Фазовый дискриминатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«>809.482 и (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) 3 „»e>© 3о.1о.78 рт) 2679109/18-09 с присоединением заявки ¹ (233 Приоритет (51)М. f(g) з

Н 03 0 13/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытнй

Опубликовано 2802В1. Бюллетень М (з) НЖ 621. 376.55 (088:8) Дата опубликования описания 28. 02. 81 аявитель (54) ФАЗОИИИ ДИСКРИМИНАТОР

Изобретение относится к системам числового программного управления, например, металлорежущими станками с цифровым управлением, и может найти применение в регулируемых и следящих системах с импульсными и фазовыми датчиками положения.

Известен фазовый дискриминатор, содержащий первый и второй триггеры, два ключа, инвертор, фильтр и элемент И-НЕ, причем инверсные выходы триггеров соединены с управляющими входами соответствуюших ключей, сигнальные входы которых объединены и соединены с источником постоянно- 15 го тока, а выходы ключей 1,одного непосредственно, а другого через инвертор ) соединены со входами фильтра (1).

Однако такой фазовый дискриминатор 20 сложен и обладает недостаточным диапазоном линейного измерения фазового рассогласования.

Цель изобретения — упрощение устройства и расширение диапазона линейного измерения фазового рассогласования.

Поставлнная цель достигается тем, что в фазовый дискриминатор, содержащий первый и второй триггеры, два 30 ключа, инвертор, фильтр и элемент

И-НЕ, причем инверсные выходы триггеров соединены с управляющими входами соответствующих ключей, сигнальные входы которых объединены и соединены с источником постоянного тока, а выходы ключей (одного непосредственно, а другого через инвертор ) соединены со входами фильтра, введены последовательно соединенные блок измерения фазового рассогласования, равного n ° 2% (rye n = 1,2,3 ... ), реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и сумматор, а также третий и четвертый триггеры и дополнительный элемент

И-НЕ, причем первый и второй триггеры выполнены в виде Э-К триггеров с логикой "ЗИ" на входах 3 и К, при этом инверсный выход первого триггера соединен с первым 3-входом второго триггера, инверсный выход которого соединен с первым 3-входом первого триггера, второй 3-вход .которого соеди» нен с первым и вторым К-входами второго триггера, с первым sxopoM блока измерения фазового рассогласования и является первым входом фазового дискриминатора, а второй 3-вход второго триггера соединен с первым и вторым К-входами первого триггера,co

80и482 вторым входом блока измерения фазового,рассогласования и является вторым входом фазового дискриминатора, выход реверсивного счетчика соединен с объединенными первыми входами элементов И-НЕ и с первыми В-входами третьего и четвертого триггеров,прямые выходы первого и второго триггеров соединены со вторыми входами соответствующих элементов И-НЕ, вы.ходы которых соединены с Б-входами третьего и четвертого триггеров, прямые выходы которых соединены соответственно со вторым и третьим входаnm цифроаналогового преобразовате-. ля, причем инверсный выход третьего триггера соединен со вторым к-вхо-. 15 дом четвертого триггера и третьими

3 и К-входами второго триггера, а инверсный выход четвертого триггера соединен со вторым R-входом третьего триггера и с третьим J и К-вхо- 2О дами первого триггера, при этом выход фильтра соединен со вторым входомсумматора.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемоro 25 фазового дискриминатора, "на фиг.2 и

3 — эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Фазовый дискриминатор содержит первый 1 и второй 2 триггеры, два ключа 3 и 4, инвертор 5, фильтр 6, элемент 7 И-HE,áëîê 8 измерения фазового рассогласования, реверсивный счетчик 9, цифроаналоговый преобразователь 10 (ЦАП), сумматор 11, третий 12 и четвертый 13 триггеры, дополнительный элемент 14 И-НЕ.

Ключ 3 подключен к источнику 15 постоянного тока. Блок 8 содержит триггер 16 и два элемента 17 и 18 совпадения. 40

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на инверсных выходах триггеров 1,2,12 и 13 присутствует "1", на прямых выходах триггеров 12 и 13 и на выходе ревер- сивного счетчика 9 — "0", ключи 3 и 4 закрыты, выходные напряжения фильтра 6, цифроаналогового пре-. образователя 10 и сумматора 11 равны О.

При появлении фазового рассогласования между импульсами на первом

foM втором foe входах устройства (напрймер, Io опережает 1ОС) первым же импульсом о триггер 1 переключится, 55 а на его инверсном выходе появляется

"0". Этим же импульсом по входу К подтверждается исходное состояние триггера 2. При появлении "0" ключ 3 замыкается,и фильтр 6 подключается к щ источнику 15 постоянного тока, на выходе фильтра 6 появляется напряжение. При появлении импульса триггер 1 возвращается в исходное состояние, а ключ 3 размыкается. HMпульс осна состояние триггера 2 не оказывает воздействия, так как на одном из его входов 3 связанном с выходом триггера 1, присутствует

"0". Учитывая, что триггеры 1 и 2 с 3-К-входами реагируют на задние фронты управлянхцих импульсов foи импульс ос возвратит триггер

1 в исходное состояние, не оказывая действия на триггер 2.

Если теперь снова появится импульс foe (foo опережает fp ), то триггер 2 переключится, ключ 4 замкнется и на выходе фильтра 6 появится напряжение обратного знака.

При рассогласованиях У» /ФХ/ на выходе реверсивного счетчика 9 присутствует "0", на выходах элементов

7 и 14 И-НЕ и инверсных выходах триггеров 12 и 13 поддерживается "1", а на их прямых выходах — "0".

При рассогласовании более + 2K вступают в работу блок 8 измерения фазового рассогласования, реверсивный счетчик 9 и цифроаналоговый преобразователь 10.

В основу построения блока 14 заложен известный эффект изменения частоты выходного напряжения датчика обратной связи при его вращении (движении для линейных датчиков).

Частота выходного напряжения датчика связана с частотой е|о питающего напряжения соотношением и ос= и+

60, где и — скорость вращения датчика, об/мин, или скорость его перемещения мм/мин; — шаг датчика, мм (для кругового датчика с = 1).

При наличии рассогласования больше чем, например +2 (движение в

"+" на фиг.2б ), первым же импульсом триггер 16 устанавливается по выходу Q в "1", а при появлении второго импульса fg (до появления

foe ) на выходе элемента 17 совпадения появляется импульс + fgt, цена которого равна фазовому рассогласованию

+2 1Г(фиг.2а).

Из фиг.2б видно, что импульс, соответствующий +2 при движении в направлении "плюс" появляется тогда, когда два импульса частотой располагаются между двумя импульсами частотой атос . И наоборот, импульс, соответствующий — 2 К при движении в направлении "минус", появляется тогда, когда два импульса частотой располагаются между двумя импульсами частотой о . Импульсы шоу поступают на входы реверсивного счетчика 9. При поступлении хотя бы одного импульса на выходе реверсивного счетчика 9 появляется "1". Элемент 7 И-НЕ от809482 крывается (при опережении fq) и триггер 12 переключается, íà его прямом выходе появляется "1", а на выходе цифроаналогового преобразователя;

10 н апряже ние, пропорциональное +2 1Г. (Выходные характеристики фильтра

6,цифроаналогового преобразователя 10 и сумматора 11 представлены соответственно на фиг. 3а б и в .

Появление "0" на инверсном выходе ) триггера 12 блокирует триггер 2 по третьим входам 3 и К. Эта связь обеспечивает изменение выходного напряжения фильтра 6 при уменьшении фазового рассогласования.

Одновременно сигналом "0" по инвер- сному выходу триггера 12 удерживает- 15 ся триггер 13 в состоянии "1" по его инверсному выходу.

При уменьшении рассогласования в пределах +2TC на выходе реверсивного счетчика 9 появляе ся "0 ",триг- 20

rep 12 устанавливается в исходное состояние. На выходе ЦАП 10 выходное напряжение становится равным О.

При рассогласовании другого знака переключается триггер 13, на его 25 прямом выходе появляется "1", а на инверсном — "0". На выходе ЦАП 10 появляется отрицательное напряжение, а триггер 1 блокируется по входам

З-К.

Формула изобретения

Фазовый дискриминатор, содержащий первый и второй триггеры, два ключа, инвертор, фильтр и элемент И-НЕ,причем инверсные выходы триггеров соединены с управляюшими входами соответствующих ключей, сигнальные входы которых объединены и соединены с ис- 40 точником постоянного тока, а выходы ключей (одного непосредственно, а другого через инвертор ) соединены со входами фильтра, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения4 устройства и расширения диапазона линейного измерения фазового рассогласования, в него введены последовательно соединенные блок измерения фазового рассогласования, равного

И ° 2)Г(где и = 1,2,3,... ), реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и сумматор, а также третий и четвертый триггеры и дополни,тельный элемент И-НЕ, причем первый и второй триггеры выполнены в виде

3--К триггеров с логикой "ЗИ" на входах З и К, при этом инверсивный выход первого триггера соединен с первым 3 — входом второго триггера,инверсный выход которого соединен с первым 3 -входом первого триггера, второй 3 -вход которого соединен с первым и вторым К-входами второго триггера, с первым входом блока измерения фазового рассогласования и является первым входом фазового дискриминатора, а второй 3 -вход второго триггера соединен с первым и вторым К-входами первого триггера, со вторым входом блока измерения фазового рассогласования и является вторым входом фазового дискриминатора, выход реверсивного счетчика соединен с объединенными первыми входами элементов И-НЕ и с первыми R -входами третьего и четвертого триггеров, прямые выходы первого и второго триггеров соединены со вторыми входами соответствую-. щих элементов И-НЕ, выходы которых соединены с 5 -входами третьего и четвертого триггеров, прямые выходы которых соединены соответственно со вторым и третьим входами цифроанало.— гового преобразователя, причем инверсный выход третьего триггера соединен со вторым Р -входом четвертого триггера и третьими 3 и К входами г второго триггера, а инверсный выход четвертого триггера соединен со вторым Й -входом третьего триггера и с третьими 3 и К-входами первого триггера, при этом выход фильтра соединен со вторым входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 93469198, кл. Н 03 О 3/18, опублик. 23.09.69.

809482

Составитель В. Лякишев

Редактор Л. Пчелинская Техред С.Мигунова Корректор O. Билак

Заказ 454/74 Тираж 999 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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