Устройство для определения сдвига фаз Советский патент 1983 года по МПК H03K9/04 

Изобретение относится к абтоматике и измерительной технике и может быть исполь зовано, например, в устройствах регулирования фазы. Известно устройство для сравнения фаз, содержащее два триггера, прямые выходы которых через инверторы, а инверсные через элемент И, связаны с индикаторами, при этом информационный вход каждо гр триг гера соединен с входом устройства и через формирователь - с входом синхронизации другого триггера, а входы установки упомянутых триггеров соединены с выходом элемента И, входы которых подключены к выходам формирователей. В известном устройстве при несовпадении фаз входных импульсов срабатывает один из триггеров, причем один фиксирует опережение фазы, а другой - отставание. Факт Опережения, отставания или совпадения фаз, сравниваемых импульсов, фиксируется соответствующими индикаторами Недостатком этого устройства является отсутствие у него способности определять величину фазового рассогласования, так как данное устройство фиксирует лищь наличие фазового рассогласования и его знак, .что ограничивает функциональные возможности устройства. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее два инвертора, два триггера и два элемента И, при этом входы инверторов соединены с входными устройствами, вход установки первого триггера - с входом второго инвертора, а вход сброса второго триггера - с входом первого инвертора, вход сброса второго триггера - с входом первого инвертора, вход сброса первого триггера - с выходом первого инвертора, вход установки второго триггера - с выходом второго инвертора, причем прямой выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И, а инверсный выход первого триггера - с первым входом первого элемента И, прямой выход второго триггера - с вторым выходом второго элемента И, а инверсный выход второго триггера - с вторым входом первого элемента И (2). Недостатком известного устройства является увеличение погрешности измерения при наличии асимметрии полуволн входных сигналов. Цель изобретения - повышение точности измерения при асимметрии пблуволн входных сигналов. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее инвертор, триггер, соединенный прямым и инверсивным выхоаами с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых являются выходами устройства, дополнительно снабжено третьим, четвертым и пятым элегиентами H,i счетным триггером и элементом сложения пег модулю два, входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И, с первыми входами четвертого и пятого элементов И и с входными клеммами устройства, а выход его соединен со счетным входом счетного триггера, выход которого соединен с вторыми входами первого,, второго, четвертого и пятого элементов И, при этом выходы четвертого и пятого элементов И соединены с входами триггера, а третьи входы первого и второго элементов И объединены и соединены через инвертор с выходом третьего элемента И.. На фиг. I представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие частный случай его работы. Устройство содержит элементы И I -5, инвертор б , триггер 7, счетный триггер 8, элемент 9 сложения по модулю два. На фиг. 2 обозначены импульсы 10 и 11 на первом и втором входах устройства; импульсы 12 на выходе элемента 9 сложения по модулю Два; импульсы 8-13 на выходе счетного триггера; импульсы 14 и 15. на выходах элементов И 3 и 4 соответственно; импульсы 16 на выходе элемента И 2; импульсы 6-17 на выходе инвертора; импульсы 18 и 19 на первом и втором выходах триггера; импульсы 20 и 21 на первом и втором выходах устройства. В устройстве первый и второй его входы соединены -соответственно с входами элемента И 2, элементов И 3 и 4 и элемента 9 сложения по .модулю два, выход которого подключен к входу счетного триггера 8, выход которого соединен с вторыми входами элементов И 1,3,4 и 5. Выходы элементов И 3 и 4 подключены к входам триггера 7, быходы которого соединены с потенциальными входами элементов И 1и 5, выходы которых являются выходами устройства, при этом первые входЬ элементов И I и 5 объединены и связаны -через инвертор 6 с выходом элемента И 2. Устройство работает следующим об.разом. Предположим, что импульс в первой последовательности опережает по фазе соответствующий импульс во второй последовательности и упомянутые импульсы по времени не накладываются друг на друга (фиг. 2, позиции 10 и 11). В этом случае с элемента И 2 снимается низкий, а с инвертора 6 высокий потендиалы (фиг. 2, позиции 16 и 17). Элемент 9 сложения по модулю два объединит эти импульсы в одну магистраль и выдает их на счетный триггер 8 (фиг. 2, позиция 12). Триггер 8 срабатывает по передним фронтам поступающих импульсов, в результате с него снимается импульс, длительность которого равна фазовому рассогласованию между- входными импульсами. Импульсом с.триггера 8 открываются на время его длительности элементы И 3, 4, 5 и I, так как импульс на первом входе опережает импульс иа втором входе, то импульс первой последовательности пройдет элемент И 3 и поступит на триггер 8, который

.сработает и выдаст разрешающий потенциал на элемент И 1 и запрет на элемент И 5 (фиг. 2, позциция 18 и 19). В результате импульс с триггера 8, длительность которого равна интервалу между/ передними фронтами входных импульсов, через элемент И 1 поступит на первый выход устройства (фиг. 2, позиция 20). При опережении по фазе импульсом второй последовательности соответствующего импульса в первой (фиг. 2, позиция 10 и 11) открывается элемент И 4, имггульс с которого вызовет обратное срабатывание триггера 7, и. следовательно, открывание элемента И 5

i (фиг. 2, позиция 15).

; В результате импульс с триггера 8 через элемент И 5 поступит на второй выход уст:ройства, что свидетельствует об изменений знака фазового рассогласования (фиг. 2, позиция 21).

При сбвпадении во времени сравнивае|мых импульсов (фиг. 2, позиция 10 и ll)i

элемент И 2 выдаст импульс, соответствующий длительности их совпадения (фиг. 2,

позиция 16), который после ииверсин фиг. И позиция 17) поступит на входы элементов И 1 и 5 и на время свШй длительности вы зовет запирание этих эД ментов. В резулъ| тате с выходов элементов И 1 и 5 на соответствующий выход устройства выдается только та часть импульса 5: триггера 8, которая соответствует временному рассогласо ванию между передними фронтами сравниваемых импульсов (фиг. 2, позиция 20 и 21), Таким образом, длительность импульсов, выдаваемых устройством, точно соответствует величине фазового рассогласования между передними фронтами входных импульсов, при этом выход, с которого они снимаются, свидетельствует о знаке фазовогс рассогласования.

Технические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в том, что оно обеспечивает измерение фазовых сдвигов в случае, когда

20 длитель юсть импульсов входных сигналов меньше половины периода, что позволяет повысить точность измерения при асимметрии сигналов. Единственным ограничением для временных параметров входных сигна25 лов является лишь то, что отстающий по фазе импульс не должен накладываться на оче- родной импульс на другом входе устройства..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГА ФАЗ. содержащее ин,вертор. триггер, соединенный прямым и ни-, версивным выходами с первыми входами первого II второго элементов И, выходы ко:торых являются выходами устройства, отлйчИющееся тем, что, с целью повышения точности измерения при асимметрии полуволн входных сигналов, оно снабжено третьим, четвертым и пятым элементами И, счетным триггером и элементом сложения по модулю два, входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И. с первыми входами четвертого и пятого элементов И и с входными клеммами устройства, а выход его сое-. ,динен со счетным входбм счетного триггера; выход которого соединен с вторыми входами первого, второго, четвертого и пятого элементов И. при этом выходы четвертого и пятого элементов И соединены с входами триггера, а третьи входы первого и второго эдементов И объединены и соединены через инвертор с выходом третьего элемента И. о 3 сд