Измерительный преобразователь фаза-код

Измерительный преобразователь фаза-код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 690626

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.77 (21) 2508398f18 — 21 с присоединением заявки № (23).Приоритет (51) М. Кл

Н 03 К 13/20

Гевудврствееевй кеметет

СССР еа делам езебретеней к еткрытий.Опубликовано 05.10.79. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 05.10.79 (53) УДК 621.317.77 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю, А. Скрипнкк, В. Б. Волконский, Е. В. Днмарова, А, Г, Кононенко, Ю. А. Масюренко, А. Д. Ниженский и Ю. В. Попов

Институт электродинамики АН Украинской CCP (7!) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ЦРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗА — КОД!

Изобретение относится к области ралноизмерительной техники и может быть использовано в фазовых информационно-измерительных системах.

Известны преобразователи фаза — код, в которых для исключения фазовой неидентнчности преобразовательных каналов применяются коммутационные преобразователи сравниваемых по фазе сигналов 111.

Однако в этих устройствах схемы коррекции погрешностей предусматривают прерывание процесса преобразования фазового сдвига между входными сигналами, что в ряде случаев при использовании преобразователя фазы в автоматических системах контроля и управления недопустимо.

Для устранения этого недостатка используют преобразователь фаза — код с параллельной кор-; рекцией погрешности, который по своей технической сущности наиболее близок к предложенному и поэтому выбран в качестве прототипа.

В данном преобразователе дойолнительио введен канал коррекции, содержащий преобразо,вательный канал, аналогичный основным кана2 лам, и преобразователь фазового сдвига в напряжение постоянного тока (2).

В указанном устройстве преобразование фазового сдвига между входными сигналами осуществляется непрерывно. Одновременно

3 входные сигналы поочередно и периодически поступают на вход третьего канала, а на вход дополнительного фазового преобразователя с

mR же частотой переключения подаются попеременно сигналы с выходов основных преоб-!

6 разовательных каналов. На выходе фазового преобразователя образуется переменное напряжение частоты коммутации, амплитуда которого пропорциональна разности фазовых сдвигов, вносимых основными преобразовательными

15 каналами. Этот сигнал усиливается, выпрямляется, сглаживается и используется для перестройки фазовой характеристики одного из основных преобразовательных каналов.

Однако получение управляющего сигнала, пропорционального фаэовой нендентичности основных каналов, требует непрерывной коммутации сигналов в канале коррекции н аналогового преобразования (усиления, выпрямлення

626

4 ми входами преобразователя 4. Выход преобразователя 4 подключен к счетному входу вычитающего счетчика 10. Блок управления 11 соединен с управляющими входами переключателей 6 и 7, с управляющими входами последовательно соединенных преобразователя 5, счетчика 8, регистра памяти 9 и вычитающего счетчика 10, с установочным входом счетчика

8 и с третьим входом преобразователя 4. Один

10 вход преобразователя 5 подключен через ка нал 3 и переключатель б ко входам каналов

1 и 2, а другой вход — через переключатель 7 к выходам каналов 1 и 2.

В регистр реверсивного счетчика 8 занесен т5 .код, соответствующий Ne импульсам и проноро циональный фазовому сдвигу в 360 при N No, где И вЂ” емкость счетчика 8.

Цикл преобразования состоит из трех тактов. то ° В первом такте на вход реверсивного счетчика 8, работающего в режиме "вычитание", проходит количество импульсов N4 K5p - Pq) где К, — крутизна преобразователя 5, а Ч э и — фазовые сдвиги, вносимые преобразова25 тельныьщ кайалами 3 и 1.

Во втором такте переключатели 6 и 7 переключаются блоком 11 в другое положение.

Прн этом на вход счетчика 8, переведенного

>О сигналами блока управления 11 в режим "сложение", постунает количество импульсов

ИВ К5(Ч »лЩгде "Pg — фазовый сДВБГ, Вно. симый каналом 2.

В результате двух тактов преобразования

З5,в регистре счетчика 8 зафиксируется в виде кода число импульсон, равное

В конце второго такта этот код по сигналу блока ll переносится в регистр 9 и регистр

Вычитающего счетчика 10.

45 В третьем raK7e но сигналу блока 11 осуществляется преобразование фазового сдвига между входными напряжениями U> и U . При этом на вход вычитающего счетчика 10 проходит число импУльсов 84=<4(1 + - Ра- 1Я„

5о где К - крупозна преобразователя 4. Тогда в репере счетчика 10 s виде кода зафиксируется число импульсов, равное

Му И "Ич =Ио+1 д(К " ЧЯ-Кч(Ч л Чл -9g- ЧЯ, 55 нио Если выбрать Кл=К>-К, то

@ =1 О" 1 (г - - збоо

3 690 и сглаживания) переменного напряжения частоты коммутации. Поскольку частота коммута ции в соответствии с принципом работы устройства должна быть значительно меньше час тоты входных сигналов, то выполнение аналоговых преобразований в канале коррекции требует применения сглаживающих фильтров с большими постоянными времени. Это обстоятельство существенно ограничивает быстродей ствие преобразователя в целом, затрудняет его применение в диапазоне низких и ннфраниэкнх частот.

Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в, преобразователь, содержащий три преобразовательных канала, первый преобразователь фазового сдвига в число импульсов, один вход которого подключен к выходу первого канала, а второй — к,выходу imporo канала, два автоматических переключателя и блок управления, соединенный с управляющими входами автоматических переключателей, при этом первый вход первого автоматического переключателя подключен ко входу первого канала, второй вход — ко входу второго канала, а выход— ко входу третьего канала, первый вход второго автоматического переключателя соединен с выходом первого канала, а второй вход — с выходом второго канала, дополнительно введены последовательно соединенные второй преобразователь фазового сдвига в число импульсов, реверснвный счетчик, регистр памяти и вычнтающий счетчик, управляющие входы которых соединены с блоком управления, пятый выход которого связан с установочным входом реверсивного счетчика, шестой выход — с третьим входом первого преобразователя фазового сдвига в число импульсов, выход которого в свою очередь соединен со счетным входом вычитвющего счетчика, при этом один вход второго преобразователя,фазового сдвига в число импульсов подключен к выходу второго переключателя, а второй вход — к выходу третьего канала.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен блок-схема измеритель ного преобразователя фаза-код.

Преобразователь содержит преобразовательные каналы 1, 2 и 3, первый и второй преобразователи 4 и 5 фазового сдвига в число импульсов, первый и второй автоматические пере ключатели б и 7, реверсивный счетчик 8, регистр 9 памяти, вычнтающий счетчик 10, блок

11 управления.

Входные сигналы (3 О. g)w (y< i +)

Оа "U „, М (4А а цортупают соответстве на входы преобразовательных каналов 1 н 2, выходы которых соединены с соответствующиЦ. sg@-84+Ê Ко-Кд(РЭ» ЧЯ+КРЯ» ЧД»

Как следует из выражения для М5, результат преобразования, зафиксированный в регистре счетчика 10 в вцпе кода, пропорционален фазовому сдвигу между входными сигналами

0 и Uq и не зависит от фазовой неидентичности каналов 1 и 2.

Таким образом, в устройстве корректирующий код формируется всего эа два такта коммутации, благодаря чему существенно повышается быстродействие. 0

Поскольку изменение фазовых характеристик каналов носит медленный характер, то выработка в два такта корректирующего кода может производиться не в каждом цикле преобразования, а периодически. Другими словами, получив корректирующий код в регистре памяти 9, можно затем произвести ряд однотакп|ых преобразованйй фазового сдвига с использованием одного и того же корректирую- 20 щего кода. Это дополнительно повьппает эксплуатационное быстродействие преобразователя.

Предлагаемое устройство может быль реализовано на современной элементной базе — интегральных микросхемах. его применение в фазовых:

25 оптических системах, системах программного управления станками и других цифровых системах контроля и управления позволит при высокой точности преобраэовыптя, обеспечить. высокое быстродействие и надежность.

ЦНИИЧИ Заказ 5981/53

Подписное

Тираж 1060

Филиал НПП "Патент", r. Ужгород, ул. Праекпия, 4

Формула изобретения

Измерительный преобразователь фаза — код, содержащий три преобразовательных канала, 690626 б первый преобразователь фазового сдвига в число импульсов, один вход которого подключен к выходу первого канала, а второй — к выходу второго канала, два автоматических переключателя и блок управления, соединенный с управляющими входами автоматических переключателей, при этом первый вход первого автоматического переключателя подключен ко входу первого канала, второй вход — ко входу второго канала, а выход — ко входу третьего канала, первый вход второго автоматического переключателя соединен с выходом первого канала, а второй вход — с выходом второго канала, отличающийся тем, по, с целью повьппения быстродействия, в него введены последовательно соединенные второй преобразователь фазового сдвига в число импульсов, реверсивный счетчик, регистр памяти и вычитающий счетяк, управляющие входы которых соединены с блоком управления, пятый выход которого связан с установочным входом

I реверсивного счетчика, mecaoA выход — с третьим входом первого преобразователя фазового сдвига в число импульсов, выход которого в свою очередь соединен со счетным входом вычитающего счетчика, при этом один вход второго преобразователя фазового сдвига в число импульсов подключен к выходу в-араго переключателя, а второй вход — к выходу третьего канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР И 281640, кл. Н 03 К 13(20, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР Р571899, кл. И 03 К 13(20, 1977 (прототип).