу.

Преобразователь выполнен следующим об,разом.

Опорное и фазома нипулированное напряжения поступают на формирователи 1 .и 2 импульсов. Выход формирователя 2 соединен

"с входом формирователя 3 загдержанных импульсов, второй вход которого подсоединен к выходу формирователя 1. Выход,формирователя 3 подсоединен к одному .из входов элемента И 4..Выход формирователя 1 присоединен к,входу схемы 5 управления, которая вырабатывает импульсы сброса счетчиков б и 7, а также импульсы сброса управляемых дели20 телей 8 и 9 частоты. Кроме того, схема 5 управляет работой элементов И 10 и 11 .и .вентнльных групп 12 и 13. Генератор 14 образцовой частоты присоединен к входу делителя

15 частоты и к входам элементов И 10 и 11.

Выход делителя 15 соединен с входом счетчика 6, его выходы разрядов подключены к входам вентильных групп 12 и 13, а выходы последних соединены с входами установки коэффициентов деления управляемых делителей 8 и 9 частоты. Вторые (счетные) входы этих делителей подключены к выходам элементов 10 .и 11. Выходы управляемых делителей частоты соединены с входами элемента ИЛИ 16, выход которого через элемент И

4 соединен с входом счетчика 7.

Работает устройство следующим образом.

Формирователь 1 вырабатывает импульсы (фиг. 2, U,) в моменты перехода опорного си- 40 нусоидального напряжения через нуль. Схема

5 управления вырабатывает импульсы сброса счетчика 6 в моменты времени lt, tg, t3, t4 и т. д., поэтому счетчик б за время t> — 1, подсчитывает количество импульсов, разное

j„„.„„п

1л, jo ч7о i:i

П

=nF„, О "i

N,.„== — " Т,.„, zz

Перед моментом t3 импульсом со схемы 5

45 число У,„через вентиль 12 переносится в управляемый делитель 8 и становится е"o коэффициентом деления /г, .

В момент t„-. одновременно со сбросом счгтчика 6 и 7 з нулевое состояние появляет50 ся отпирающее напряжение Uq на входе элемента 10 и импульсы генератора 14 через делитель частоты 8, элемент ИЛИ 16 поступают в виде последовательности Uq на импульсный вход элемента И 4. Их частота

lг, То., 5О такова, что импуль".ы слгдуют с и раз меньшим интервалом, чгм интервал Т,, = t3 — tz.

Формирователь 3, начиная с момента t3, на время -,z = 1, — t отпирает элемент И 4 (фиг. 2, Uz), на счетчик поступает пачка им55 пульсов Ug, число которых Л ;, соответствует где zz — коэффициент деления частоты делителя частоты;

1,, — частота генератора образцовой частоты;

Т,.„ — текущее значение периода опорной частоты, равное (t — 1,).

Перед моментом t схема 5 вырабатывает импульс записи, поступающий на управляющий вход вентильной группы 13, и переписывагт код N,„со счетчика 6 в управляемый

1 дглитгль 9 частоты, в котором устанавливается коэффициент К, деления, равный Ж, В момент 1, одновременно со сбросом счетчика 6 в нулевое состояние со схемы 5 управлеíпя на элемент И 11 начинает поступать отпирающее напряжение (фиг. 2, U4) в .интервале от zz до f3, в результате чего с генератора 14 через элемент 11 в делитель 9 поступают импульсы опорной частоты.

Частота на выходе управляемого делителя

9 определяется выражением и пр дстазляет собой импульсную последовакоторой HIIIIg,zbczi c eдgzoT c fl раз меньшим интервалом. чем интервал

То и =1 — l, (ф.иг. 2, U )

Одновременно с подачей импульсов с генератора 14 через элемент 11 на делитель 9 формирователь 3 задержанных импульсов в момент 1, начинает формировать на своем выходе прямоугольный импульс, равный т и соответствующий времен ному сдвигу между моsteHTai4 1 и t (фиг. 2, У, .и и ). Этот импульс в виде управляющего напряжения (фиг.

2, U ) поступает на вход элемента 4, открывая его и пропуская на счетчик 7 следующие через элемент ИЛИ 16 импульсы с выхода дглитгля 9. Количество импульсов Л,, частоты f „„,, ïðîõîäÿùåå за интервал т на вход

1 счетчика 7 (фиг. 2, Ьц), образуют число, соотв тствующег коду фазового сдвига в интервале t; — 1

В этот iKp ìoìåíò tg счетчик 6 начинает подсчитывать количество импульсов с выхода делитгля 15 за интервал t> — t3. Число N,„, насчпта нное з этом интервале Т,.„= t3 — tq, 2 опргдгляется выражением

532059 коду фазового сдвига .в интервале t,— t3.

Далее работа устройства циклически повторяется.

Таким образом, не зависимо от значительных колебаний опорной частоты (Ба фиг. 2 это отражено изменением T,,) число импульсов Nk(n — 1) на входе счетчика 7 к моменту

t (n — - 1) соответствует

-. (n — 1) ° n- о п т (а — 1) " "З6О

Выбором коэффициента деления п делителя 15 можно получить код, выраженный непосредственно в градусах.

Предлагаемый преобразователь вырабатывает код, пропорциональный фазовому сдвигу при значительном непостоянстве,величины периода опорного .напряжения. Счетные импульсы начинают вырабатываться только по окончании соответствующего периода Т,.„, что приводит независимо от колебаний длительности Т,.„и величины фазового

О Пп сдвига к точной пропорциональности между

f,,„,. и Т,.„,,а следовательно, к точному преобразованнпо фазы в код.

Формула изобретения

Преобразователь сдвига фаз в цифровой код, содержащий формирователи импульсов опорного и фазоманипулпрованного сигналов, два счетчика, трп логических элемента И п логический элемеíT ИЛИ, о т л и ч аю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены генератор образцовой частоты, схема задержки, блок управления, делитель частоты, два управляемых делителя частоты и две вентпльные группы, причем генератор образцовой частоты через

10 первый и второй логические элементы И соединен с двумя управляемыми делителями iaстоты и одновременно через делитель частоты и первый счетчик — с первыми входами венTH;IbHbix групп, выход каждой из которых соединен с управляемым делителем частоты, выходы делителей подключены через последовательно соединенные логический элемент ИЛИ и третий логический элемент И, второй вход которого чер.з схему задержки пОде.1ючен к

20 выходам формирователя импульсов, ко второму счетчику, а блок управления соединен с формирователем импульсов опорного сигнала, со вторыми Bx03àìè вентильных групп, входами управляемых делителей частоты, с пер25 зым и вторым логическими элементами 11 и .с двумя счетчиками.

Источники информация, принятые Во Внпма: нг прн проведении экспертизы:

1. П, П. Орнашский «Автоматические нзЗо мерення:i прнооры», Кнез, «Вища школа», 1973 г., р. 159 а).

2. Авт. свид. СССР ¹ 287194, Л!. Кл.

G 01 R 25 00, 16.06.69 г. с

1 г

onз

Риз а

Редактор Т. Янова

Заказ 927/1217 Изд. № 1677 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

|65(!

" !!!!! !!

Составитель Л. Шаронова

Техред Л. Кочемирова Корректор В. Гутман