Детектор перехода через ноль

Детектор перехода через ноль

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е <„,738130

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистическиих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

/ (22) Заявлено 16.01.78 (21) 2570823/18.21 с присоединением заявки Р1е (5!)Ч. Кл.

Н 03 К 5/13

6 0Ь В 1/01

Государственный комитет СССР но делам нэооретеннй н DTKpblTIIll (28) Приоритет

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень М20 (53) Уд К 621.374. .3 (088.8) /

Дата опубликования описания 30.05.80. l

П. С. Кожевников, А. Я. Куно и О. Б. Скворцов

1 о / -/— (":

Государственный научно-исследовательский институт. -1.. :., ;„,. : „ -, -

* машиноведения им. акад. А. А. Благонравова (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) ДЕТЕКТОР ПЕРЕХОДА ЧЕРЕЗ НУЛЬ

Изобретение относится к устройствам фиксации переходов периодических сигналов через нуль и позволяет повысить точность фиксации переходов при наличии помех. Детектор переходов через нуль может быть использован в аппаратуре для измерения частоты фазы и в других устройствах.

Известны детекторы переходов через нуль, содержащие комиараторы и источник опорного сигнала t1).

Недостатком этого детектора является низкая помехоустойчивость, Известно также устройство, фиксирующее переходы через нуль и содержащее два компаратора, выходы которых соединены с входами 5 логического элемента, дополнительный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход логического элемента — с входом суммирования счетчика f 2).

Недостатком известного устройства является ограниченная помехоустойчивость.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности.

Поставленная. цель достигается тем, что в детектор перехода через нуль, содержащий два комларатора, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ, дополнительный вход которого связан с выходом генератора тактовых импульсов, а выход элемента ИЛИ-НЕ— с входом суммирования счетчика, дополнительно введены фазоинвертор, первый и второй формирователи импульсов,, дополнительный элемент

ИЛИ-НЕ и инвертор, первый и второй элементы

И, RS-триггер, раэностный счетчик, элемент, задержки и элемент пропускания. Вход инвертора соединен с выходом первого компаратора, а выход инвестора — с входом первого формирователя и первым входом дополнительного элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а третий вход дополнительного элемента ИЛИ-НŠ— с выходом счетчика, входьт вычитания и сдвига которого подключены к выходам соответственно дополнительного элемента ИЛИ-НЕ и первого формирователя.

Вход и выход второго формирователя соединены соответственно с выходом счетчика и

4 с единичным и нулевым выходом RS .триггер»

18, R вход которого соединен с выходом первого формирователя 7.

Детектор перехода через нуль работает следу ющим образом.

Пусть в начальный момент времени счетчики 5 и 16 находятся в нулевом состоянии, а триггер 18 — в единичном состоянии. Начиная с этого нулевого момента времени,-импульсы от генератора 4, проходя через элемент И 19, считаются счетчиком 16. Когда входной сиг- у нал по абсолютной, величине становится мейьше порогового значения, задаваемого напряжения на шине 13, компараторы срабатывают и импульсы от генератора тактовых импульсов поступают через элемент ИЛИ-ÍÅ 3 на вход суммирования счетчика 5. Счет импульсов этим счетчиком продолжается до тех пор пока инвертированное значение входного сигнала на станет больше порога и компаратор не переключится. При этом инвертор 6 переключается, что вызывает формирование импульса,щ выходе формирователя 7.

При этом коды, зафиксированные счетчиками 5 и 16, соответственно равны

+ .И t2+Üt, в число-импульсном коде, где t — время пере хода через пороговое значение верхней полуволны синусоидальной составляющей входного сигнала; t2 — время перехода через пороговое значение нижней полуволны синусоидальной составляющей входного сигнала, Ь |, и Ьтз сдвити за счет воздействия помехи, которая может быть, например, случайным процессом.

Давление на два результата, зафиксированных счетчиком 5, осуществляется за счет сдвига информации, зафиксированной этим счетчиком в процессе счета на один разряд влево импульсом, поступающим на вход С от формирователя 7, что соответствует делению двоичного кода на два. После этого происходит переключение триггера 18 в нулевое состояние и импульсы от генератора 4 тактовых импульсов поступают на входы вычитания счетчиков 5 и 16 через элементы соответственно 8 и 20. Вычитание продолжается до тех пор, пока в счетчике

5 не будет звфиксирован нулевой код. В этом случае выходной сигнал этого счетчика запускает формирователь 9, который обеспечивает считывание кода, равного

+t4 bt2 6th г + г+

2. 2 2. что позволяет уменьшить или в некоторых встных случаях вообще устранить влияние помехи. Через время, равное >3, где з— время задержки импульса элементом задержки, происходят переключение триггера 18 и сброс счетваса 16 и устройство возвращается в исходное состояние.

3 738130 выходом и выходной клеммой, первые входы компараторов — с выходами фаэоинвергора, вход которого соединен с входной клеммой.

Выход второго формирователя связан с входом элемента задержки и элемента пропускания, ин5 формационные входъг и выходы которого соединены соответственно с выходами разностного счетчика и выходными клеммами.

Выход элемента задержки подключен к S-входу, RS-триггера u R-входу разностного сче а 10

"" входы сложения и вычитания которого соединены соЬтветственно с вьгходами первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а вторые входы первого и второго элементов И вЂ” соответственно с единичным и нулевым выходом RS-триггера, R — вход которого связан с выходом йервого формирователя.

Ст15уйтурная схема предложенного детектора перехода через нуль приведена на чертеже.

Детектор перехода через нуль содержит компараторы 1 и 2, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ 3, дополнительный вход которого связан с выходом генератора 4 тактовых импульсов, а выход элемента ИЛИ-НЕ

3 — с входом суммирования счетчика 5. Детектор также содержит инвертор 6, вход которого соединен с выходом первого компаратора 1, а выход инвертора 6 — с входом первого формирователя 7 н первым входом дополнительного элемента ИЛИ-НЕ 8, второй вход которого соединен с выходом генератора 4 тактовых импульсов, а третий вход дополнительного элемента

ИЛИ-НЕ 8 — с выходом счетчика 5; входы вычКтанйя и сдвига которого соединены с выхо -" дами- соответственно дополнительного элемента

ИЛИ-НЕ 8 и первого формирователя 7. Вход и выход второго формирователя 9 связаны соответственно с выходом счетчика 5 и выходом 10 детектора перехода через нуль, первые входы компараторов 1 и 2 — с выходами фазоинвертора 11, вход котором соединен с входом

12 детектора перехода через нуль, а вторые входы компараторов 1 и 2 — с шиной 13 источника опорного напряжения. Выход 10 формирователя 9 подключен к входу элемента 14 задерж-. ки и элемента 15 пропускания, информационные входы и выходы которого соединены соответственно с выходами разностного счетчика 16 и

50 выходами 17 детектора перехода через нуль.

Выход элемента 14 задержки соединен с S-входом RS-триггера 18 и R-входом" разноСтного счетчика 16; входы сложенйя и вйчитания которого соединены соответственно с выходами

55 первого 19 и второго 20 элементов И, первые ходй которых связаны с выходом гейератора

4«тактовых импульсов, -а. вторые" входы первого

19 и второго 20 элементов И вЂ”" соответ«сменно

130 6 соответственно дополнительного элемента HJIH-HE и первого формирователя, вход и выход второго формирователя соединены соответственно с выходом счетчика и выходной клеммой, пер. вые входы компяраторов соединены с выходами фазоинвертора, вход которого соединен с входной клеммой, выход второго формирователя соединен с входом элемента задержки и элемента пропускания, информационные входы

10 и выходы которого соединены соответственно с выходами разностного счетчика и выходными клеммами, выход элемента задержки соединен с S-входом RS-триггера и R-входом разностного счетчика, входы сложения и вычитания которого

> соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с еди-. ничным и нулевым выходом RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом первого формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при . экспертизе

1. Фиаггейн А. М. Детектор нуль-переходоВ с высокой фаэоамплитудной стабильностью. Приборы и техника эксперимента И 6, 1974, c. 131, рис. 3.

5 . 738

Предложенное устройство - позволяет повысить точность фиксации момента перехода исследуемого периодического сигнала через нуль за счет устранения влияния помех с представлением результата отсчета этого момента времени в цифровом виде.

Формула изобретения

Детектор перехода через нуль, содержащий два компаратора, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ, дополнительный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход элемента ИЛИ-HE соединен с входом суммирования счетчика, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения помехозащищенности, в него дополнительно введены фазоинвертор, первый и второй формирователи импульсов, дополнительный элемент ИЛИ-НЕ и инвертор, первый и второй элементы И, RS-триггер, разностный счетчик, элемент задержки и элемент пропускания, вход инвертора соединен с выходом первого. компаратора, а выход инвертора соединен с входом первого формирователя и первым входом дополнительного элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а третий вход дополнительного элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом счетчика, входы вычитания и сдвига которого соединены с выходами

2. Галахова О. П. и др. Основы фазометрии.

Л,, "Энергия", 1976, с. Б7, рйс. 4-16б (прототип) .

ЦНИИПИ Заказ 2828/36

Тираж 995 Подписное

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