Преобразователь фазового сдвига в цифровой код

Преобразователь фазового сдвига в цифровой код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА В ЦИФРОВОЙ КОД, содержащий формирователи опорного и измеряемого сигналов, кварцевый генератор, соединенный с входами блока измерения периода входного сигнала и управляемого делителя с переменным дробным коэффициентом деления, узел задания коэффициента усиления, последовательно соединенные ключ, счетчик, регистр и схему управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены делитель частоты и триггер, причем выход кварцевого генератора соединен с первым входом ключа, выход формирователя измеряемого сигнала подключен к второму входу блока измерения . периода входного сигнала, выход которого соединен с вторым входом управляемого делителя с переменным дробным коэффициентом деления, третий вход которого подключен к выходу узла задания коэффициента усиления, а выход через делитель частоты и 0} триггер связан с вторым входом ключа при этом первый выход схемы управления соединен с установочными входами делителя частоты триггера и регистра , ее второй выход соединен с выходом2 Сброс счетчика, а вход - с формирователем опорного сигнала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1 и( 8533Q /gpss

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3583839/18-21 (22) 26.04.83 (46) 23,07.84. Бюл. 9 27 (72) A .Н.Данилов (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследователь; ский, проектно-конструкторский и технологический институт релестрое- ния (53) 621.317.77(088.8) (56) 1. Зверев A E и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. М., Энергия, 1974, с. 75.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 443481, кл. Н 03 К 13/20, 1973 (прототи и) . (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО

СДВИГА В ЦИФРОВОЙ КОД, содержащий формирователи опорного и измеряемого сигналов, кварцевый генератор, соединенный с входами блока измерения периода входного сигнала и управляемого делителя с переменным дробным коэффициентом деления, узел за„„Su„„1104438 A

3(5!) G 01 R 25 00 Н 03 К 2О дания коэффициента усиления, последовательно соединенные ключ, счетчик, регистр и схему управления, о т л и-ч ающи и с ятем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей в него введе1 ны делитель частоты и триггер, при- . чем выход кварцевого генератора соединен с первым входом ключа, выход формирователя измеряемого сигнала подключен к второму входу блока измерения .периода входного сигнала, выход которого соединен с вторым входом управляемого делителя с переменным дробным коэффициентом деления, третий вход которого подключен к выходу узла задания коэффициента усиления, а выход через делитель частоты и триггер связан с вторым входом ключа при этом первый выход схемы управления соединен с установочными входами С делителя частоты триггера и регистра, ее второй выход соединен с выходомЯ Сброс счетчика, а вход — с формирователем опорного сигнала.

1104438

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к цифровым системам и3мерения и регулирования и может быть использовано в высокочастотных системах измерения и автоматического регулирования исполни-5 тельных механизмов с фазовыми датчиками положения.

Известны преобразователи фазового сдвига, заданного двумя последовательностями сигналов, в цифровой l0 код, содержащие формирователи опор- ного и измеряемого сигналов, фазовый дискриминатор, ключи, генератор, счетчик, регистр и блок управления. 1) °

Однако преобразователи сложны, не обеспечивают измерения при фазовых сдвигах, превышающих Ф2 и, не облада- ют универсальностью как по типу фазовращателя, так и по виду измерения.

Наиболее близким к изобретению рО по технической сущности является пре образователь фазового сдвига в цифровой код, содержащий формирователи управляющих импульсов опорного и измеряемого сигналов, генеРатоР кван- р5 тующих импульсов, соединенный с входом делителя частоты, ключи, счетчик, схему управления, блок измерения периода входного сигнала, регистр и узел задания коэффициента усиления, а делитель частоты выполнен управляемым с дробным переменным коэффициентом деления, причем выходы генератора квантующих импульсов и формирователя управляющих импульсов опорного сигнала подключены к входам блока из-З5 мерения периода входного напряжения, выход которого соединен с первым управляющим входом делителя частоты, второй управляющий вход которого подключен к выходу узла задания коэффи- 40 циента усиления, а выход через ключ и счетчик — к регистру (2g.

Недостатком известного преобразователя является то, что в нем не предусмотр«о»меренне скорости фазо-45 вого сдвига. Однако в электроприводах с полностью цифровым управлением необходимо представление скорости фазового сдвига в цифровом коде, Цель изобретения — расширение О функциональных возможностей и повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь фазового сдвига в цифровой код, содержащий Формирователи опорного и измеряемого сигналов, кварцевый генератор, соединенный с входами блока измерения периода входного сигнала и управляемого делителя с переменным дробным коэффициентом деления, узел задания ко- 60 эффициента усиления, последовательно соединенные ключ, счетчик, регистр и схему управления, введены делитель частоты и триггер, причем выход кварцевого генератоРа соединен с первым 65 входом ключа, выход формирователя измеряемого сигнала подключен к второму входу блока измерения периода входного сигнала, выход которого соединен с вторым входом управляемого делителя с переменным дробным коэффициентом деления, третий вход которого подключен к выходу узла задания коэффициента усиления, а выход через делитель частоты и триггер связан с вторым входом ключа, при этом первый выход схема управления соединен с установочными входами делите" ля частоты триггера, и регистра, а ее второй выход соединен с входом Сброс счетчика,- а вход — с фо-мирователем опорного сигнала, На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит кварцевый генератор 1, формирователи 2 и 3 импульсов опорного и измеряемого сигналов соответственно, блок 4 измерения периода входного напряжения, у равляемлй делитель 5 с переменным дробным коэффициентом деления, узел

6 задания коэффициента усиления, последовательно соединенные ключ 7, счетчик 8 и регистр 9, схема 10 уп" равления, счетчик ll, регистр 12, ключ 13, логический элеменr 14, последовательно соединенные накапливаю,щий сумматор 15 и формирователь 16, две группы ключей 17 и 18, последовательно соединенные делитель 19 частоты и триггер 20, соединенный со схемой 10 управления. Счетчик 8 работает на сложение импульсов и в зависимости от требований к выходному коду может быть выполнен двоичным, либо двоично-десятичным. Узел 6 задания коэффициента усиления представляет собой коммутационное устройство, выполненное, например, на тумблерах, причем число N задается в дополнительном коде. Счетчик 11 блока 4 выполнен двоичным и работает на сложение импульсов .

Преобразователь работает следующим образом, В исходном положении счетчики 8 и

11 находятся в нулевом состоянии. В ! момент перехода напряжения U< через ноль на выходе формирователя 3 возникает сигнал, поступающий на вход блока 4 измерения периода, который преобразует код периода опорного сигнала в код числа N>, пропорциональный измеряемому периоду Тд который управляет коэффициентом деления К вЂ” Ng/N управляемого делителя с перемейным дробным коэффициентом деления, при этом его выходная

N частота f r 0 . через ключ 13 а "а

t йоступает на счетчик в течение про1104 4.38 межутка времени,t, соответствующего ,фазовому сдвигу измеряемого напряже=

|ния относительно опорного напряжения.

Число, зафиксированное в счетчике, по сигналу схемы 10 управления, записывается в регистр 12, на вход сум- 5 матора 15 через группу ключей 17 с выхода регистра 12 с частотой f пос тупает число N соответствукщее периоду Т входных сигналов, а в момент переполнения сумматора. 15 по импульсу 10 формирователя 16 с выхода узла 6 задания коэффициента усиления на вход сумматора поступает число N в дополО нит ел ьн ом коде, что соот вет ст вует вычитанию иэ содержимого сумматора чис- 5 ла N

Импульсы переполнения с выхода сумматора 15 подаются на вход делителя

19. Его коэффициент деления К выби4 рается таким, чтобы при неподвижном фаэовращателе частота Е„ на выходе делителя 19 была равна опорной частоте Е . Импульсы с выхода делителя

l9 по йереднему фронту устанавливают триггер 20 в единичное состояние и импульсы с выхода генератора 1 через ключ 7 начинают поступать на вход счетчика 8. Через промежуток времени

t< соответствующий фаэовому сдвигу измеряемого напряжения U> относительно опорного напряжения U за период

Tg опорной частоты foi в момент пере> хода напряжения Uo через нуль на вы- ходе формирователя 2 возникает импульс при помощи которого делитель 19 и триггер 20 устанавливаются в нулевое 35 состояние, и число N tt Е, зафиксированное в счетчике 8, эапйсмвается в регистр 9, Далее на втором выходе схемя 10 управления, подключенном к установочному входу счетчика 8, образуется импульс, устанавливающий последний в нулевое состояние.

Процесс измерения фазового сдвига происходит циклически с частотой Е входного сигнала U

Число N, выбирают таким, чтобы при заданной точности измерения периода входного HarrpsaeHNs U< в рабочем диапазоне изменения частоты входных напряжений U0 и U> выполнялось соотношение N*/N с 1.

Таким образом, поскольку цифровой код No на выходе регистра 9 прямо пропорционален промежутку времени t между переходами напряжений U и U4, через ноль за период Т и скорости вращения и вала фазовращателя, характеристика преобразователя линейна и симметрична, а период преобразования постоянный и равен Т . При этом инерционность преобразователя ие превышает периода То входного напряжения U«что позволяет испольэовать его для измерения скорости изменения фазового сдвига, а включение на выход регистра 9 накапливающего сумматора 2 1 фазового сдвн ra N < в диапазоне +27m, где m = 1, 2, 3,... позволяет выПолнять на основе предлагаемого преобразователя быстродействующие цифровые позиционные регуляторы и регуляторы скорости, Изменяя число N, можно задавать скорость измерения фазового сдвига и его величину в пределах +2йщ, т.е. преобразователь позволяет не только измерять фазовый сдвиг, но и задавать его.

1104438

3ак аз .5 20 5/32 Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Составитель В.Шубин

Редактор О.Юрковецкая Техред Ж.Кастелевич Корректор C 1ePHH