Преобразователь фаза-код Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

фадовые набеги в измерительных це- rtHX, обусловленных, например, длин- нь1ми линиями связи П фаза - код с измеряемым элементом, например фазовым датчиком угла поворота вала. П простыми средствами позволяет в любой момент времени внести поправку в измеряемый фазовый сдвиг. При чем формирование кода поправки может осуществляться различными спосо1

Изобретение относится к радиозмерительной и вычислительной техике и может быть использовано в фазовых радиореодезических и радионавигационных системах, а также в, 5 устройствах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - расширение об- ласти пр№4енения и повышение точности преобразоаания за счет компен- tO сации фазовых набегов в измерительных цепях.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого преобразователя фаза - код; на фиг.2 - блок цифровой коррекции фазы.

. Преобразователь фаза - код содержит первый I и второй 2 формирователи импульсов, генератор 3 импульсов заполнения, первый 4 и второй 5 эле- 20 менты И, элемент НЕ 6, первьй 7 и второй 8 счетчики импульсов, блок 9 цифровой, коррекции фазы и блок 10 последовательно включенных п-каналь- ных мультиплексоров.

Блок 9 цифровой коррекции содержит элемент И 11, программируемый счетчик 12 и RS-триггер 13.

Выходы формирователей и 2 им- зо пульсов и генератора 3 импульсов заполнения подключены к первому, вта рому и третьему входам первого элемента И 4. Один из входов второго элемента И 5 соединен через элемент , НЕ 6 с выходом первого элемента И 4 и со счетным входом первого сметчика 7, вьтолненного, например, в виде двоичного счетчика, а выход подключен к счетному входу второго счет- Q чика 8, который может быть выполнен

35

1298686

бами, даже не связанными с процессом измерения вообще-. Кроме того, при закорачивании входов формирователей данный П становится программируемым генератором пачек импульсов. Блоком 9 цифровой коррекции фазы осуществляется формирование длительности пачки импульсов, а кодом управления П - число импульсов в пачке. 1 з,п.ф-лы, 2 ил.

в виде десятичного счетчика. Такая техническая реализация счетчиков позволяет синхронно формировать дво- ичньй и двоично-десятичные коды преобразованного фазового сдвига между опорным Ug и фазоманипулированным П сигналами,, Блок 9 цифровой коррекции фазы опорного сигнала U первым входом соединен с входами установки счетчиков 7 и 8 е нулевое состояние и подключен к выходу первого формирователя 1 импульсов, а выход соединен с третьим входом первого элемента И 4 . Разрядные выходы счетчика 7 подключены к управляющим входам мультиплексоров блока 10, информационные входы которьш соединены мелуду собой таким образом, что выход i-ro мультиплексора блока. 10 соединен с первым информационным входом (i-l)-ro мультиплексора (},2,,..,-1, где - количество мультиплексоров в блоке), т-е информационные входы каждого мvльтиплeкcopa блока ( + + , j. О,,...,, ,1,...,П 2 -1, П - количество информационных входов мультиплексора) объединены и подключены к соответствующим входам а, образуя разрядные группы управления преобразователем.

В качестве примера показана струк- .турная организация блока 6 на основе восьмиканальных мультиплексоров. Второй, четвертый, шестой и восьмой входы первого мультиплексора соединены между собой и образуют k-й разряд кода управления. Третий и седьмой входы первого мультиплексора так- же соединены между собой и образу3

ют (k-l)-tt разряд кода управления. Пятьтй вход первого мультиплексора является (k-2)-M разрядом кода упра ления, а первый вход подк1почен к выходу следующего мультиплексора, информационные входы которого соединены между собой аналогичным образо и образуют соответственно (и-З)-й и (k-5)-й разряды кода управления преобразователем и т,д. Выход первого мультиплексора является выходо блока 10 и подключен к входу второг элемента И 5.

Первый вход элемента И 11 блока 9 цифровой коррекции фазы соединен с выходом переноса программируемого счетчика 12 и R-входом RS-триггера 13 второй является одним из входов блока и подключен к выходу генератора 3 импульсов заполнения, а третий - к прямому выходу RS-триггера 13, инверсный выход которого является выходом блока и подключен к третьему входу первого элемента И 4 переобразователя. Выход элемента И 11 соединен со счетным входом прораммируемого счетчика 12, информационные входы DJ которого соединены с цифровым кодом коррекции фазы, а вход разрешения записи V соединен с S-входом RS-tpHrrepa 13 и подключен к выходу первого формирователя 1 импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

При переходе опорного сигнала U контролируемой частоты f через нулевое значение формирователь 1 выра- батьюает короткий импульс, которьй записывает в пpoгpaм fиpyeмый счетчик I2 блока 9 цифровой код коррекции фазы и устанавливает RS-триггер 13 блока 9 в нулевое состояние по инверсному выходу, блокируя тем самым элемент И 4 на время, численно равное коду коррекции. Этим же импульсом формирователя 1 обнуляются счетчики 7 и 8. После окончания импульса формирователя f импульсы частоты заполнения f с выхода генератора 3 поступают через открытый элемент И 11 блока 9 цифровой коррекции фазы на вход счетчика 12,работающего на вычитание.В момент переполнения (обнуления) счетчика 42 на его выходе 1 рмируется сигнал, закрьшающий элемент И 1 1 и устанавливакяций

986864

RS-триггер 13 в единичное состояние по инверсному выходу.

Требуемый код коррекции фазы вырабатывается следующим образом. Зако- г рачивается внешний источник, подлежащий, например, исследованию, таким образом, что между входами формирователей 1 и 2 включена вся линия связи и производится первое измерение. По10 лученный код с выхода счетчика 7 пос-. тупает на вход программируемого счетчика 12, и с приходом следующего импульса формирователя 1 полученный код -коррекции записьгеается в счетчик

15 12 блока 9. На фиг.1 такая связь между счетчиками не показана, так как код коррекции фазы может быть получен и другими способами, например, от ЭВМ.

20 Единичный уровень, поступакяций на вход элемента И 4 с выхода блока 9 цифровой коррекции фазы, разрешает прохождение импульсов заполнения с выхода генератора 1 на счетный

25 вход двоичного счетчика 7 и через элемент НЕ 6 и второй элемент И 5 на счетный вход десятичного счетчика 8 в момент совпадения инвертированных импульсов заполнений с вь;со30 кими уровнями потенциалов кода управления преобразователем, передаваемых на один из входов элемента И 5 -бло- ( ком 10 последовательно включенных h-канальных мультиплексоров. В за35 висимости от кода управления (масштабирования) , установленного на информационных входах 10, за время ut, пропорциональное фазовому сдвигу между опорньм и фазоманипулирован-:

40 ным сигналами, в счетчик 7 пос.ту- пает число импульсов N, равное N

4i

f U t, а в счетчик 8 за то же время поступает число импульсов N, равное

N

а;

fo 21 -fr- t

где k - число разрядов двоичного

счетчика 7; f - частота импульсов заполнения

генератора 3;

а.- коэффициенты при разрядах с весом 2 цифрового кода управления, принимающие значения О или 1.

В момент времени, соответствующий переходу фазоманипулированного сигнала Uj, через нулевое значение, формирователь 2 вырабатывает короткий

импульсj который запирает элемент И-4, фиксируя в счетчиках 7 и 8f числовые значения кодов, соответствующие двоичному и двоично-десятичному масштабированному кодам фазового сдвига.

В общем случае коэффициенты а кода управления (масштабирования) преобразователя находятся из выражения к с к

в .ia; 2

1 1 0 1 1

где В - требуемое число импульсов

: . заполнения в периоде частоты f контролируемых сигналов.

Таким образом, в преобразователе синхронно с основным кодом счетчика 7 осуществляется формирование дополнительного масштабированного кода, что позволяет переводить мапганный, например, двоичный код фазы в двоично-десятичный масштабированный код, позволяющий лри подключении выходных разрядов счетчика 8 к цифровому ,индикатору визуально контролировать измеренную информацию.

Положительный эффект от введения В преобразователь блока цифровой коррекции фазы заключается в повьше- нии точности измерения фазовых сдвигов за счет компенсации цифровым спо собом фазовьк набегов, обусловленных например, длинными линиями связи преобразователя фаза - код с измеряемым элементом, например, фазовым датчи-. ком угла поворота вала. Такие датчики к ак правило удаляются от средст измерения на значительное расстояние и учесть фазовые набеги в измерительных цепях не всегда представляется возможным. Предлагаемый преобра-i. зователь простыми средствами позво ляет в любой момент времени внести поправку в измеряемый фазовый сдвиг, причем формирование кода поправки можно осуществлять различными способами, даже не связанными с процессом измерения вообще. Такая задача, например, возникает в случае проведения научно-исследовательских работ с датчиками, выходной сигнал фаза) которых имеет нелинейный закон изменения по времени. ;Дополнительный эффект заключается в том, что при закорачивании входов формирователей преобразо1затель становится программируемым генератором пачей импульсов

2986866

Блоком цифровой коррекции фазы осу- . ществляется .формирование длительности пачки импульсов, а кодом управления преобразователя - число импульсов в пачке. Таким образом расширяются функциональные возможности преобразователя и область его применения.

Формула изобретения

1. Преобразователь фаза - код, содержащий первый и второй формирователи импульсов, генератор, первый и

второй счетчики импульсов и первый элемент И, выход которого подсоединен к счетному входу первого счетчика, а первый и второй входы к выходам второго формирователя и генератора соответственно, элемент НЕ, второй элемент И и блок последовательно включенных И-канальных мультиплексоров , управляющие входы которых подключены к выходам первого

счетчика, информационные входы являются входами управления преобразователем, а выход указанного блока подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого

через элемент НЕ подключен к выходу первого элемента И, а выход - к счетному входу второго счетчика, ус- тайовочный : вход которого соединен с установочным входом первого счетчика и подключен к выходу первого формирователя, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения и повьш1ения точности преобразования за счет компенсации фазовых набегов в измерительных цепях, в него введен блок цифровой коррекг ии фазы, входы которого соединены с выходами генератора и i первого формирователя, а выход - с

третьим входом первого элемента И.

2. Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем, что блок цифровой коррекции фазы состоит из

д элемента И,, программируемого счетчика и RS-триггера, причем первый вход элемента И соединен с выходом переноса программируемого счетчика .и R-входом RS-триггера, ..второй - с

j вькоддм генератора импульсов заполнения, а третий - с прямым выходом RS-триггера, инверсный выход которого подключен к третьему входу первого элемента И преобразователя, вы7 -12986868

ход элемента И соединен с счетным счетчика, а вход разрешения запи- входом программируемого счетчика, си - с S-входом RS-триггера и вы- информационные входы которого соеди- ходом первого формирователя импуль- нены, например, с выходами первого сов.

// ,

Составитель С.Кулиш Редактор Н.Бобкова Техред И.Попович Корректор;А.Зимокосов

Заказ 885/48 Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,-д.4/5

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

С

V

/2