Импульсный преобразователь
Патент 945981
Авторы
Импульсный преобразователь
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскнк
Социалистических
Республик ((г.) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к ввт. свид-ву (22)Заявлено 22;12.80 (23) 3220521/18-21 с присоединением заявки РВ (23) Приоритет . бпубликоваио 23.07.82. Бюллетень .йв, 27
Дата опубликования описания 23.07.82 (5l)N. Кл.
Н03 К 13/20
Q 04Р 10/04
5мударстееиый кюпитат
cc) ео двлзи изабретеинй н открытий (53) УИКб81.325..3 (088.8) Х .-Симон. (72) Авторы изобретения
Л. С; Субботин, А. И. Воронков, В. В. и А. В. Нилкин (71) Заявитель
Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для прецезионного задания и измерения коротких временных интервалов.
Известен датчик временных интерва- 5 лов, содержащий два кольца импульснофаэовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ), каждое из которых состоит из последовательно соединенных импульсно-фазового детектора, запоминаюшего устройства, подстраиваемого генератора и формирующего устройства, выход которого соединен с входом импульсно-фазового детектора, причем вторые входы импульсно-фазовых детекторов обьединены между собой с выходом генератора высокой частоты. В одном иэ колец импульсно-фаэовой подстройки частоты введен регулируемый источник калиброванного постоянного напряжения, позволяющий упростить датчик и уменьшить погрешность задания временного интервала 513
Недостатком такого устройства является наличие множества опорных и подстраиваемых генераторов.
Наиболее близким по технической сущности является генератор временных интервалов, содержашнй два канала, опорный генератор, два делителя частоты, asa формирователя импульсов, фазовый детектор, смеситель и подсчрииваемый генератор 21
Основная погрешность аС этого устройства находится из выражения ,аС л9,+6<, где и Ч вЂ” относительная погрешнос гь регулировки фазы; в „,% + — относительные погрешности преобразования в каждом канале с кольцом ФАПЧ.
Случайная среднеквадратическая погрешность задания интервала времени определяетсн по формуле ность.
Таким образом, недостатком этого известного устройства является ограниченная точность задания временных интервалов в связи с наличием большого количества источников погрешности.
Цель изобретения — повышение точности преобразования.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее опорный генератор, выход которого подключен к входам первого и второго делителей частоты и первого формирователя импульсов, выход второго делителя частоты подключен к первому входу фазового детектора, выход которого через подстраиваемый генератор подключен к входу второго формирователя и первому входу смесителя, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, выходы формирователей импульсов являются выходалп преобразователя, введены соединенные последовательно формирователь гармоник
35 и узкополосный фильтр, выход которого подключен к второму входу смесителя, а первый и второй входы формирователя гармоник подключены соответственно к выходу опорного генератора и к выходу первого делителя частоты.
4С
На фиг. 1 представлена блок-схема импульсного преобразователя; на фиг.2спектр на выходе формирователя гар45 моник.
Преобразователь содержит опорный генератор 1 импульсов, делители 2 и 3 частоты, формирователь 4 гармоник, узкополосный фильтр 5, фазовый детектор 6, смеситель 7, подстраиваемый генератор
8 (блоки 6-8 образуют кольцо системы
ФАПЧ, формирователи 9 и 10 импульсов.
Выходы формирователей импульсов являются выходами всего устройства, а г, регулировка временного сдвига производится подачей одиночных импульсов на управляющий вход второго делителя частоты.
3 94598 где 4 и Ь вЂ” случайные погрешности за счет собственных шумов и нестабильностей опорных генераторов низкой и высокой частоты; — случайные погрешности за счет собственных шу. мов каналов преобразования частоты с ФАПЧ.
Наличие в каналах детерминированных помех еще более увеличивает эту погреш1 4
Устройство работает следующим образом.
Импульсы опорного генератора 1 с частотой следования поступают на входы делителей 2 и 3, и формирователей
4 и 9, при этом на второй вход формирователя 4 подаются короткие импульсы с выхода делителя 2, имеющие частоту следования f „ /hl, где М вЂ” коэффициент деления делителей 2 и 3.
На выходе формирователя 4 гармоник образуется последовательность прямоуголь ных импульсов, следующих со скважностью.делителя 2 частоты и частотой Е, в которой отсутствует каждый М -ый импульс. Спектр такой последовательности состоит из сплошного ряда гармоник частоты Eq (фиг. 2),равноотстоящих друг от друга на величину 1,1 и мало отличаюшихся друг от друга по максимальному значению сигнала. На выходе узкополосового фильтра 5 выделяется (l4 -1)-я гармоника, сдвинутая по частоте относительно на величину К, которая затем поступает на вход смесителя 7 системы
ФАПЧ, на другой вход которого подается сигнал подстраиваемого генератора 8, а на выходе образуется сигнал промежуточной частоты, близкой к . Полученный сигнал на выход смесителя 7 сравнивается по фазе с выходным сигналом делителя 3, имеющим также частоту fg с помощью фазового детектора 6, выходной сигнал которого подстраивает частоту генератора 8 до наступления режима синхронизма в кольце ФАПЧ, при этом частота генератора 8 становится равной f а промежуточная частота—
В состоянии синхронизма любые изменения фазы выходного сигнала делителя 3 частоты отслеживаются системой ФАПЧ и с высокой точностью переносятся на выходной сигнал подстраиваемого генератора 8. Одиночный импульс, подаваемый на управляющий вход второго делителя 3 частоты, осуществляет дискретное калиброванное приращение фазы на величину Elf/8, при этом выходные импульсы формирователя 10 задерживак гся относительно опорных импульсов формирователя 9 на соответствующее приращение временного сдвига, равное
ТIМ, где Т вЂ” период следования выходных импульсов.
Основная погрешность устройства записывается так: д Г = ьЧ+ ь„ где pg — относительная погрешность задания фазы по низкой частоте;
5 9459М 6
8< — относительная погрешность пере- Ф о р м у л в и з о б р е т е н и я носа фазы нв частоту подстраиваемого генератора. Импульсный преобразователь, содер
Случайная погрешность временного щий опорный генератор, выход..которог сдвига имеет вид: подключен к входам пе вого и вто ого
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Мо 537324, кл. Н 03 К 13/20, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР
N474785,,кл. 5 04 F 10/04, 1973. где + — случайная погрешность зв счет шумов опорного генера- 10 тора; — случайная погрешность за счет собственных шумов системы
ФАПЧ.
Использование в предлагаемом уст- 15 ройстве кварцевого подстраиввемого генератора и кварцевого фильтра позволяет повысить глубину фильтрации детерминирования помех и свести погрешность за их счет до пренебрежимо малых величии. 2в
Из соввнения этих выражений для погрешностей известного и предлагаемого устройств следует, что в последнем уменьшено число составляющих основной и случайной погрешностей задания времен- ру ных сдвигов, что связано с сокращением числа опорных и подстраиваемых генераторов. В связи с этим временная погрешность предлагаемого преобразователя примерно в 2 раза меньше, чем у известных устройств при одинаковых прочих параметрах. жао
P P делителей частоты и первого формирователя импульсов, выход второго делителя частоты подключен к первому входу фазового детектора, выход которого через подстрвиввемый генератор подключен к входу второго формирователя и первому входу смесителя, выход которого соедин нен с BTopblM входом фазового детектора, выходы формирователей импульсов яватются выходвми преобразователя, о т л и - ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в неговведены соединенные последовательно формирователь гармоник и узкополосный фильтр, выход которого подключен к второму входу смесителя, а первый и второй входы формирователя гармоник подключены соответственно к выходу опорного генератора и к выходупервого делителя частоты.
Фив.2. ВНИИПИ Заказ 5349/74 Тираж 959 Подписное
Филиал ППП Патент, r. Ужгород. уп. Проектная, 4