Фазосдвигающее устройство Советский патент 1986 года по МПК G01R25/04 

1

Изобретение относится к радио- измерительной технике и может быть использовано для измерения сдвига фаз гармонических сигналов в широком диапазоне изменения их амплитуды и частоты и является усовершенствованием известного устройства по авт.св.№ 957124.

Цель изобретения - расширение диапазона задания фазового сдвига за счет введения в фазозадающее устройство дополнительных блоков и связей, позволяющих задавать фазовые сдвиги выходных сигналов уже сдвинутых относительно друг друга на угол, равный 90 .

На фиг,1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока временной привязки; на фиг.З - временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг.1) содержит формирователь 1 входного сигнала,соединенные друг с другом первый 2 и второй 3 тактовые генераторы, с ко- торьми соединен первый блок 4 временной привязки, с выходами которого соединен первый триггер 5, первый б и второй 7 счетные триггеры, соединенные с выходами триггера 5 и, соответственно, с первым 8,и вторым 9, и третьим 10, и четвертЕЛм 11 элементами совпадений, которые соединены входами с соответствующими выходами формирователя 1, а выходами соответственно с вторым 12 и третьим 13 блоками временной привязки, которые также соединены входами с выходами первого 2 и второго 3 так- товых генераторов,а выходами - с вторым 14 и третьим 15 триггерами, выходы которых соответственно, соединены с входами элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с выходом которого соединен инвертор 17 и первый вход четвертого блока 18 временной привязки. Выходы блока 18 соединены с чет- вертьм триггером 19, а частото- задающий блок 20 соединен с первым тактовым генератором 2 и треть:им входом четвертого блока 18 временной привязки, с вторым входом которого также соединены элемент 16 ИСКЛЮЧАЮ- ЩЕК ИЛИ через инвертор 17, а второй тактовый генератор 3 соединен с его четвертым входом.

Идентичные блоки 4, 12, 13 и 18 временной привязки (фиг.1) содержат

226340.

первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 элементы совпадений, попарно соединенные между собой и первым 25 и вторым 26 реверсивными

5 счетчиками.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на формирователь 1 где преобразуется в

10 последовательность прямоугольных импульсов, в общем случае несимметричных и содержащих ложные нуль-переходы за счет широкополосных шумов. Эта последовательность подается на

)5 первый блок временной привязки 4, куда поступают также импульсы с первого 2 и второго 3 тактовых генераторов с частотами ip, 2f . В блоке временной привязки 4 с помощью реверсивных счетчиков 25 и 26 (фиг.2) и элементов 21-24 совпадений осуществляется цифровое интегрирование импульсных последовательностей, в результате которого на выходе пер25 вого триггера 5 формируются импульсы, не содержащие ложных нуль-переходов , Однако здесь сохраняется асизчметрия и временное смещение,зависящее от соотношения сигнал-шум на входе устройства, которые приводят к погрешности задания 90 -ного сдвига фаз. Эти погрешности исклю- Чс1ются.с помощью счетных триггеров 6 и 7, элементов 8-11 совпадения, второго 12 и третьего 13 блоков временной привязки, второго 14 и третьего 15 триггеров и элемента 16 ИС- К/ШЧАЮЩЕЕ ИЛИ. На выходе этого элемента получаются симметричные пря20

30

35

40

45

50

55

моугольные импульсы, сдвинутые по фазе на 90 относительно входного сигнала, причем этот сдвиг практически не зависит от уходов нулевой линии формирователя и соотношения сигнал-шум на входе устройства.

Формирование сигнала с регули- pyefdbtM относительно 90° фазовым сдвигом, осуществляется с помощью четвертого блока 18 временной привязки, соединенного с ним четвертого триггера 19 :я частотозадающего блока 20. На сигнальные входы блока 18 временной привязки поступают импульсы с элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и подключенного к нему инвертора 17, а на тактируемые входы - импульсы с выхода второго тактового генератора 3 и Частотозадающего блока 20, частота которого 1гэ может изменяться

моугольные импульсы, сдвинутые по фазе на 90 относительно входного сигнала, причем этот сдвиг практически не зависит от уходов нулевой линии формирователя и соотношения сигнал-шум на входе устройства.

Формирование сигнала с регули- pyefdbtM относительно 90° фазовым сдвигом, осуществляется с помощью четвертого блока 18 временной привязки, соединенного с ним четвертого триггера 19 :я частотозадающего блока 20. На сигнальные входы блока 18 временной привязки поступают импульсы с элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и подключенного к нему инвертора 17, а на тактируемые входы - импульсы с выхода второго тактового генератора 3 и Частотозадающего блока 20, частота которого 1гэ может изменяться

3

в заданных пределах относительно частоты ,,„,,.

Фазовый сдвиг 90 на выходах триггеров 5, 14 и 15, соединенных с соответствующими блоками 4, 12 и 13 временной привязки, определяется соотношением частот первого 2 и второго 3 тактовых генераторов, равным f J., .

Сигнал на выходе триггера 19 также будет сдвин ут на 90 отнаси- тельно сигнала на выходе элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, если частота f р, , Этот случай представлен на временной диаграмме (фиг.З, эпюры ). На эпюрах & и г показаны изменения кодов реверсивных счетчиков 25 и 26 (фиг.2) четвертого блока 18 временной привязки. При . (эпюры е, ж из) выходные коды реверсивных счетчиков 25 и 26, работающих на вьгчитание с частотой тактовых импульсов f будут раньше достигать нулевого значения и момент перехода через нуль выходного сигнала будет смещаться влево,чт соответствует уменьшению фазового сдвига относительно 90 .

При (эпюры и, к ил) моменты переходов выходных сигналов смещаются вправо и фазовый сдвиг увеличивается относительно 90 .

Можно показать, что фазовый сдвиг выходного сигнала связан со значениями частот 1 гг

соотношением:

9 180° 4

Так, при if., ±Г7 4 ° i, 1.5f,,(f 120.

Максимальный фазовый сдвиг имеет место при f if-2 и равен 180 . Минимальный фазовый сдвиг ограничивается быстродействием используемой

263404

элементной базы, т.е. максимально возможным значением частоты if,

Следует отметить, что регулирование фазы возможно и в блоках 4, 5 12 и 13 временной привязки путем изменения соотношения частот тактовых генераторов 2 и 3, однако оно приводит к существенному ухудшению помехоустойчивости устройства и ог10 раничивается возможной асимметрией их выходных сигналов. Регулирование фазы в дополнительно введенном блоке 18 временной привязки не влияет на помехоустойчивость устройства и

f5 симметрию выходного сигнала.

Таким образом, без существенного усложнения фазосдвигающего устройства можно расширить его функциональные возможности и область

20 применения за счет регулирования сдвига фаз относительно 90 в заданных пределах.

Формула изобретения

5

Фазосдвигающее устройство по авт.св. № 957124, о т л и„ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона задания фазовых - сдвигов, в него введены частотоза- даюпщй блок, .инвертор, четвертый триггер и четвертый блок временной привязки, первый вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛОЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ, второй - с выходом инвертора, третий - с выходом частотоза- дающего блока и четвертый - с выходом второго тактового генератора, вход частотозадающего блока соединен с выходом первого Тактового генератора, вход инвертора - с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы четвертого блока временной привязки подключены к входам четвертого триггера, выходы которого являются дополнительными выходами устройства.

Фиг.2.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения сдвига фаз гармонических сигналов в широком диапазоне изменения их амплитуды и частоты. Цель изобретения - расширение диапазона задания фазового сдвига. Это достигается введением в устройство частотно-задающего блока 20, инвертора 17, триггера 19 и блока 18 временной привязки. Кроме того устройство содержит формирователь 1 входного сигнала, тактовые генераторы 2 и 3, блоки 4, 12 и 13 временной привязки, триггеры 5, 14 и 15, счетные триггеры 6 и 7, элементы совпадения 8-11, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16. 3 ил. Ш

Рсгг 3

Редактор Н. Яцола

Составитель В. Шубин

Текред Л.Олейник Корректор Г., Решетник

Заказ 2126/43 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4