Фазовый дискриминатор
(72) Автор изобретения
В.П.Лоншаков (73) Заявитель (54) ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР
Настоящее изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в фазовых системах прог раммного управления.
Известны фазовые дискриминаторы, содержащие фильтр и два триггерных счетчика, связанных с блоком преобразователей код-напряжение 11 .
Однако они имеют низкое быстродействие. о
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фазовый дискриминатор, соедржащий фильтр, выход которого является выходом устройства, и блок преобразователей код-, напряжение, входы которого соединены с первыми и вторыми выходами двух счетчиков импульсов, входы которых соединены с выходными шинами устройства (2).
Недостатком этого дискриминатора также является относительно низкое быстродействие, так как постоянная времени фильтра должна быть доста2 ,точна для надежного выделения постоянной составляющей выходного сигнала (сглаживания пульсаций ШИМ), однако чем больше эта постоянная времени, тем меньшим быстродействием обладает фазовый дискриминатор и, следовательно, тем хуже эксплуаутационные характеристики фазового дискриминатора.
Например при применении фазового диакримииатора в . Целью изобретения является повьивение быстродействия фазового дискриминатора. Это достигается тем, что в фазовый дискриминатор, содержащий фильтр, выход которого является выходом устройства, и блок преобразователей код- 3 8537 ыапряжение, входы которого соединены с первыми и вторыми выходами двух счетчиков импульсов, входы которых соединены с входными шинами устройства, введены ключевые усилители, дополнительные фильтры, коммутаторы и блок суммирования, выход которого подключен к входу фильтра, первый вход — к выходу блока преобразователей код-напряжение, а второй, третий, 1 .1 четвертый и пятый входы через идентичные каналы из последовательно соединенных коммутатора, дополнительного фильтра и ключевого усилителя подключены соответственно к третьему.и первому выходам первого счетчика импульсов и к третьему и первому выходам второго счетчика импульсов, причем третий и первый выходы первого счетчика подключены соответственно к вторым входам коммутатОров первого и второго каналов, а третий и первый выходы второго счетчика подключены соответственно к вторым входам коммутаторов третьего и четвертого каналов. На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого фазового дискриминатора; на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие его 30 работу при скачкообразном изменении сдвига фаз на его входах. Фазовый дискриминатор содержит фильтр 1, блок 2 преобразователей код-напряжение, первый и второй счетчики 3,4 импульсов, блок 5 суммирования, ключевые усилители 6 — 9, дополнительные фильтры 10 — 13, коммутаторы 14 — 17, триггеры 18 19 младших разрядов первого 3 и второго 4 счет- 40 чиков импульсов. На фиг.2 изображены следующие сигналы фазового дискриминатора 20,21 импульсы на входах фазового дискриминатора; 22,23 — коды на входах блока 2 преобразователей; 24 — напряже .ние на входе блока 2 преобразователей; 25,26 — напряжения на третьем и первом выходах первого счетчика импуль сов; 27,28 — напряжения на третьем и первом выходах второго счетчика импульсов; 29 — 32 — напряжения на выходах ключевых усилителей 6 — 9; 33 — 36 — напряжения на выходах фильтров 10 13; 37 - суммарное напряжение на выходах коммутаторов 14 — 17, поступакнцее в блок 5 суммирования; 38— напряжение на входе фильтра 1. 73 4 Фазовый дискриминатор работает следующим образом. На входы дискриминатора подаются . импульсы 20,21, между которыми определяется сдвиг фаз. Счетчики 3,4 считают импульсы 20,21 и формируют на своих выходах коды 22,23, которые в блоке 2 преобразователей код-напряжение формируются в напряжение 24, представляющее собой широтно-импульсной модулированный сигнал постоянной амплитуды. С третьего и первого выходов первого счетчика импульсов напряжения 25,26, а также с третьего и первого выходов второго счетчика импульсов напряжения 27,28 поступают на входы ключевых усилителей 6 — 9, где формируются прямоугольные, симметричные . относительно оси абсцисс напряжения 29 — 32, которые не имеют постоянной составляющей в установившемся режиме. Из этих напряжений в фильтрах 10- 13 формируются экспоненциальные напряжения 33 — 36, также не имеющие постоянной составляющей в установившемся режиме, и через коммутируемые входы коммутаторов 14 — 17 поступают на входы блока 5 суммирования. На коммутирующие входы коммутаторов 14— 17 поступают напряжения 25,26,27,28 подключающие экспоненциальные напряжения 33,34,35,36 в следующей последовательности. 34,35,34,36,33,36,33, 35 и так далее. В результате суммирования в такой последовательности в блоке 5 формируется напряжение 37, ие имеющее в установившемся режиме постоянной составляющей. В блоке.5 напряжение: 37 суммируется с напряжением 24 и компенсируют пульсации напряжения 24, не изменяя постоянной составляющей. В результате в блоке 5 формируется напряжение 38, не имеющее пульсаций. Это напряжение поступает на вход фильтра 1, где сглаживаются узкие параэитные импульсы, появившиеся из-эа небольшого временного сдвига напряжения 37 относительно пульсаций в напряжении 24. Предлагаемый фазовый дискриминатор имеет значительно большее быстро действие в сравнении с известными, так как. постоянные времени фильтров, в нем на один-два порядка меньше посто. яннык времени в фильтрах известных фазовых дискриминаторов. Для сглажива/ ния узких паразитных импульсов напря5 85377 жения 38 достаточно иметь постоянную времени фильтра 1 существенно меньш ло, чем, например в фильтре для выделения постоянной составляющей из .йульсирующего напряжения. 5 Фазовый дискриминатор может выполнять функцию элемента сравнения, например, по положению приводов подач станков с программным управлениемсТогt да на один вход устройства подается ip импульсный сигнал системы программного управл:ния, а на другой — импульсный сигнал обратной связи с датчика положения. Разность фаз между входными сигналами, пропорциональная ско- 15 рости подачи привода, с помощью дискриминатора преобразуется в постоянное напряжение, управляющее приводом подач. Ввиду большего быстродействия фазового дискриминатора он позволяет го увеличить добротность по скорости и быстродействие привода, что, в свою очередь, позволяет увеличить. производительность и точность станков, а за счет этого получить эффективность 2s от использования фазового дискримина-. тора. Формула изобретения Фазовый дискриминатор, содержащий фильтр, выход которого является выходом устройства, и блок преобразова3 6 телей код-напряжение, входы которого соединены с первыми и вторыми выходами двух счетчиков импульсов, входы которых соединены со входными шинами устрйоства, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены ключевые усилители, дополнительные фильтры, коммутаторы и блок суммирования выход которого подключен к входу фильтра, первый вход — к выходу блока преобразователей код-напряжение. а второй, третий, четвертый и пятый входы через идентичные каналы из последовательно соединенных коммутатора, дополнительного фильтра,и ;ключевого усилителя подключены соответственно к третьему и первому выходам первого счетчика импульсов и к третьему и первому выходам второго счетчика импульсов, причем третий и первый выходы первого счетчика подключены, соответственно к вторым входам коммутатаров первого и второго каналов, а третий и первый выходы второго счетчика подключены соответственно к вторым входам коммутаторов третьего и четвертого каналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 311398, кл. Н 03 К 7/04, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР Р 521649, кл. Н 03 0 13/00, 1975. 853773 21 26 27 2о 2У ВНИИПИ Заказ 5694/31 Тираж 988 Подписное Филиал ПИП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4
