Двухканальный фазовый компаратор

 

Союз Советсиии

Социапистичесиии

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено29.05.80 (2! ) 2931209/18-21 с присоединением заявки М— ° (23) Приоритет—

Опубликовано 23,01.82, Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 26.01.82 (5 l ) M. Кл.

G Ol R 25/00

9кударстееиый комитет

СССР ае двлам изабретеиий и открытий (53) УДК 621. .3 17.77 (088.8) A. С. Гнинченко, Е. В. Конкин, В. И. Коко )рн, С. A!:.Креиченко, С. В. Чепурных, М. К. Чмых и М, С, Головий;*;. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Красноярский политехнический институт (54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ФАЭОВЫЙ KOMllAPATOP

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для построения широкодиапазонных двухканальных компарагоров фазы.

Известно устройство для компарирования сдвига фаз, содержащее в каждом ка5 нале преобразователь фазового сдвига в постоянное напряжение, выходы которого подключены к резистнвному блоку сравнения, связанному с высокоч сгвитель10 ным стрелочным индикатором 1).

Однако устройство имеет большую погрешнос ть.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому

15 результату является устройство, содержащее в каждом канале преобразователь сдвига фаз в интервалы времени, включающий в себя два формирователя, усилителя-ограничителя, дифференцирующий элемент и триггер, последовательно соединеи-. ные логический элемент И с подключенным к нему генератором импульсов и формирователем кодов, блок сравнения кедов.. общий для обоих каналов, связанный с формирователями кодов и с вычислительным блоком t. 2).

В логическом элементе И данного компаратора осуществляется квантование временных (фазовых) интервалов, поэтому в дальнейшем этаг узел целесообразно называть блоком квантования.

Пачки импульсов с блоков квантования в формирователях кодов преобразуют ся в цифровой код, пропорциональный измеряемому сдвигу фаз. Непосредственное сравнение (вычитание) сформированных кодов в блоке сравнения возможно только при одинаковом для обоих каналов значе) 1т О.1 11 = f oãT где „ — частота первого и второго генераторов импульсов, Т1-- $ F >7< 1(à — периоды сигналов. Данное условие гребует перестройки частот генераторов импульсов при изменении частоты сигнала, что представляет определенные труднос-ти в широком диапазоне частот, а также приводит к дополнительной погрешности

0002 за счет нестабильности частот генераторов.

Постоянное время измерения устройства обуславливает погрешность, вызванную некратностью времени измерения и периода сигнала, особенно значительную

la области низких частот. Эта погрешность ограничивает частотный диапазон двухканального фазового компаратора.

Бель изобретения — повышение точ- to ности измерения и расширение частотного диапазона двухканального фазового компара тора.

Поставленная цель достигается тем, что в двухканальный фазовый компаратор,, 15 содержащий в каждом канале последовательно соединенные преобразователь фазового сдвига в интервалы времени, входы которого являются входами устройства, блок квантования и формирователь ко- уй дов и общий для обоих каналов блок сравнения кодов, первый вход которого соединен с выходом вычислительного блока первого канала, генератор импульсов, выход которого соединен со вторыми вхо- д дами первого и второго блоков квантования, введены второй вычислительный блок блок управления и два времязадающих блока, соединенных первыми входами соответственно с выходами первого и второ-ЗО го преобразователей сдвига фаз в интервалы времени, а вторыми входами — с выходом генератора импульсов, причем первые входы времязадающих блоков соединены с третьими входами блоков кван35 тования, а вторые - с первыми входами вычислительных блоков, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей кодов, а выход вычислительного . блока второго канала соединен со вторым входом блока сравнения кодов, выход которого соединен со входом блока управления, выходы которого соединены соответственно со вторы-. ми входами формирователей кодов и тре» тьими входами времязадающих и вычислительных блоков, На фиг. 1 приведена структурная схема компаратора фазы; на фиг. 2 — струк., турная схема времязацаюшего блока. 50

К омпаратор фазы (фиг. 1 ) содержит два измерительных канада 1 и 2, содержащих последовательно, соединенные преобразователи 3 и 4 сдвига фаз в интервалы времени, блоки 5 и 6 квантования с55 подключенным к ним генератором 7 импульсов, времязадающие блоки 8 и 9, форми. рователи 10 и 11 кодов, вычислительные

14 4 блоки 12 и 13 и связанный с ними блок

14 сравнения кодов, а также блок 15 управления, связанный с блоками 8-14.

Устройство работает следующим образом.

На вход измерительного канала 1 поступают два сигнала с частотой F и заданным сдвигом фаз ф, на вход канала 2 поступают сигналы с частотой Fg и фазовым сдвигом $g, который нужно сравнить с заданным.С помощью преобразователей 3 и 4 фазовых сдвигов в интервалы времени формируются эквивалентные временные интервалы, которые затем в блоках 6 и 6 квантования заполняются счетными импульсами частот 1о 1/ от генератора 7 импульсов и образующиеся пачки импульсов, регистрируются формирователями 10 и 11 кодов.

Иремязадающие блоки 8 и 9 формируют для каждого канала время измерения, равное целому числу периодов сигнала и опРЕДЕЛЯЕМОЕ ИЗ УСЛОВИЯ: Ь И М=(ЬИ М )Т1х х Т + и Т = И Т, где T — период сигнала (Т - t J Г ° или Tg =4(Fg ) 1 И Мо — Не» которое базовое время измерения, одинаковое для обоих каналов, Ьи м tT ) целая часть отношений,„(. Ha часИЗМо тотах свыше F= l+p время измерения в

0 диапазоне частот изменяется в пределах имэмо< иьм имэмо+zT a a области час тот F < 1/ t, q M o оно определяется периодом сигнала. Изза этого исключается погрешность за счет некратности времени измерения и периода сигнала, свойственная измерителям с постоянным временем измерения и расширяется диапазон рабочих частот компараторов фазы.

За время измерения- в формирователях 10 и 11 кодов формируются коды

Йф -(E 4g„° )(toHNQ>=(p у -)jQ а во времязадающих блоках 8 и 9 формируются коаы -(з т „) ой . =(й,т ) (+ .

Эти коды вводятся в вычислительные блоки 12 и 13, выполняющие деление кодов

Nq< (h! „и Nq (N> и их умножение на масштабный множитель 360. Результаты вычисления соответствуют заданному и сравниваемому сдвигам фаз в градусах

3 60 4, т, = 1, ЪЬО йiр (N q = f g .

Блок сравнения кодов осуществляет вычитание полученных кодов ф и Чг, т.е. формирует код 5Q = 9q — 9<, соогветствуюший отклонению сравниваемого сдвига фаз от заданного. Этот блок может быть реализован как аппаратными, так и программными средствами. B последнем случае для этой цели можно ис900214 пользовать один из имеющихся вычислительных блоков.

Схема времязадающего блока, реализующего описанные функции (фиг. 2) соде жит триггер 16, З-триггер 17, элемент И 18 и времязвдающий счетчик 19.

Устройство работает следующим образом.

По команде с блока управления 15

РЯ -триггер 16 по входу g (а) устана- 10 вливается в единичное состояние. Влижайщим по времени импульсом привязки к одному из нуль-переходов входного сиг« нала с преобразователя фазовых интервалов в код З(4), (б) -триггер также ус- 15 танавливается в единичное состояние и открывает элемент И 18, через который от генератора 7 импульсов (в) на времязадающий счетчик 19 начинают поступать счетные импульсы частоты,, К выходу

Й -го разряда времязадвющего счетчи- ° ка подключен второй вход RS-триггера

16 и в момент заполнения этого разряда, соответствующий времени и =N+, Рб -триггер 16 переключается в нулевое 25 состояние. Ближайшим импульсом привязки с преобразователя фазового сдвига в интервал времени З(4) Э-триггер 17 также установится в нуль и закроет элемент И 18, что соответствует окончанию З0 времени измерения. Код времязадающего . счетчика 19, равный М- д, вводится в вычислительный блок 12 или 13 (д), а импульс с выхода элемента И 18 (г) длительностью+ ц.цц = И Т или

ИдТ управляет блоком квантования 5 (6) .

Формула изобретения 40

Йвухквнальный фазовый компаратор, содержаний в каждом канале последоввтельно соединенные преобразователь фазового сдвига в интервалы времени, входы которого являются входами устройства, блок квантования и формирователь кодов и ойций для обоих каналов блок сравнения кодов, первый вход которого соединен с выходом вычислительного блока первого канала, генератор импульсов, выход которого соединен со вторыми входами первого и второго блоков квантования, о r л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет измерения фазового сдвига в каждом канале за целое число периодов, определяемое стандартным временным интервалом, в него введены второй вычислитель. ный блок, блок управления и два времязадающих блока, соединенных первыми входами соответственно с выходами первого и второго преобразователей сдвига фаз в интервалы времени, в вторыми входами — с выходом генератора импульсов, причем первые выходы времязадающих блоков соединены с третьими входами .блоков квантования, а вторые — с первыми входами вычислительных блоков, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей кодов, . а выход вычислительного блока второго канала соединен со вторым входом блока сравнения кодов, выход которого соединен со входом блока управления, выходы которого соединены соответственно со вторыми входами формирователей кодов и третьими входами времязадающих и вычислительных блоков.

Ис точники информации, принятые во внимание при экспертизе

l . А в торское с виде тел ьс тво СССР

N 256863, кл. G Ol R 25/OO, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

% 675372, кл. G Ol R 25/00, 1979, 900214

Фиа1

Составитель M. Катанова

Редактор Н. Бобкова Техред М рейвес Корректор Н. Степ

Заказ 12176/63 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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