Генератор-калибратор временных интервалов Советский патент 1988 года по МПК H03K3/84 

0

а

00 00

коммутатор 12, реверсивньй счетчик 13, цифровой индикатор 14, дополнительно введены реверсивньй счетчик

23,цифроаналоговый преобразователь

24,фазовращатель 25 и компаратор 26, а также преобразователь 15 фаза-код, включающий в себя формирователи 16

и 17 импульсов, элементы 18 и 19

совпадений, времязадающий блок 20, счетчик 21 и триггер 22. Преобразователь,15 фаза-код преобразует фа- зовьй сдвиг выходных сигналов смесителей 6 и 7 в цифровой код, по алго- ритму фазовьй сдвиг-временной интервал-число импульсов-цифровой код. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для прецизионной временной задержки импульсов и при создании точных автоматизированных времязадающих и измерительных систем. Целью изобретения является повышение точности. Для достижения поставленной цели в генератор-калибратор времени интервалов, содержащий опорный генератор 1, управляемые делители 2 и фазовые детекторы 4 и 6 и 7, подстраиваемые и 9, формирователи 10 частоты, 5, смесители генераторы 8 и 11 импульсов.

1

Изобретение относится к импульс- ной технике и может быть использовано для прецизионной временной задержки импульсов и при создании точных автоматизированных времязадающих и измерительных систем„

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже приведена структурная схема генератора-калибратора временных интервалов.

Устройство содержит опорный ге- .нератор 1, управляемые делители 2 и 3 частоты, фазовые детекторы 4 н 5,

смесители 6 и 7, подстраиваемые генераторы 8 и 9, формирователи 1,0 и 11 импульсов, коммутатор 12, реверсивный счетчик 13, цифровой индикатор 14, преобразователь 15 фаза-код, включающий формирователи 16 и 17 импульсов , элементы 18 и 19 совпадений, врейязадающий блок 20, счетчик 21 и триггер 22, реверсивньй счетчик 23 5 цифроаналоговьй преобразователь 24, фазовращатель 25 и компаратор 26 Выход опорного генератора 1 соединен с синхровходами делителей 2 и 3 с первыми входами смесителей 6 и 7, выход смесителя 6 подключен к перво- му входу детектора 4 выход которого соединен с управляющим входом генератора В, выход которого соединен с вторым входом смесителя 6 непосредственно и через формирователь 10 - с первым выходом устройства, выход смесителя 7 подключен к первому входу детектора 5, второй вход которого подключен к выходу делителя 3, а выход - к управляющему входу генера- тора 9, выход которого соединен с вторым входом смесителя 7 непосредст венно и через формирователь 11

f.

Q

f,

0 0 5 0

5

с вторым выходом устройства, первый выход коммутатора 12 подключен к первому входу счетчика 13 и управляющему входу делителя 2, второй выход коммутатора 12 подключен к второму входу счетчика 13 и управляющему входу делителя 3, выходы счетчика 13 соединены с входами индикатора 14 и второй группой входов компаратора 26, выход смесителя 6 подключен к первому входу преобразователя 15, второй вход которого соединен с выходом смесителя 7, а третий вход подключен к выходу генератора 1, информационные выходы преобразователя 15 соединены с первой группой входов компаратора 26, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя 15, первьй выход компаратора 26 соединен с суммирующим входом счетчика 23, вычитающий вход которого подключен к второму вькоду компаратора 26, а выходы через преобразователь 24 подключешз к первому входу фазовращателя 25, второй вход которого соединен с выходом делителя 2, а выход - с вторым входом детектора 4. Преобразователь 15 может быть вьшолнен, например, следующим образом.

Входы преобразователя 15 фаза-код через формирователи 16 и 17 подключены к входам триггера 22, выход которого через элементы 18 и 19 совпадений соединен с входом счетчика 21, выходы которого являются информационными выходами преобразователя 15, третий (тактовьй) вход преобразователя 15 соединен с вторым входом элемента 18 и входом времязадающего блока 20, первьй выход которого соединен с вторым входом элемента 19,

31367

а второй выход блока 20 подключен к второму входу счетчика 21 и одновременно является выходом (тактовым) преобразователя 15 для компаратора 26.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1, коммутатор 12 и делители 2 и 3 представляют собой низкочастотный калибратор фазы с диск- ю ретной регулировкой фазового сдвига на выходах делителей 2 и 3-путем исключения на их входах одиночных опорных импульсов генератора 1 с помощью коммутатора 12. Величина диск- 15 рета фазы срд и значение заданного фазового сдвига ср равны

Ч Э i WN; tf ncfg + 2nir/N,

где N - коэффициент деления в блоках

2 и 3; п - число исключенных одиночных

импульсов.

Сигналы калибратора фазы поступают на входы фазовых детекторов 4 и 5 двухканальной системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) по вторичным биениям, которая образована блоками- 1, 2, 25, 4, 6, 8 и 10, составляющими первьй кана.п, и блоками 1,3, 5, 7, 9и 11 - в другом канале. Сие- тема ФАПЧ переносит заданньй фазовьш

сдвиг на сигналы высокочастотных под страиваемых генераторов 8 и 9, имеющих одинаковую частоту f

8,. f i t/N,

где f, - значение опорной частоты гбнератора 1,

,а знак суммирования или вычитания определяется алгоритмом преобразования частоты в системе ФАПЧ, При этом : на выходах формирователей 10 и 11 задается дискретньй .временной сдвиг

Т

а, ч

+ + п --

8,9

2 IT

N

где Tgq l/fa,9 - период сигналов генераторов 8 и 9.

Диапазон временных сдвигов равен периоду Tg,, дискрет регулирования временного сдвига и соответствует

+ fa

Коррекция дрейфа установленного временного сдвига выходных сигналов

384

формирователей 10 и 11 ос тцествляет- ся следуюи(им образом.

Преобразователь 15 фаза-код преобразует фазовьш сдвиг выходных сигналов смесителей 6 и 7 в цифровой код в, соответствующий коду А заданного номинала временного сдвига, кото рьй записан в цифровом индикаторе 14 с помощью коммутатора 12 и счетчика 13. Затем заданньй код А и измеренньй код В сравниваются в компараторе 26 при поступлении на его вход тактирующего импульса с выхода преобразователя 15. В исходном

состоянии

и А rt П 13 И

А В .

поэтому выход20

„

.

30

35

40

50

ные сигналы компаратора 26 равны нулю. При наличии аналогового дрейфа каналов код В отличается от кода А, поэтому в случае А В тактирующий единичный .импульс с выхода преобразователя 15 появляется на одном выхо.де компаратора 26, а при в А - на другом. Реверсив- ньш счетчик 23 суммирует или вычита- ат появл.яющиеся на его входах импульсы компаратора 26 и преобразует результат счета в цифровой код, ко- торьй затем с помощью цифроаналого- вого преобразователя 24 преобразуется в аналоговое напряжение коррекции дрейфа, поступающее в управляемый аналоговый фазовращатель 25. Изменение напряжения коррекции происходит до наступления равенства кодов А в на входах компаратора 26, которое и поддерживается в дальнейшем.

Преобразование фаза-код В происходит по алгоритму фазовьй сдвиг- временной интервал - число импульсов - цифровой код. Для этого из сигналов промежуточной частоты смесителей 6 и 7 в формирователях 16 и 17 в моменты перехода через нуль .формируются короткие импульсы, запускающие триггер 22 в стартстопном режиме. Выходные импульсы триггера 22, длительность которых пропорциональна измеряемому фазовому гу, заполняются импульсами генератора 1. Элемент 19 пропускает с выхода элемента 18 на вход счетчика 21 определенное число пачек импульсов в течение времени усреднения, заданного блоком 20. Счетчик 21 подсчитывает среднее число импульсов в пачке, соответствующее измеряемому

сдвигу фаз, и вьщает результат измерения в требуемом цифровом коде В, Синхронизация работы счетчика 21 и компаратора 26 осуществляется тактовым импульсом блока 20, Формула изобретения

Генератор-калибратор временных интервалов, содержащий опорный генера- тор,выход которого соединен с синх- ровходами первого и второго управляемых делителей частоты и с первыми входами первого и второго смесителей выход первого смесителя подключен к первому входу первого фазового детектора, выход которого соединен с управляющим входом первого подстраиваемого генератора, выход -которого соединен с вторым входом первого смесителя непосредственно и через первый формирователь импульсов - с первым выходом устройства, выход второго смесителя подключен к первому входу второго фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу второго управляемого делителя частоты, а выход - к управлякнцему входу второго подстраиваемого генератора, выход которого соединен с вторым входом второго смесителя непосредственно и через второй формирователь импульсов - с вторым выходом устройства, коммутатор, первьй выход которого подключен к первому входу первого реверсивного счетчика и управляющему входу первого управляе

5

мого делителя частоты, второй выход коммутатора подключен к второму входу первого реверсивно1ю счетчика и управляющему входу второго управляемого делителя частоты, выходы первого реверсивного счетчика соединены с входами цифрового индикатора, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены преобразователь фаза-код, фазовращатель, компаратор, второй ревер- сивньш счетчик и цифроаналоговый преобразователь, причем выход первого смесителя подключен к первому входу преобразователя фаза-код, второй вход которого соединен с выходом второго смесителя, третий вход подключен к выходу опорного генера.- 0 тора, а. информационные выходы соединены с первой группой входов компаратора, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя фаза-код, выходы первого реверсивного счетчика подключены к второй группе входов компаратора, первый выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика, вычи- - тающий вход которого подключен к второму выходу компаратора, а выходы через цифроаналоговьй преобразователь подключены к первому входу фазовращателя, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, а выход - с вторым входом первого фазового детектора ,

5

0

5