Устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала

Устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтсккх

Социаписткчвскнх

Респубики

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6} ) Дополнительное и авт. саид-ву(22) Заявлено 1 1-0779 (21) 2794547/13-09 с присоединениехт заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 300182 Ьктллетень,Рй4

Дата опубликования описания 3001.82 (5t)M. Кл.

Н 03 7/00

9куаирстмииый квиитет

СССР ио делан иэабретеиий и вткрытий (531УДК621 ° 396. .662(088.8) В.В. Голин, С.В. Демидов, В.А. Казанс

А.Ю. Иальчик, Э.С.Иучник, и В.А. Рыд (72) Авторы изобретения

: Особое конструкторское бюро станк

Иинистерства станкостроительной и ин промышленности СССР (7!) Заявитель (54) УСТРО"!СТВО ЦИФРОВОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ФАЗЫ

ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в фазометрах, регулирующих и управля- ющих устройства электрических и радиотехнических систем для получения информации о мгновенном текущем значении фазы периодического сиг. нала.

Известно устройство для измерения мгновенных значений периодически повторяющихся процессов, выполненное на электронной лампе, цепь в сетки которой включено импульсное устройство, например неоновая лампа, питаемая через фазовращатель переменным током частоты, равной частоте исследуемого процесса. В этом устройстве задание момента измерения, т.е. формирование информации о текущей фазе исследуемого процесса, осуществляется с помощью времязадающей цепочки, собранной на конденсаторе и неоновой лампе.

Запуск этой цепочки синхронизирован,с измеряемым периодическим процессом.

Использование электронных времязадающих цепочек для формирования

% информации о текущей фазе периодического процесса обеспечивает большое быстродействие устройства и расширяет область его использования (11 и (21.

Недостатком такого устройства является увеличение погрешности формирования сигнала сопровождения при отклонении частоты исследуеР мого периодического процесса от основной частоты, на которую настраиваются времязадающие цепочки.

Известно также устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, сумматор импульсных, последовательностей и счетчик импульсов, выход которого является выходом устройства, а также детектор нулей

902266

На вход 8 поступает периодический сигнал с периодом Т.Детектор

4 нулей периодического сигнала при переходе сигнала череЗ нуль от "-" 55 к "+"вырабатывает импульс, по которому содержимое измерительного счетчика 3 импульсов записывается в репериодического. сигнала, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу установки счетчика импульсов (31.

Однако известное устройство не 5 обеспечивает достаточного быстродействия и точности цифрового сопровождения при изменении частоты периодического процесса.

Цель изобретения — повышение быс- 10 тродействия и точности.

Для этого в известное устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные генератор 15 импульсов, сумматор импульсных последовательностей и счетчик импульсов, выход которого является выходом устройства, а также детектор-нулей периодического сигнала, вход которо- 20 го является входом устройства, а .выход подключен к входу установки счетчика импульсов, введены последовательно соединенные измерительный счетчик импульсов, регистр памяти 25 и параллельный сумматор-накопитель, при этом выход детектора нулей периодического сигнала подключен к управляющему входу регистра памяти и к входу установки измерительного счетчика импульсов, счетный вход которого сбединен с выходом генератора импульсов, выход параллельного сумматора-накопителя подключен к другому входу сумматора импульсных последовательностей, выход которого соединен с входом стробирования параллельного сумматора-накопителя.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала содернит генератор I импульсов, сумматор 2 импульсных последовательностей, измерительный счетчик 3 импульсов,детектор 4 нулей периодического сигнала, счетчик импульсов, регистр 6-памяти, параллельный сумматор-накопитель 7, вход 8 и выход 9.

Устройство работает следующим образом. гистр 6 памяти, а затеи измерительный счетчик 3 импульсов и счетчик 5 импульсов устанавливают в начальное, в данном случае в нулевое положение.

Таким образом, в этот момент содержимое счетчика 5 импульсов соответствует нулевому значению фазы периодического сигнала.

Генератор 1 импульсов вырабатывает импульсную последовательность с частотой F, выбираемую, исходя из разрядности счетчика 3 импульса и допустимого отклонения периода выходного сигнала Т так, чтобы при максимальном периоде измерительный счетчик 3 импульсов не был переполнен. В промежутках между импульсами установки счетчик 3 импульсов продвигается частотой F. Таким образом, за период Т входного сигнала счетчик 3 импульсов принимает

F T импульсов.

В регистр 6 памяти число из счетчика 3 импульсов записывается в обратном коде

AS - =S - FxT где S-емкость счетчика 3.

Импульсы частоты F с выхода гене- ратора 1 импульсов поступают на первый вход сумматора 2 импульсных последовательностей и далее на счетный вход счетчика импульсов и стробирующий вход параллельного сумматора-накопителя 7. Одновременно на параллельный вход параллельного сумматора-накопителя 7, емкость которого равна емкости счетчика 3 импульсов, из регистра 6 памяти подается рассогласование

65. Следовательно, каждым импульсом частоты F величина накопленной суммы в параллельном сумматоренакопителе 7 увеличивается на л 5.

При непрерывном стробировании параллельный сумматор-накопитель 7 переполняется, на его выходе переноса из старшего разряда вырабатывается импульс, цикл заполнения возобнавляется. Импульс переноса с выхода параллельного сумматора-накопителя

7 поступает на второй вход сумматора 2 импульсных последовательностей и далее одновременно на счетный вход счетчика 5 импульсов и стробирующий вход параллельного сумматора-накопителя 7.

902266

Таким образом, в момент переполнения параллельного сумматора-накопителя 7 в него вводится начальная сумма, равная hS, которая является исходной при последующем цикле

его заполнения. При наличии остатка в параллельном сумматоре-накопителе 7 в момент формирования импульса переполнения исходной величи. ной является сумма остатка и л5. 10

В дальнейшем для упрощения понимания работы схемы описание дается без учета остатка.

Количество импульсов, стробирующих параллельный сумматор-накопитель 7 в очередном цикле накопления, равно

25

Т =

ЬЬ ° F (3) 30 с учетом (1) Т л д (4) 35

К= — =65.

Т (5)

Т„

Таким образом, на второй вход сумматора 2 импульсных последовательностей и далее на счетный вход счетчика 5 импульсов за период сопровождаемого сигнала Т поступает М дополнительных импульсов, что равно величине рассогласования в измери.тельном счетчике 3 импульсов. Общее количество импульсов, поступивших на счетный вход счетчика 5 импульсов в течение периода Т входного сигнала, равно

g = Т F+K = S -ASKS = S (6) л и не зависит от величины этого периода и частоты при установившейся частоте входного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

5о Ф 41083 кл 6 01 R 19/04 1934.

2. Цифровые электроизмерительные приборы. Под ред. В.И. Шляндина.

И., "Энергия", 1972, с. 92-124, рис. 3.21.

3. Бухвинер В.Е. Дискретные схемы в фазовых системах радиосвязи. И., "Связь", 1969, с. 2, рис. 1.11 (прототип). где ent — целая часть выражения, стоящего в скобках;

S-AS - емкость сумматора-накопителя 7 после введения начального числа Ь5

Период заполнения параллельного сумматора-накопителя 7 равен

Прй этом общее количество циклов переполнения параллельного сумматора-накопителя 7 за период входного сигнала Т

Таким образом, на выходе 9 устройства формируется цифровая развертка с постоянным количеством дискрет в течение периода входного сигнала, т.е.синхронизированная с началом и концом этого периода.Мгновенные значения этой развертки соответствуют текущим значениям фазы входного сигнала с погрешностью, не превышаю- щей одной дискреты счетчика 3 импуль сов.

Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает предельное быстро-. действие, которое определяется только параметрами элементной базы.

Формула изобретения

Устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, сумматор импульсных последовательностей и счетчик импульсов, выход которого является выходом устройства, а также детектор нулей периодического сигнала, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу установки счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены последовательно соединенные измерительный счетчик импульсов, регистр памяти и параллельный сумматор-накопитель, при этом выход детектора нулей периодического сигнала подключен к управляющему входу регистра памяти и к входу установки измерительного счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход параллельноl го сумматора-накопителя подключен к другому входу сумматора импульсных последовательностей, выход которого соединен с входом стробирования параллельного сумматора-накопителя.

902266

Составитель М. Овчаренко

Редактор А. Мотыль Техред М.Рейвес Корректор О. Билак

Заказ 12427/71 Тираж 953 Подписное

ВНИИПИ Государственногц комитета СССР

ho делам изобретений и открытий

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

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