Цифровое фазосдвигающее устройство
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскик
Соцкалксткческнн
Республик
Оп СИНИЕ
ИЗОЬРЕТЕНИя
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()951588 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30. 07. 80 (21) 2967435/24-07 с присоединением заявки Я— (23)ПрноритетО"Уоликовано 15. 08. 82. Беллетснь № 30
Дата опубликования описания 15.08.82 (5l )M. Кл.
Н 02 М 1/08
Н 02 P 13/16, 3ееудэрстэоиый комитет
СССР пв делэк изобретений и атерытнй (53) УДК 621. 316.
° 722 ° 1 (088.8) 1 (72) Автор изобретения
А.Т.Матчак
Научно-исследовательский и проектно-техно институт Таллинского электротехнического им. M.È.Êàëèíèíà (7I ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ ФАЗОСДВИГА(ОЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение отнссится к электротехнике и промышленной электронике и может быть использовано в тиристорных преобразователях.
Известны цифровые фазосдвигающие устройства, фаза которых регулируется путем изменения частоты gl) и кода 21.
Недостатком этих фазосдвигающих устройств является зависимость форми руемой фазы от частоты синхронизирующего напряжения.
Наиболее близким к предлагаемому является цифровое фазосдвигающее устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов и синхронизатор с двумя выходами. В этом устройстве инвариантность формируемой фазы относительно частоты достигается за счет наличия двойного преобразования - сйачала части.:периода синхронизирующего напряжения в код, а затем полученного кода в интервал времени (фазу 1 Q3.
Недостатками этого устройства являются отсутствие воэможности регулирования фазы с помощью цифрового кода от управляющей ЭВМ или управляющего цифрового устройства и сложность устройства. Формируемая устройством фаза пропорциональная отношению частот генераторов неизменной частоты и управляемого напряжением генератора частоты, из-за чего при простых схемных решениях генераторов вследствие их нестабильности точность формируемой фазы низкая, а более сложные схемные решения генераторов, обеспечивающие тре-. буемую точность, усложняет и удорожают фазосдвигающее устройство.
Применение для возможности регу" лирования фазы посредством кода цифро-аналогового преобразователя на входе управляемого напряжением генератора приводит к значительному усложнению и удорожанию фазосдвигающего устройства.
3 9
Цель изобретения — упрощение фазосдвигающего устройства и повышение его точности.
Указанная цель достигается тем, что в цифровом фазосдвигающем устройстве, содержащем генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов и синхронизатор с двумя выходами, счетчик импульсов выполнен реверсивным, на выход генератора тактовых импульсов подключены два введенных делителя частоты, выход первого из которых через введенный двухвходовойлогический элементИ-НЕ подключен к суммирующему входу счетчика, а выход второго через введенный трехвходовой логический элемент И-HE подключен к вычлтающему входу счетчика, первый и второй выходы синхронизатора подсоединены соответственно на входы двухвходового и трехвходового логических элементов И-HE выход обратного переноса счетчика соединен с 5-входом введенного
SR-триггера, второй выход синхронизатора соединен с R-входом SR-триг гера, а выход триггера подсоединен на вход трехвходового логического элемента И-НЕ.
Коэффициент деления второго делителя частоты регулируется кодбм.
На фиг.1 приведена схема цифровог фазосдвигающего устройства, состоящего из генератора такотовых импульсов 1, делителя частоты с постоянным коэффициентом деления 2, делителя частоты с коэффициентом деления упра ляемым кодом 3, двухвходового логического элемента 4, трехвходового логического элемента 5, реверсивного счетчик 6, синхронизатора 7 и
SR-триггера 8.
На фиг.2 приведены временные диаграммы напряженной на элементах схе мы фиг.!: по оси д — напряжение синхронизации Ос ., по осям б и 5 — напряжение соответственно на первом и втором выходе синхронизатора 7; по оси a — числа в счетчике 6; по оси 3 — напряжение на выходе обратного переноса счетчика 6; по осям
Я и s. — напряжения соответственно на прямом и инверсном выходе триггера 8
Работает цифровое фазосдвигающее устройство следующим образом.
Поступающее на вход синхронизатора 7 синусоидальное напряжение Ог (фиг.2а) преобразуется в прямоуголь ное на выходах 1 и 2 {фиг.2 б,в) 51588
4 и подается на входы элементов И -НЕ
4 и 5. Частота тактового генератора делится делителем 2 на число й1, имеет на выходе 2 значение
= fy/N< и подается на вход элемента 4. Эа время, равное половине периода напряжения синхронизации
1с 1 когда на вход 4 поступает сигнал логической "1" из выхода 1 син- . о хронизатора 7, импульсы с выхода 2 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 6. Число импульсов, которое запишется в счетчике 6, равно количеству импульсов с периодом
1/1, укладывающемся в интервале Т /2
Tcfq Т Е : Й „- — ° (<) zo момент T/2 сигнал на выходе 1 хронизатора 7 изменится на логический "О" а на выходе ? — на логическую "1". При этом поступление импульсов с элемента 4 на вход счетчика 6
25 прекращается,а через элемент 5 с делителя 3 на вычитающий вход счетчика 6 начинают поступать импульсы с частотой Г,2 = to/NÄ, где и - число, соответствующее коду управления, 1 < N > < й„. Время t<, за которое число в счетчике 6 изменится от знао чения N до нуля, равно
В момент t достижения числом счетчика 6 значения нуля на выходе обратного переноса 6 формируется импульс фиг. 2д, перекидывающий
SR-триггер 8. При этом снимается сигнал логической "1" со входа 5, поступающий с прямого выхода 5Р-триггера 8 фиг.2е и поступление импульсов от 3 на вычитающий вход 6 пре" кращается, препятствуя уменьшению числа ниже нуля. Это состояние продолжается до момента Т перехода напряжения синхронизации через нулевое значение, после которого триггер 8 перекидывается сигналом с выхода 2 синхронизатора 7, на вход элемента 4 с первого выхода синхронизатора 7 поступает сигнал логической
"1", импульсы с делителя 2 поступают на вход суммирования счетчика 6 и описанный процесс повторяется. и, в конечном итоге, числом разрядов счетчика, делителя и кода. формула изобретения
5 951588
Передний фронт инверсного выхода триггера 8. (Фиг.2f.)(или задний фронт неинверсного выхода) является информативным. Формируемая фаза равна
Как следует из (3) формируемая фаза Яне зависит от частотысети <д и . с имеет линейную зависимость от управляющего кода hl . Частота генератора тактовых импульсов 1 fo также отсутствует в функции преобразования (2), что делает ее инвариантной относительно нестабильности частоты fo .
Последнее обстоятельство является дополнительным преимуществом фазо-. сдвигающего устройства, повышая его точность. га
П редла гаемое частот ноне завис имое фазосдвигающее устройство может работать s тTаeкKоoм ж е e рpеeж*и м еe, как и прототип, при котором сигнал синхронизатора на заполнение счетчика короче половины периода Тс(90 эл.град.) и имеется пауза 30 эл. град. между режимами заполнения и вычитания. Этот режим полностью определяется сигналами выходов 1 и 2 синхронизатора 7, за . ибо счетчик 6 при отсутствии импульсов на одном из его входов сохраняет записанное в нем число.
Преимуществом предлагаемого цифрового фазосдвигающего устройства является инва риантнос г ь формируемой фазы относительно частоты напряжения синхронизации, частоты генератора тактовых импульсов, простота его реализации и большая точность, величина которой может быть наперед задана погрешностью дискретности
Цифровое фазосдвигающее устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов и синхронизатор с двумя выходами, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, счетчик импульсов. выполнен реверсивным, на выход генератора тактовых импульсов подключены два введенных делителя частоты,. выход. первого из которых через введенный двухвходовой логический элемент И-НЕ подключен к суммирующему входу счетчика, а выход второго через введенный трехвходовой логический элемент И-НЕ подключен к вычитающему входу счетчика, первый и второй выходы синхронизатора подсоединены соответственно на входы двухвходового и трехвходового логических элементов И-НЕ, выход обратного переноса счетчика соединен с S-входом введенного SR.-триггера, второй выход синхронизатора соединен с R-входом SR- триггера . а выход SR-триггера подсоединен на вход трехвходового логического элемента..
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ФРГ и 1538135, кл. Н 02 М 1/08, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
N 629621,. кл. Н 02 P 13/16, t 977.
3."Elektrotechische Zeitschrift, Bd .94, 1973, Н 1, с. 31-34.