Устройство для дискретной регулировки фазы Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использован в цепях фазовой автоподстройки. Известно дискретное фазосдвигающе устройство, содержащее опорный генератор, счетчик, синхронизатор и пере ключатель. Входным сигналом счетчика являетс 1 последовательность прямоугол ных импульсов, поступающая от опорно го генератора. Если на один вход синхронизатора подается управляющий импульс, то очередной период выходно го сигнала счетчика уменьшается на величину положительного полупериода импульсов с опорного генератора.. Пр поступлении сигнала управления на другой вход синхронизатора происходит разовое увеличение периода выходного сигнала счетчика на величину отрицательного полупериода опорной импульсной последовательностиС1Х. Недостатком данного устройства является различие в величинах сдвига выходных сигналов счетчика при увели чении и уменьшении их периода. Дискреты сдвига влево и вправо равны меж ду собой лишь при наличии на входе счетчика последовательности прямоугол ных импульсов типа меандр, что накла дывает ограничение на форму входных сигналов и сужает область применения устройства. Известно также устройство для дис кретной регулировки фазы, содержащее взаимосвязанные счетчик, триггер, первый и второй дополнительныеЭК-три геры и элемент блокировки. В случае отсутствия сигналов Иск лючение и Добавление устройство работает как обычный делитель с коэф фициентом деления 2Кеч- При подаче логического уровня 1 на вход сигна ла Исключение выходной сигнал счетчика .задерживается на период вхо ной частоты. Аналогично происходит ускорение момента появления выходного сигнала счетчика при подаче уро ня 1 на вход Добавления С-2 . Недостатками известного устройства являются требования к управляющим сигналам, длительность которых, по крайней мере, должна быть равна периоду входного сигнала, и отсутствие возможности изменения величины дискрета регулировки фазы при использовании его в целях фазовой автоподстройки в качестве фазовращателя. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет исключения ограничений на форму входного и управляющего сигналов и использования фазовращателя с переменной скоростью регулировки фа.зы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее счетчик и три К-триггера, причем выход первого триггера соединен с Э -входом второго триггера, введены дополнительно четвертый, пятый и шестой JK-триггеры, шесть ключей. два элемента ИЛИ, четыре инвертора и элемент совпадения, при этом первые три выхода счетчика через элемент совпадения и первый инвертор соединены с К-входом третьего триггера/ Q-выход которого соединен с D --ВХОДОМ чет-вертого. триггера, а четвертый выход счетчика через первый ключ соединен с одним из входов первого элемента ИЛИ, соединенного выходом через второй ключ с входом установки нуля счетчика, причем первый выход счетчика соединен также через второй инвертор с управляющим входом четвертого ключа, через третий ключ - с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной устройства, первый выход счетчика соединен непосредственно с К-входами первого триггера и пятого триггера, соединенного, в свою очередь, Q-выходом через пятый ключ и третий инвертор с управляющим входом третьего , а Э -входом - с Q-выходом второго триггера и другим входом первого элемента ИЛИ, а второй выход счетчика соединен дополнительно с К-входом шестого триггера, подключенного .3-входом к Q-выходу четвертого триггера и управляющему входу первого ключа, а Q -выходом через шестой ключ - к другому входу второго элемента ИЛИ, при этом вход счетчика соединен с К-входсм второго.триггера и входной шиной устройства и через четвертый ключ - с К-входом четвертого триггера , 3-входы первого и третьего триггеров соединены соответственно с выходными шинами управляющих импульсов, а управляющий вход пятого ключа соединен непосредственно с управляющим входом шестого ключа и шиной сигнала переключения дискрета регулировки фазы и через четвертый инвертор - с управляющим входом второго ключа. На фиг.1 представлена структурная схема устройства на фиг.2 - диаграммы его работы. Устройство дискретной регулировки фазы содержит счетчик 1, первые три выхода которого через элемент 2 совпадения и инвертор 3 соединены с К-входом триггера 4, И -выход которого соединен с J-входом триггера 5. Четвертый выход счетчика 1 через ключ 6 соединен с первым входом элемента 7 ИЛИ, соединенногр,в свою очередь, через ключ 8 с входом установки нуля счетчика 1. Первый выход счетчика 1 соединен также через инвертор 9 с управляющим входом ключа 10, через ключ 11 г с первым входом .элемента 12 ИЛИ, выход которого соединен с выходной шиной устройства а также первый выход счетчика 1 соединен непосредственно с К-входами триггеров 13 и 14. Q -в-ыход триггера 14 нагружен на Э-вход триггера 1 а Q -выход триггера 13 соединён через ключ 16 и инвертор 17 с управляюищм входом ключа 11. Э-вход триг гера 13 подключен к Q-выходу триггера 15 и другому входу элемента 7 ИЛИ Второй выход счетчика Л соединен дополнительно с К-входом триггера 18 подключенного 3-входом к Q-выходу тригге|ра 5 и управляющему входу ключа 6. Л.7ВЫХОД триггера 18 через ключ 19 нагружен на другой вход элемента 12 ИЛИ, Вход счетчика 1, соединенный с К-входом триггера 15 и через ключ 10 с К-входом триггера 5, соединен такж с входной шиной устройства. Э-входы триггеров t4 и 14 соединены с шина ми раздельных входов управляющих импульсов , а управляющий вход ключа 1 соединенный непосредственно и.через инвертор 20 с управляющими входами ключей 19 и 8 соответственно, соединен с шиной переключения дискрета регулировки фазы. Устройство работает следующим об разом. При наличии на входе счетчика 1 сигнала ) и отсутствии управляю щих импульсов (е,р), на выходе устр ства существует частота Д (ш.Г), где К - коэффициент пересчета счетчика 1. Для примера рассмотрим работу счетчика с . На б-д (фиг.2) показаны сигналы на основном (б) и промежуточном (в-д выходах счетчи ка I. Сигналы.с основного выхода счетчика 1 поступают на К-входы три геров 14,13 и поддерживают нулевые потенциалы на .их выходах (ж,н). Нез висймо от состояния входа переклюу.енкя скорости подстройки фазы (к ) ;с инвертора 17 снимается единичный потенциал i(o), отпирающий ключ 11, через который выходной сигнал счет чика 1 проходит на первый вход элемента 12 ИЛИ (п) и далее на выход устройства (ш. 1). Счетные импульсы подаются также, на ..К-вход триггера 15 и через ключ - 10 - на К-вход триггера 5. При нулевом сигнале на шине переключения дискрета регулировки фаз (к) ключи 16 и 19 закрыты, а ключ открыт единичным сигналом с инверто ра 20(лК При поступлении управляющего импульса на У-вход триггера 14 на выходе последнего устанавливаетс 1Чж). Ближайший отрицательный перепад сигнала с выхода счетчика 1 сбрасывает триггер 14 в О, и на го выходе образуется отрицательый перепад, устанавливающий триггер 5 в состояние 1Чз), Единичный потенциал через элемент 7 ИЛИ (н)и ключ 8(м) удерживает счетчик 1 в нуле, поэтому следующий импульс , поступающий на вход счетчика 1. не оказывает влияния на счетчик. Этот же импульс Ujg снова перебрасывает триггер 15 в О, и с входа установки нуля счетчика 1 потенциал, блоки-, рующий счетчик, снимается. Таким образом, от импульсаJ поступающего на управляющий вход триггера 14 в произвольный момент времени, при переполнении счетчика фо ялируется импульс, задерживающий появление выходного сигнала уст йства на один период счетной частоты (uj,H) . При поступлении управляющего импульса на 3-вход триггера 4 триггер переходит в единичное состояние (т). Обратныйпереброс триггера 4 производится импульсом, формируемым с помощью элемента 2 совпадения и инвертора 3 (с) , за два периода ш до момента появления отрицательного перепада на выходе счетчика 1, При этом в единичное состояние переходит триггер 5, отпирающий ключ 6. На сигнальный вход его поступает импульс с четвертого выхода счетчика 1 (д). Импульс с ключа 6 (х) через элемент 7 ИЛИ и ключ 8 поступает на установочный вход счетчика 1, и фронт импульса сбрасывает счетчик в нуль. В этом случае отрицательный перепад на выходе счетчика 1 появ,ляется на период Wg раньше,- т.е. выходной сигнал устройства сдвигается влево (ш, HI). Возникающий единичный потенциал на управляющем входе ключа 10 отпирает его и триггер 5 устанавливается в 0(ф) ближайшим , импульсом частоты выхода ключа 10 (у) . Устройство приходит в исходное состояние.(Сигнал на выходе делителя 21 с коэффициентом деления 4 показан на фиг.2(щ) пунктиром) . При единичном сигнале на шине пеЕ еключения дискрета регулировки фазы (к ) управляющие импульсы на установочный вход счетчика 1 не воздействуют, поскольку ключ 8 запирается нулевым сигналом с инвертора 20. После появления управляющего импульса на 3-входе триггера 14 и привязки его к выходному сигналу счетчика 1 производится переброс триггера 13 в единичное состояние (н ) отрицательным перепадом импульса с триггера 15 (з), при этом запирается ключ 11 сигналом с инвертора 17(о). Ключ 11 остается закрытым (п) до момента появления следующего отрицательного перепада на выходе счетчика 1, и на выходе устройства исчезает один импульс, поступающий со счетчика 1 на ключ 11 ({ш, IVji, Дри последующем делении выходной/ сигнал делителя 21 (щ, 1), обозначен ного на фиг.1 пунктиром, оказывается , задержанным на период выходной частоты счетчика 1, т.е. на К-периодов его входной частоты Wg. На (щ, I) местоположение незадержанного отрицательного фронта сигнала с делителя 21 ;При отсутствии--управляющего импульса обозначено точкой. При поступлении управляющего импульса на -вход триггера 4 и привязке его к сигналам счетчика 1 отрицательный перепад с триггера 5(.ф) устанавливает триггер 18 в 1. Обратный переброс триггера 18 происходит импульсоМ с второго выхода счет чика 1(в). При наличии единичного сиг нала переключения дискрета регулировки фазы (к) сформированный триггером 18 положительный импульс (lO через открытый ключ 19 (ч) и элемент 12 ИЛИ врезается в последовательность выходных импульсов устройства (ш,У ), поступающих далее на делитель 21. Сигнал с Д елителя 21 сдвигается при этом в сторону опережения (Щ, П) (влево от второй точки на фиг.2 щ, П) на период выходной частоты счетчика, или на К-периодов-его входной частоты Wgjf. При поступлении управляющих импульсов входная частота сигнала не увеличивается. Это позволяет использовать предлагаемое устройство на частотах, в два раза превышаюгцих частоту входнЬго сигнала устройств с добавлением - в.ычитанием управляющих импульсов. В устройстве отсутствуют ограничен ния на длительность входных и управляющих сигналов и имеется возможность изменения дискрета регулировки фазы. При подаче единичного потенциала на соответствующий вход дискрет регулировки фазы увеличивается в К, раз. При.использовании устройства в качестве фазовращателя производится сначала грубая регулировка фазы дискретами по К цпериодов входной частоты, а затем точная - дискретами в один период той же частоты. Двухступенчатая регулировка существенно сокращает время обработки рассогласования при использовании устройства в цепях фазовой автоподстройки и,таким образом, расширяются функциональные возможности устройства дискретной регулировки фазы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОЙ РЕГУЛИРОВКИ ФАЗЫ, содержащее счетчик и три ЗК-триггера, причем выход первого триггера соединен с D-входом второго триггерад о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительно четвертый, пятый и шестой Jff-триггеры, шесть ключей, два элемента ИЛИ, четыре инвертора и элемент совпадения, при этом первые три выхода счетчика через элемент совпадения и первый инвертор соединены с К-входом третьего триггера, Q-выход которого соединен с О-входом четвертого триггера, а четвертьдй выход счетчика через первый ключ соединен с одним из входов первого элемента Или, соединенного выходом через второй ключ с входом установки нуля счетчика, причем первый выход счетчика соединен также через второй инвертор с управляющим входом четвертого ключа, через третий ключ - с первым входрм второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с ВЫХОДНОЙ шиной устройства, первый выход счетчика соединен непос-« редственно с К-входами первого триггера и пятого триггера, соединенного , в свеж очередь, G -выходом через пятый ключ и третий инвертор с управляющим входом третьего ключа, а 3- входом - с Q-выходом второго триггера и другим входом первого элемента ИЛИ, а второй выход счетчика соединен дополнительно с К-входом ше стого три ггера, под ключей ного Л - входом к G -выходу четвертого триггера и управляющему входу первого ключа, Ф а Q-выходом через шестой ключ к другому входу второго элемента ИЛИ при этом вход счетчика соединен с К-входом второго триггера и входной шиной устройства и через четвертый ключ - с К-входом четвертого триггера, и-входы первого и третьего, триггеров соединены соответственно с входными шинами управляющих импуль сов, а управляющий вход пятого ключа СА) соединен непосредственно с управляющим входом шестого ключа и шиной 00 сигнала переключения дискрета .лировки фазы и через четвертый инвертор - с управляющим входом второго ключа.

фиг.1

4ti|||||)tltllillillilillilllllllltillllllilllllllllillll)lllilllllin

JlшmJlJшuшJШJШJUшulJl

JTJIIJTIJTJIJIJIJIJI

-n n П П П I П П П П П П П П П П у rnriLjmTTLJnilLJITn П n