Преобразователь сдвига фаз в цифровой код

Преобразователь сдвига фаз в цифровой код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИГРАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкалистическик

Республик (iii 746324 (61) Дополнительное к авт. синд-ву(22) Заявлено 13,04,78 (21) 2605218/18-21 (51) M. !(л. 01 Я 25/08

Н 03 К 13/20 с присоединением заявки ¹вЂ”

Гооударстввнный комитет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 07,07.80. Бюллетень № 25 (53) ЛК 621.317.. 77(088.8) но делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 10,07 80

М. П; Давиденко, В. C. Кушнаренко, H. Ф. Меховский н А. Н. Щербин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СДВИГА ФАЗ

В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в автоматизированных информационных и уйравляк>ших системах с цифровыми вычислительными машинами для преобразования сдвига фаз двух напряжений в цифровой код.

Известен преобразователь угол-код с промежуточным преобразованием уголфаза, содержаший фаэоврашатель и усиди- 10 тель мошности, выходы которого через соответствуюшие нуль-органы соединены с триггером, выход которого через элемент совпадения подключен к одному

15 из входов счетчика, и генератор, выход которого через последовательно соединенные делитель частоты и преобразователь формы напряжения соединен с усилителем мошно сти (1 .

Недостатком такого преобразователя является необходимость применения сложных и громоздких схем делителя часто- ты и формирования синусоидапьного напра2 жения питания фазоврашателя с низким содержанием высших гармоник иэ последовательности прямоугольных импульсов.

Известен также .преобразователь сдви- га фаэ в цифровой код, содержаший фазоврашатель, вход и выход которого через нуль-органы соединены с входами триггера управления, выход которого через схему совпадения подключен к входу счетчика, и генератор, выход которого подключен ко второму входу схемы совпадения $2).

Недостатком известного устройства является наличие динамической погрешности считываемой информации, которая может превышать единицу дискретности преобразователя.

Белью изобретения является повышение точности преобразования сдвига фаз и цифровой код за счет уменьшения погрешности, вызванной несинхронностью частоты счетных импульсов и частоты запитки фаэовращателей.

3 74

Поставленная цель достигается" тем, что в устройство, содержащее два нульоргана, соединенные с источником опорного сигнала, один непосредственно, а другой через фазоврашатель, триггер управления, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, а нулевой вход — к выходу второго нульоргана, счетчик импульсов, вход которо. го через первый элемент И соединен с генератором импульсов, введены элементы НЕ, И, дополнительный триггер, блок управления и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, второй вход с выходом первого элемента И,:а выход - с единичным входом триггера управления, при этом первый вход второго элемента И и через элемент НЕ соединен с выходом генератора, второй вход — с выходом триггера управления, а выход — с единичным входом дополнит ельного триггера, нулевой вход которого подключен к выходу блока управления, а его выход— со вторым входом первого элемента.

Анализ ошибок показал, что наибольшая ошибка преобразования, вызванная несинхронностью частоты запитки фазо вращателя и счетных и лпульсов, возникает при срабатывании нуль-органа опорного сигнала первый нуль-орган в момент времени, когда на выходе генератора присутствует положительный импульс.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Преобразователь сдвига фазы в цифровой код содержит фазоврашатель 1, пуль» органы 2 и 3, триггер, 4 управления, элемент ИЛИ 5, генератор 6 импульсов, элементы И 7 и 8, счетчик 9, дополнительный триггер 10, элемент НЕ 11, блок управления 12.

Устройство работает следующим образом

В исходном состоянии триггеры 4 и

10 находятся в нулевом состоянии и удерживают в закрытом состоянии элементы 7 и 8.

Входной сигнал в виде двух сдвинутых по фазе напряжений подается на входы нуль-органов 2 и 3, которые вырабач ьФают импульсы при переходе сигнала через нуль от положительной полую Ни

- к отрицательной. Импульсы с нуль-органа 2 через элемент 5 и с нуль- органа

3 непосредственно поступают на входы триггера 4 управления, на единичйом выходе которого образуйся перепад на 324 пряжения с длительностью, пропорциональной измеряемому сдвигу фаз, Высокий уровень единичного выхода триггера

4 подается на первые входы первого 7 и второго 8 элементов И. При этом элемент 7 остается закрытым низким уровнем с единичного выхода триггера

10 и импульсы на вход счетчика 9 не поступают.

Дальнейшая работа устройства зависит оТ уровня потенциала на выходе генератора 6 в момент срабатывания нульоргана 2, Если в момент срабатывания нуль-органа 2 на выходе генератора 6 импульс отсутствует соответственно на выходе элемента 11 высокий потен- . циал, то срабатывает элемент 8, переводя дополнительный триггер 10 в еди2р ничное состояние. Таким образом, на выходах элемента 7 присутствуют два положительных потенциала с выходов триггеров 4 и 10, и первый же .положительный импульс, появившийся на выходе ге25 нератора 6, будет пропущен на вход счетчика импульсов 9. Если в момент срабатывания нуль-органа 2 íà выходе генератора 6 присутствует положительный импульс, то элемент 8 закрыт низким

Зр уровнем, поступающим с выхода элемента 11. Триггер 10 в единичное состояние не опрокйдывается, элемент 7 закрыт, и данный импульс на вход счетчика не праходит. После того, как заканз чивается импульс на выходе генератора

6, на выходе элемента 11 появляется высокий уровень, срабатывает элемент

8, устанавливая в единичное состояние триггер 10, Элемент 7 открывается, 4р и следующий поло1кительный импульс, появляюшийся на выходе генератора 6, проходит через элемент 7 на вход счетчика 9, В момент срабатывания нульоргана 3, свидетельствующего об окон4s чании измеряемого сдвига фаз, триггер

4 управления устанавливается в нулевое состояние и запрещает.прахождение им-, / пульсов на вход счетчика 9. Если в момент срабатывания нуль-органа 3 на

sp выходе генератора 6, а следовательно и на выходе элемента 7, присутствует папожительный импульс, то этот импульс, проходя через элемент 5 на единичный вход триггера 4-, будет удерживать тригss гер в единичном состоянии до окончания импульса. После окончания импульса триггер 4 установится в нулевое состояние.

5 7 . Елок управления 12 после окончания каждого цикла измерения вырабатывает положительный импульс, устанавливающий триггер 10 в нулевое состояние.

В результате счетчик импульсов 9 фиксирует число импульсов, пропорциональное сдвигу фаз между двумя сигналами. Сформированный двоичный код в счетчике импульсов является выходным кодом преобразователя.

Расчет погрешности преобразователя показал, что введение в схему преобразователя сдвига фаэ в цифровой код элемента И, ИЛИ, НЕ, дополнительного тригге.. ра и блока управления, позволило уменьшить погрешность преобразователя на

1/2 периода квантования.

Формула изобретения

Преобразователь сдвига фаз в цифровой код, содержащий два нуль-органа, соединенные с источником опорйого сигнала, один непосредственно, а второй через фаэоврашатель, триггер управления, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, а нулевой входк выходу второго нуль-органа, счетчик

48324 6 импульсов, вход которого через первый элемент И соединен с генератором импульсов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности преоб1 раэования, преобразователь снабжен элементами НЕ, И, дополнительным триггером, блоком управления и элементом

ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, второй о аход — с выходом первого элемента И, а выход — с единичным входом триггера управления, при этом первый вход второго элемента И через элемент HE соединен с выходом генератора, второй д вход — с выходом триггера управления, М а выход - с единичным входом дополнительного триггера, нулевой вход которо го подключен к выходу блока управления, а его выход - ко второму входу первого го элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N<? 341065Э кл. Q 08 С 9/04, 1971, 25 2, Зверев А. Е. Преобразователь угловых перемещений в цифровой код.

Л., "Энергия", 1974 с. 154.

Г

ЦНИИПИ Заказ 3932/32

Тираж 1019 Подписное

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