Низкочастотное устройство преобразования фазового сдвига в цифровой код Советский патент 1984 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к цифровой технике и быть использовано в измерительньк приборах для преобразования фазового сдвига в цифровой код на низких частотах. Известно устройство преобразования фазового сдвига в цифровой код, содержащее два нуль-органа, триггер ключ, генератор и счетчик П . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство преобразования фазового сдвига в цифровой код, содержащее два нуль-органа, два триггера, два ключа, .генератор образцовой частоты блок определения порога, компаратор инвертор, две группы вентилей, три фор мирователя, элемент совпадений и два счетчика 2 . Недостатком известных устройств является зна штельная погрешность преобразования фазового сдвига в ци ровой код, Цель изобретения - повьшение точ ности преобразования. Указанная цель достигается тем, что в низкочастотное устройство njje образования фазового сдвига в цифpoJJoй код, содержащее первый нульорган, триггер, один из входов кото рого соединен с выходом первого нуль-органа, генератор образцовой частоты, ключ, первый вход которого соединен с выходом триггера, а второй вход подключен к выходу гене ратора образцовой частоты, счетчик, подключенный входом к выходу ключа, второй нуль-орган, компаратор, блок определения порога, один из входов которого соединен с входом второго нуль-органа и с первым входом компаратора, а выход блока определени порога подсоединен к второму входу компаратора, первый формирователь ид шульсов, вход которого подключен к выходу второго нуль-органа, эле.мёнт совпадений, присоединенный первым входом к выходу первого формиро вателя импульсов, инвертор, выход которого подключен к второму входу элемента совпадения, вход инвертора подключен к выходу генератора образцовой частоты, первую группу вентилей, подключенную перзым входом к выходу элемента совпадения, второй вход первой группы вентилей соединен с выходом счетчика, вторую группу вентилей, второй формировател импульсов, подключенный входом к выходу триггера, а выход второго формирователя импульсов подключен к первому входу второй группы вентилей, введены второй инвертор,второй компаратор, дизъюнктор и регистр, причем первый вход второго компаратора соединен с входом второго нуль-ор-, гана, второй вход второго компаратора с выходом второго инвертора, вход BTO-I рого инвертора подключен к выходу блока определения порога, выходы первого и второго компараторов подключены соответственно к первому и второму входам дизъюнктора, выход которого подключен к второму входу триггера, вход регистра подключен к выходу первой группы вентилей, а выход к второму входу второй группы вентилей. . На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства. Устройство содержит первый нульорган If триггер 2, второй формирователь 3 импульсов, ключ 4, счетчик 5, первый компаратор 6, блок 7 определения порога, дизъюнктор 8, первый инвертор 9, генератор 10 образцовой частоты, второй инвертор 11, второй компаратор 12, элемент 13 совпадения, первую, группу 14 вентилей, второй нуль-орган 15, первый формирователь 16 импульсов, регистр 17, вторую группу 18 вентилей. Выход первого нуль-органа 1 подключен к первому входу триггера 2, на второй вход которого подключен выход дизъюнктора 8. Выход триггера 2 подключен к входу второго формирователя импульсов 3 и к первому входу ключа 4, выход которого подключен к входу счетчика 5, Вход первого нуль-органа 1 является первым входом всего устройства. Первый вход блока 7 определения порога подключен к первым входам первого и второго компараторов 6 и 12, входу второго нульоргана 15 и является вторым входом всего устройства. Второй вход блока 7 определения порога является третьим входом устройства. Выход блока 7 определения порога подключен к второму входу первого компаратора 6 и входу второго инвертора 11, выход которого подключен к второму входу второго компаратора 12, Выходы первого и второго компараторов 6 и 12 подключены соответственно к первому и второму входам дизъюнктора 8, выход которогоподклю чен к второму входу триггера 2. Выход второго нуль-органа 15 подключен к входу первого формирсвателя 16 импульсов, выход которого подключен к второму входу элемента 13 совпадений. Выход счетчика 5 подключен к первому входу первой группы 14 вентилей, на второй вход которой подключен выход элемента 13 совпадений. Выход первой группы вентилей 14 подключен к входу регистра 17, выход которого подключен к первому входу второй группы 18 вентилей. Второй вход второй группы 18 вентилей подключен к выходу формирователя 3 импульсов, а выход второй группы 18 вентилей является выходом устройства Устройство работает следующим образом. В момент перехода через нуль опорного сигнала, поступающего на первый вход устройства, нуль-орган 1 формирует на своем выходе импульс ный сигнал, который устанавливает триггер 2 в состояние 1 на его выходе. При этом ключ 4 открывается сигналом на его первом входе и импул сы образцовой частоты, поступающие с выхода генератора 10 на второй вход ключа 4, подаются на вход счетчика 5. На второй вход устройства поступает сигнал, представляющий собой смесь полезного сигнала и узкополосного шума. При переходе сигнала через нуль срабатывает нуль-орган 15. При этом независимо от направления этого пер хода срабатывает формирователь 16. На выходе формирователя 16 импульCOU появляется импульсный сигнал, который поступает на первый вход элемента 13 совпадения, на второй вход которого через инвертор 9 пост пают импульсы с выхода генератора 10. В результате чего в паузе между импульсами опорной частоты осуществляется перепись в. регистр 17 через вентили 14 кода числа импульсов, по ступивших к данному моменту на вход счетчика 5. Этот код сохраняется в регистре 17 до очередного перехода через нуль сигнала, поступающего на вход устройства. Процесс повторяется до тех пор, пока не появится полезный сигнал. Причем полезный сигнал может быть любой полярности. При появлении полезного сигнала происходит срабатывание одного из компараторов 6 или 12. Компаратор 6 осуществляет сравнение текущего значения сигнала на его первом входе с порогом, поступающим на его второй вход с выхода блока 7 определения порога. Значение порога представляет собой предельное значение УЗКОПОЛОСНОГО шума, определяемое блоком 7. Блок 7 представляет собой стробируемый пиковый детектор, измеряющий максимальное значение сигг нала в течении строб-импульса, поступающего на третий вход устройства. Компаратор 12 осуществляет сравнение текущего значения сигнала с инвертированным на инверторе 11 пороговым значением. Выходы компараторов 6 и 12 объединены по или с помощью дизъюнктора 8, поэтому при срабатывании одного из компараторов, триггер 2 устанавливается в состояние О на его выходе. Триггер 2 блокирует импульсы, поступающие на второй вход ключа 4. При этом в счетчике 5 фиксируется код числа импульсов, поступающих на его вход за интервал времени от перехода через нуль опорного сигнала, до перехода через пороговое значение сигнала на втором входе устройства. В коде, полученном на выходе счетчика 5, содержится методическая ошибка (погрешность), определяемая временным интервалом между моментом перехода через нуль сигнала и последующим моментом перехода этим сигналом пороroBoj-o значения. Величина этой дог-, решности воэрастае7 с понижением частоты колебаний сигнала, а также с уменьшением соотношения сигнал/шум. Погрешность исключается с помощью регистра 17, на выходе которого фиксируется код временного интервала, образованного моментами перехода через нуль опорного и полезного сигнала. При опрокидывании триггера 2 из состояния 1 в состояние О срабатывает формирователь 3, импульсный сигнал, на выходе которого разблокирует группу 18 вентилей, в результате чего, цифровойкод фазового сдвига, с выхода регистра 17 вьщается на выход устройства. Таким образом, введение новых элементов, т.е. инвертора, компаратора, дизъюнктора и регистра позволило повысить точность преобразования фазового сдвига ,в цифровой код.

) НИЗКОЧАСТОТНОЕ УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА Б ЦИФРОВОЙ КОД, содержащее первый нуль-орган, триггер, один из входов которого соединен с выходом первого нуль-органа, генератор образцовой частоты, ключ, первый вход которого соединен с выходом триггера, а второй вход подключен к выходу генератора образцовой частоты, счетчик, подключенный входом к выходу ключа, второй нуль-орган, компаратор, блок определения порога, один из входов которогО соединен с входом второго нуль-органа и с первым входом компаратора, а выход блок а определения порога подсоединен к второму входу компаратора, первый формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу второго нуль-органа, элемент совпадения, присоединенный первым входом к выходу первого формирователя импульсов, инвертор, выход которого подключен к второму входу элемента совпадения, вход инвертора подключен к выходу генератора образцовой частоты, первую группу вентилей, подключенную первым входом к выходу элемента совпадения, второй вход первой группы пентилей соединен с выходом счётчика, вторую группу вентилей, второй формирователь импульсов, подключенный входом к выходу триггера, а выход второго формирователя импульсов подключен к первому входу второй группы венти- . I лей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности пре(Л образования, в него введены второй инвертор, второй компаратор, дизъюнктор и регистр, причем первый вход второго компаратора соединен с входом второго нуль-органа, второй вход второго компаратора с выходом второго инвертора, вход второго инвертора подключен к выходу блока определения 00 порога, выходы первого и второго ком параторов подключены соответственно к со первому и второму входам дизъюнктора,. выход которого подключен к второму 00 входу триггера, вход регистра подключен к выходу первой группы вентилей, а выход - к второму входу второй группы вентилей.