Фазовый компаратор

Фазовый компаратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ФАЗОВЫЙ КОМПАРАТОР по авт. св. № 845279, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены элемент И-НЕ и опорный генератор импульсов , выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего формирователей импульсов , а выход - с третьим инфоркационным входом третьего интегратора, гфи этом первый ,формирователь имеет второй выход, соединенный с управляющими входами первого, второго и третьего интеграторов.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСРУЬЛИН

69l G1l

ГОСУД АРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 845279 (21) 3546722/18-21 (22) 20. 12.82 (46) 23.05.84. Бюл. 9 19 (72) П.К. Тукмаков, В.Н. Евгеньев, А.К. Тукмаков и Г.Н. Дмитриев (71) Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (53) 621.374.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 845279, кл. Н 03 К 9/06, 1979. (54)(57) ФАЗОВЫЙ КОИПАРАТОР по авт. св. В 845279, о т л и ч а юН 03 К 9/06; Н 03 D 13!00 шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены элемент И-НЕ и опорный генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента -HE второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего формирователей импульсов, а выход — с третьим инфоркационным входом третьего интегратора, при этом первый формирователь имеет второй выход, соединенный с управляющими входами первого, второго и третьего интеграторов.

1094141

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами при фазовом методе формирования 5 управляющего или информационного сигнала.

По основному авт. св. Ф 845279 известен фазовый компаратор, содержащий три интегратора, входы первого и второго иэ которых соедине-. ны с формирователями, источник опорного напряжения, два формирователя временных интервалов (формирователи импульсов) и формирователь импульсов, первый и второй входы которого соединены с входами первого и второт го интеграторов соответственно, выход — с управляющими входами формирователей временных интервалов 20 (второго и третьего формирователей импульсов), первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго интеграторов, вторые входы - с выходом источника опорного напряжения, а их выходыс первым и вторым входами третьего интегратора соответственно, выход которого соединен с выходной клеммой фазового компаратора (1) ., ЗО

Однако этот компаратор имеет низкую точность, которая обусловлена нестабильностью его коэффициента передачи из-за наличия разброса параметров элементов (непостоянство уров- З ней сигналов, коэффициентов передачи или усиления, непостоянство ве- личины токов утечки интегрирующих конденсаторов и т.д., в том числе изменение перечисленных параметров 4О времени т.е. в процессе эксплуата- ции) и блоков.

Целью изобретения является повышение точности работы фазового компаратора путем устранения влияния не- 45 скабильности коэффициента передачи иа уровень выходного сигнала устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в фазовый компаратор, содержащий три интегратора, информационные входы первого и второго из которых соединены с входными клеммами устройства, источник опорного напряжения и TpN формирователя импульсов, 55 первый и второй входы первого из которых соединены с информационными входами первого и второго интеграторов соответственно,.выход которого подключен одновременно к управляющим входам второго и третьего формирователей импульсов, первые входы которых подсоединены соответственно к выходам первого и второго интеграторов, вторые входы — одновременно к выходу источника опорного напряжения, а их выходы — к первому и второму информационным входам третьего интегратора соответственно, выход которого соединен с выходной клеммой фазового компаратора, введены элемент И-НЕ и опорный генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, вто- рой и третий входы которого соединены с выходами второго и третьего фсрмирователей импульсов, а выход— с третьим информационным входом третьего интегратора, при этом первый формирователь имеет второй выход, соединенный с управляющими входами первого, .второго и третьего интеграторов.

На фиг. 1 приведена структурная схема фазового компаратора; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу для случая, когда фаза первого сравниваемого сигнала меньше фазы второго сигнала U<.

Фазовый компаратор содержит три формирователя 1-3 импульсов, три интегратора 4-б, источник 7 опорного напряжения, опорный генератор 8 импульсов и элемент И-НЕ 9.

Информационные входы интегратоpos 4 и 5 соединены с входными клем= мами устройства. Первый и второй входы формирователя 1 импульсов соединены с информационными входами интеграторов 4 и 5, управляющие входы которых связаны с первьы выходом формирователя 1 импульсов. Второй выход формирователя 1 иийульсав подключен к управляющим входам формирователей 2 и 3 импульсов, первые вхо- ды которых подсоединены к выходам интеграторов 4 и 5 соответственно.

Выход источника 7 опорного напряжения соединен с вторыми входами формирователей 2 и 3 импульсов, выходы которых подключены к первому и второму информационным входам интегратора 6 соответственно. Выход опорного генератора 8 импульсов нодсоединен к первому входу элемента

И-НЕ 9, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами формирователей 2 и 3 импульсов.

109

25 (3) (4)

40 (6) 45 а-m-b.

Выход элемента И-НЕ 9 подключен к третьему информационному входу интегратора 6, управлякнций вход кото- рого соединен с первым выходом формирователя t импульсов, а выход — с выходной клеммой фазового компаратора.

Устройство работает следующим об. разом.

Сигналы U4 и U, фазы которых . 10 сравниваются между собой, поступают на первый и второй входы формиро" вателя 1 импульсов, а также на информационные входы интеграторов

4 и 5, с выходов которых из-за нестабильности коэффициента передачи снимаются разные уровни сигналов

0 (К = t-2) при неизменных входнйх сигналах. (4 20

О,,= „, -, Д (4I

0 ь о; =к u d<--K

1 - 1-2;

k a k — коэффициенты передачи интег- щ0

4 и ратора 4(5) (k„> Я.

Равенства выражений (1) и (2) добиваются .в результате использования дополнительного сигнала Uo длительности ь, который суммируется с входным сигналом U<.интегратора 6.

k4U; ь| (k|ЦР3+ КИНЦО<) О

Uj wj = sj

U,t =S (5)

Преобразовав выражение (3) с учетом выражений (4) и (5), получаем:

Длительность выходного сигнала . элемента 9 изменяется именно согласно закону (6). 50

Сигналы 10 и 11 (фиг. 2) поступают иа первые входы формирователей .

2 и 3 импульсов, на вторые входы которых подается опорное напряжение с выхода источника 7. Начало импуль- 55 са на выходе формирователя 2 (3) совпадает с моментом прихода на его управляющий вход импульса с второго

4141 4 выхода формирователя 1, т.е. в момент перехода с низкого уровня на высокий уровень сравниваемого сигнала меньшей фазы, а конец — с моментом равенства уровней сигналов 10, 11 и 12

На выходе опорного генератора 8 импульсов снимается импульс, начало которого синхронизировано относительно сигнала 13, а длительность

его выбирается равной длительности сигнала 14, когда коэффициент передачи интегратора 4 равен исходному значению. Сигналы 14 и 15 подаются на первый и втброй входы элемента

И-HK 9, на выходе которого формируется сигнал 16, длительность которого равна разности длительностей сигналов 14 и 15 ° Выходной сигнал блока 9 подается на третий информационный вход интегратора 6 и тем самым устраняется влияние нестабильности коэффициента передачи на уровень выходного сигнала фазового компарато ра. Интеграторы 4-6 сбрасываются с помощью сигнала 17, поданного с первого выхода первого формирователя 1 импульсов, который формируется в момент перехода с высокого уровня на низкий уровень сравниваемого сигнала 18 большей фазы (U< или U<).

На фиг. 2 приведены изменения вы- ходного сигнала фазового компарато-, ра для трех случаев. Выходной сигнал 19 изменяется по линии а-Ь, когда коэффициент передачи равен К

Из-за наличия разброса параметров элементов (непостоянство уровней сиг" налов, коэффициентов передачи или усиления, непостоянство величины утечки интегрирующих конденсаторов .и т.д., в том числе изменение перечисленных параметров во времени, т.е. в процессе эксплуатации) коэффициент передачи устройства уменьшается до величины kt и изменение выходного сигнала происходит по линии à-п т.е. уровень выходного сигнала уменьшается при неизменных параметрах входных сигналов U< a U . Подача дополнительного сигнала (при коэффициенте передачи 1 этот сигнал равен нулю),.длительность которого изменяется согласно выражению (6), восстанавливает уровень выходного сигнала до первоначального значения.. Выходной сигнал фазового компаратора в этом случае изображается линией

1094141. ЗННИПИ Заказ 3455/44 Тираж 862 Подписшое

Фшлвал ППП Патеат", r.Óèãîðîä, ул.йроектша», 4

Фазовый компаратор может работать в трех режимах.

1. Фаза первого сравниваемого сиг нала 01 меньше фазы вторе1го сравниваемого сигнала Uq. В этом случае на выходе интегратора б снимается положительный сигнал.

2. Фаза сравниваемого сигнала U больше фазы сравниваемого сигнала

U, В этом случае на выходе интегратора 6 снимается отрицательный сигнал.

3. Фазы сравниваемых сигналов равны. На выходе интегратора 6 выходной сигнал равен нулю.

Использование изобретения для сравнения по фазе двух сигналов позволяет повысить точность работы устройства по сравнению с. базовым объектом на 2-. 4X, при этом расширяется область его применения.