Устройство для преобразования фазового сдвига в цифровой код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 14.12.79 (21) 2853963/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (5i) М. Кл.

G 0l С I l(00

G 01 R 2508 тасударствеииь!й комитет

СССР

Опубликовано 30.11.81. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 05.12.8! (53) УДК 621.317..772 (088.8) по делам изобретений и атирытий (72) Авторы изобретения

В. А. Соломатин н В. А. Шилин

Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки н картографии (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ФАЗОВОГО СДВИГА В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в системах программного управления металлорежущими станками, в геодезнческнх приборах, в навигационных приборах для преобразования угловых перемещений в цифровой код.

В этих преобразователях угловое перемещение входного вала преобразуется во временной фазовый сдвиг одного (ннформатнвного) сигнала относительно другого (опор-, ного)- сигнала. Этот сдвиг затем преобразует- 1е ся в цифровой код.

Известно устройство для преобразования . фазового сдвига в цифровой код с промежуточным преобразованием фазового сдвига в постоянное напряжение, работающее по )S логике «фазовый сдвиг — интервал временипостоянное напряжение — код» f! J.

Недостатком этого устройства является необходимость периодической калибровки фазометра в процессе измерения, что сущест20 венно усложняет его использование в автоматнческнх комплексах.

Налболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, 2 работающее по счетно-импульсному способу (2) .

Однако для достижения высокой разрешающей способности фазометра возникает необходимость формирования фронтов импульсов весьма малой длительности (порядка десятков наносекунд), высокой точности фиксации перехода через нуль напряжений (порядка единиц мВ), высокой частоты заполняющнх импульсов, что ограничивает число разрядов из-за недостаточного быстродействия счетчика.

Цель изобретения — повышение точностн преобразования угловых перемещений в цифровой код.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее растровый фазовращатель н преобразователь временного интервала в цифровой код, введены два сннхронных фильтра, причем выходы растрового фазовращателя подключены ко входам синхронных фильтров, а выходы синхронных фильтров подключены ко входам преобразователя временного интервала в цифровой код.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

885803

Устройство содержит растровый фазовращатель (РФВ) l, синхронные фильтры (СФ) 2 и 3, преобразователь 4 временного интервала в цифровой код, тактовые генераторы 5 и 6, генераторы 7 и 8 коммутирующих импульсов, фазовые детекторы 9 и 10, конденсаторы 11 — 18, резисторы 19 и 20 и ключи, Устройство работает следующим образом.

Информативный сигнал UH с выхода фазовращателя 1 сдвинут по фазе по отношению к опорному сигналу U< на величину, пропорциональную углу поворота oL входного вала. Эти сигналы подаются на входы синхронных фильтров 2 и 3, состоящих из. резисторов 19 и 20 и конденсаторов l l — 18, подключенных к общему проводу кл.очами.

Длительность коммутирующего импульса равна — „, где Т = - - период повторения

Т импульсов, п — число коммутирующих конденсаторов, (в данном случае п = 4), fp— частота следования коммутирующих импульсов. Коммутирующие импульсы, формируемые генераторами 7 и 8, сдвинуты по фазе последовательно на 360 jn. Генераторы 7 и 8 управляются тактовыми генераторами 5 и 6, создакнцими частоту импульсов прямоугольной формы п!О.

Синхронные фильтры 2 и 3 действуют таким образом, что амплитуда сигнала на их выходе (точки а и а ) максимальна, когда частота на их входе (частота сигналов

Uqv Uö ) равна частоте коммутации f,. При неравенстве этих частот амплитуда выходного сигнала (в точках а и а ) уменьшается и возникает фазовый сдвиг между входным сигналом и сигналом от генераторов

7 и 8. Этот сдвиг выделяется фазовыми детекторами 9 и 10 и служит управляющим сигналом для тактовых генераторов 5 и 6, которые подстраивают частоту коммутирующих импульсов таким образом, чтобы компенсировать возникающий фазовый сдвиг. Поэтому начальная фаза сигналов с тактовых генераторов 5 и 6 определяется

5 начальной фазой соответствующего входного сигнала U или U„, т. е. в системе обеспечивается фазовая автоподстройка частоты. Но частота сигналов тактовых генераторов 5 и 6 в и раз выше частоты входного сигнала (Uд или Uп). Поэтому, если разность ф: з V(u„)-q(V,)=дато разность фаз (!Урги)- г(У,д )*п4 т. е. пРоисходит фазовое Усиление в и раз. Сигналы с тактовых генераторов 5 и 6 U > и U < подаются на преобразователь 4 временного интервала в цифровой код, который может быть построен по любой известной схеме.

Таким образом, чувствительность преобразователя увеличивается в п раз.

Формула изобретения

Устройство для преобразования фазового сдвига в цифровой код, содержащее растровый фазовращатель и преобразователь временного интервала в цифровой код, отличающееся тем, что с целью повышения точности преобразования, в него введены два синхронных фильтра, причем выходы растрового фазовращателя подключены ко входам синхронных фильтров, а выходы синхронЗр ных фильтров подключены ко входам преобразователя временного интервала в цифровой код..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 !. Смирнов П. Т. Цифровые фазометры.

Л., «Энергия», 1974.

2. Преснухин Л. H. Фотоэлектрические преобразователи информации. М., «Машиностроение», 1974, с. 228.

885803

Составитель В. Еремеев

Редактор Н. безродная Техред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан

:Заказ 10527/60 Тираж 645 Подписное

ВНИИГ|И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4