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

00

а

со со

Изобретение относится к импульс- ной технике и может быть использовано для прецизионной задержки импульсов и при создании точных авт омати- зированных времязадающих и измерительных систем.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже приведена структурная схема генератора-калибратора временных интервалов.

Устройство содержит опорный генератор 1, управляемые делители 2 и 3 частоты, фазовые детекторы 4 и 5, смесители 6 и 7, подстраиваемые генераторы 8 и 9, формирователи 10 и 11 импульсов, цифровой индикатор 12 преобразователь 13 фаза --код, включающий формирователи 14, 15 и 16, триггер 17, элементы 18 и 19 совпадений, и времязадающий блок 20, компаратор 21.

Выход опорного генератора 1 соединен с синхровходами делителей 2 и 3 и с первыми входами смесителей 6 и 7, выходы которых соединены с первыми входами фазовых детекторов 4 и 5, вторые входы которых подключены к выходам делителей 2 и 3, а вы1 оды к управляющим входам генераторов 8 и 9, выход генератора 8 подключен непосредственно к второму входу смесителя 6 и через формирователь 10 - к первому выходу устройства, выход генератора 9 подключен непосредственно к второму входу смесителя 7 и через формирователь 11 - к второму выходу устройства, выход смесителя 6 подключен к первому входу преобразователя 13, второй вход которого соединен с выходом смесителя 7, а третий вход - с выходом генератора 1, информационные выходы преобразователя 13 подключены к первой группе входов компаратора 21, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя 13, а вторая группа входов - с входами кода временного сдвига, входами цифрового индикатора 1 2 и информационными входами делителя 2, управляющие входы делите- лей 2 и 3 подключены к соответствующим выходам компаратора 21.

где f - значение частоты опорного генератора 1, а знак суммирования или вычитания определяется выбранным алгоритмом преобразования частоты в системе ФАПЧ. При этом на выходах

Преобразователь 13 может вы- 55 формирователей 10 и 11 задается дискполнен, например, следующим образом.

Входы преобразователя 13 через формирователи 14 и 15 подключены к входам триггер а 17, выход которого

ретный временной сдвиг bt еык

. 2Т

ч

Г

0

через элементы 18 и 19 совпадений соединен с входом счетчика 16, выходы которого являются информационными выходами преобразователя 13,третий (тактовый) вход преобразователя 13.соединен с вторым входом элемента 18 и входом времязадающего блока 20, первый выход которого соединен с вторым входом элемента 19, а второй выход блока 20 подключен к второму входу счетчика 16 и одновременно служит (тактовым) выходом преобразователя 13.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1, управляемые делители 2 и 3 и входы кода временного сдвига образуют программно-управляе- мьш низкочастотный калибратор фазы с дискретной регулировкой фазового сдвига на выходах делителей 2 и 3 путем программной предварительной установки делителя 2 относительно де- 5 лителя 3. Величина единичного дискрета фазы ± ссз и значение заданного фазового сдвига tf определяются как

C| 9 12ir/N; С|) i 2nT/N,

И - коэффициент деления в блоках 2 и 3;

п - число заданных дискретов (Ьазы.

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, 4, 6, 8 и 10, составляющими первый канал, и блоками 1, 3, 5, 7, 9 и 11, составляющими второй канал ФАПЧ, Система ФАПЧ переносит заданный фазовый сдви)- на сигналы высокочастотных подстраиваемых генераторов 8 и 9, имеющих одинаковую частоту Г„

0

где

5

0

5

S,)

8,9

f, ± f,/N.

где f - значение частоты опорного генератора 1, а знак суммирования или вычитания определяется выбранным алгоритмом преобразования частоты в системе ФАПЧ. При этом на выходах

55 формирователей 10 и 11 задается дискретный временной сдвиг bt еык

. 2Т

V,9

3

где Tg 1/fg, - период сигната генераторов 8 и 9.

Диапазон временных сдвигов равен периоду Tgq , дискрет регулирования временного сдвига соответствует Vj и равен Tgq /N.

Коррекция дрейфа заданного вре- eннoгo сдвига выходных сигналов формирователей 10 и 1 осуществляется следующим образом.

Преобразователь 13 фаза-код преобразует фазовьш сдвиг выходных сигналов смесителей 6, 7 в цифровой код В, соответствующий коду А, заданному на шинах-внешнего управления и запи санному в цифровом индикаторе 12, В компараторе 21 заданный код А и измеренный код В сравниваются при поступлении тактирующего импульса с преоб- разователя на вход компаратора 21, В исходном состоянии А В, поэтому выходные сигналы компаратора 21 равны нулю. При появлении аналогового дрейфа каналов или сбоев в низкочас- тотном калибраторе фазы код В отличается от кода А, поэтому в случае А В тактирующий единичный импульс с выхода преобразователя 13 появляется на одном выходе компаратора 21р а при В А - на другом. Эти импульсы затем отправляются на управляющие входы делителей 2 и 3 и производят дискретную автоматическую коррекцию аналогового дрейфа и других погрешностей устройства и, таким образом, обеспечивают постоянное равенство кодов А В на входах KONT- паратора 21.

Работа преобразователя 13 фаза - код В происходит по алгоритму фа- Эовый сдвиг - временной интервал - число импульсов - цифровой код. Для L&Toro из сигналов промежуточной частоты с выходов смесителей 6 и 7 в . формирователях 14 и 15 в моменты перехода через нуль вырабатываются короткие импульсы, запускакщие триггер 17 в старт-стопном режиме, выходные импульсы триггера 17, дли- тельность которых пропорциональна измеряемому фазовому сдвигу, проходя элемент 18, заполняются импульсами генератора 1. Элемент 19 пропускает с выхода элемента 18 на вход счет- чика 16 определенное число пачек импульсов в.течение зремени усреднения, заданного блоком 20. Счетчик 16 подсчитывает среднее число импуль

367

ю

15 2025303540455055

394

сов в пачке, соответствующее намеряемому сдвигу фаз 5 и выдает результат измерения в тpeбye юм цифровом коде В. Синхрош- за:дия работы счетч1-;ка 16 к компаратора 21 осуществляетс,ч тактовым импульсом блока 20.

Формула 1 зобретения

Генератор-калибратор временных интервалов, содержащий опорный генератор, выход которого подключен к синхровходам первого и второго управляемых делителей частоты и первым входам первого и второго смесителей выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к выходам со ответствующих делителей частоты, а выходы первого и второго фазовых детекторов соединены с управляющими входами соответственно первого и второго подстраиваемых генераторов, выход первого подстраиваемого генератора подключен к второму входу первого смесителя непосредственно и через первый форьирователь импульсов к первому выходу устройства, выход второго подстраиваемого гене™ ратора подключен непосредственно к второ гу входу второго смесителя и через второй формирователь импульсов - к второму выходу устройства, -коммутатор, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первом и второму входам реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам цифрового индикатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены преобразователь фаза - код, компаратор, первый и второй элементы ИЛИ, причем выход первого смесителя подключен к перво гу входу преобразователя фаза - код, второй вход которого соединен с выходом второго смесителя, а третий вход - с выходом опорного генератора, информационные выходы преобразователя фаза - код подключены к первой грУп- пе входов компаратора, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя фаза - код, а вторая группа входов - с выходами реверсивного счетчика, первый и второ й выходы компаратора подключены к первым входам первого и второго элементов ШШ, выходы которых подключены

513671396

к управляющим входам соответственно ды коммутатора соединены с вторыми первого и второго управляемых дели входами соответственно первого и телей частоты, первый и второй выхо- второго элементов Ш1И.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова- ,но для прецизионной временной задержки импульсов при создании точных автоматизированных времязадающих и измерительных систем. Целью изобретения является повьшение точности. Для достижения поставленной цели в генератор-калибратор временных интервалов дополнительно введены компаратор 21 и преобразователь 13 фаза- код, содержащий формирователи 14, 15 и 16, триггер 17, элементы совпадения 18 и 19, времязадающий блок 20. Устройство также содержит опорный генератор 1, управляемый делитель, делители частоты 2 и 3, фазовые детекторы 4 и 5, смесители 6 и 7, подстраиваемые ген браторы 8 и 9, формирователи 10 и 11 импульсов и цифровой индикатор 12. Ра.бота преобразователя фаза - код происходит по алгоритму фазовый сдвиг- временной интервал - число импульсов-цифровой код. 1 ил. с