Устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код Советский патент 1988 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано, например, в аналого-циф-- ровых,преобразователях,

Целью изобретения является повышение точности преобразования сдвига фазы в цифровой код,

На чертеже-представлена структурная схема устройства для преобразова- ния сдвига фазы в цифровой код.

Устройство содержит формирователи 1, 2, Т -триггер 3, элементы НЕ 4, 5, RS-триггеры 6-9, элементы И-НЕ 10-1.4, генератор 15 импульсов, эле- мент ИЛИ 16, jK-триггеры 17-22, элемент И 23 и счетчик 24,Прямой выход JK-тркггера 22 и выходы счетчика 24 являютс я выходами устройства.

При этом входь формирователей 1 и 2 являются входами устройства. Выход первого формирователя I соединен с входом триггера 3, инверсный выход которого соединен с входом К триггеров 17-20, S-входом триггеров 6 и 9, прямой выход триггера 3 соединен с S входом триггера 17,. R-входами триггеров 21, 22, счетчика 24 и первым входом элемента ИЛИ 16, Выход второго формирователя 2 соединен с первым входом элемента И-НЕ 10 непосредственно и через элемент НЕ 4 с первым входом элемента И-НЕ 11, выход которого соединен с R-входами триггера 8 непосредственно и через элемент ИЛИ 16 триггера 9, Прямой выход триггера 6 через элемент И-НЕ 10 соединен с S-входом триггера 7, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 11, Выход генератора 15 импульсов соединен с С-входами триг- герое 18, 21, 22 непосредственно и через элемент И 23 с входами ,1, К, С триггера 19 и первыми входами-зле- .ментов И-НЕ 12-14, Выход элемента И-НЕ 14 непосредственно соединен с входом S-триггера 8 и через элемент НЕ 5 соединен с входами j. К, С; триггера 17, выход которого соединен с входами J5 К триггера 18, выход которого соединен с вторым входом эле- мента -И 23, Инверсный выход триггера 20 соединен с вторыми входами элементов И-НЕ 12, 13, а прямой выход триггера 20 соединен с вторым входом элемента И-НЕ 14, третий вход которого объединен с третьим входом элемента И-НЕ 12 и инверсным выходом тригге- ра 19, Выход элемента И-НЕ 12 соеди- нен с R-входом триггера 6, а прямой

выход триггера 19 объединен с входами J, К, С-триггера 20 и третьим входом элемента И-НЕ 13, выход которого соединен с R-входом триггера 7. Прямой выход триггера 8 соединен с первыми входами J, К триггера 21, а прямой выход триггера 9 соединен с вторыми входами J, К того же триггера 2 1 , прямой выход которого соедине с j входом триггера 22, а инверсный выход триггера 21 соединен с входом К того же триггера 22, выход которого соединен со счетным входом счетчика 24. .

Устройство работает следующим образом.

На входы формирователей 1 и 2 подаются соответственно опорное и рабочее напряжения, фазовый сдвиг между которыми необходимо преобразовать в цифровой код. Импульсы формирователя 1 поступают на Т-вход триггера.3, на импульсных выходах которого фо р- мируются импульсы Перенос и За- .ем, частота, следования которых в два раза меньше частоты следования импульсов формирователя .

Импульс с выхода Перенос триггера 3 поступает на R-входы триггеров 21, 22, на вход Сброс счетчика 24 и через элемент ИЛИ 16 - на R- вход триггера 9, устанавливая триггеры 9, 21, 22 и счетчик 24 в нулевое состояние. При этом с прямого выхода триггера 9 на первые j- и К-входы триггера 21 поступает запрещающий потенциал, с прямого выхода триггера 21 на J-вход триггера 22 поступает запрещающий потенциал, а с инверсного выхода триггера.21 на К-вход триггера 22 поступает разрешающий потенциал, в результате чего триггеры 21 и 22 не переключаются импульсами, поступающими на их С-входы с генератора импульсов 15.

Одновременно импульс с выхода Перенос триггера 3 поступает на S-

вход триггера 17 и устанавливает efo в единичное состояние. При этом на

J- и К-входы триггера 18 поступает разрешающий потенциал, и триггер 18- начинает переключаться по задним фронтам импульсом, поступающим на его С-вход, в результате чего через элемент И 23 будут проходить четные импульсы, из числа поступивших на С- вход триггера 18 в течение разрешающего потенциала на прямом вьпсоде триггера 17. Триггеры 19, 20 и эле

313

менты И-НЕ 12-14 образуют:-схему рас-, пределителя импульсов на три канала. На выходе элемента Й-НЕ 12 формируется первый импульс из числа импульсов прошедших через элемент И 23, на выходе И-НЕ 13 формируется второй -импульс, на выходе И-НЕ 14 формируется третий импульс, который проходит через элемент НЕ 5 и перебрасывает триггер 17 в нулевое состояние, запрещая дальнейшее переключение триггера 18, и триггер 18 остается в нулевом состоянии, в результате чего прекращается прохождение импульсов через элемент И 23 на вход распределителя импульсов.

Первый импульс, выработанный на выходе элемента И-НЕ 12, поступает н R-вход триггера 6, второй импульс, выработанный на выходе элемента И-НЕ 13, поступает на R-вход триггера 7, третий импульс, выработанный на вьпсо де элемента И-НЕ 14, поступает на S-вход триггера 8, в результате чего триггеры 6-8 устанавливаются в исходное состояние. При этом с прямьк выходов триггеров 6 и 7 на входы элементов И-НЕ 10 и И-НЕ 11 поступают запрещающие потенциалы а с выхода Триггера 8 на вторые j- и К-входы триггера 21 поступает разрешающий потенциал. Началу преобразования со- о гветствует появление на выходе Заем триггера 3 управляющего импульса который поступает на S-входы тригге- ров 6 и 9 и устанавливает их в единичное состояние, при котором с выхода триггера 6 на вход элемента И-НЕ 10, ас выхода триггера 9 на первые и J- и К-входы триггера 21 поступают разрешающие потенциалы. Триггер 22 и счетчик 24 начинают подсчет импульсов, поступающих на С-вход триггера 22.

Устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержа щее счетчик и первый формирователь, выход которого соединен с Т-входом

При совпадении разрешающего потен- 45 т -триггера, первый выход которого

циала на выходе триггера 6 с паузой между импульсами формирователя 2 на выходе элемента И-НЕ 10 вырабатьшает- ся сигнал, который устанавливает триггер 7 в единичное состояние, при 50 котором с выхода триггера 7 на вход элемента И-НЕ 11 поступает разрешающий потенциал. Импульс с выхода формирователя 2 через элемент НЕ 4 поступает на вход элемента И-НЕ П,и, 55 пройдя через него, поступает на R-вход триггера 8 и через элемент ИЛИ 16 поступает также на Н-вход триггера 9, устанавливая триггеры 8 и 9 в нуподключен к S-входу первого jK-триг гера и первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с Е-входом первого RS-триггера, S-вход которо го соединен с вторым выходом гера, S-входом второго RS-триггера, R-входами второго, третьего, четвер того jK-триггеров и R-входом первог ЗК-триггера, прямой выход которого соединен с J- и К-входами второго jK-триггера, С-вход которого соединен с вькодом генератора импульсов и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с прямым вых

5

0

5 5

0

0

левое состояние. С выходов триггеров 8 и 9 на J- и К-входы триггера 21 поступают потенциалы, запрещающие переключение триггера 21, а через него и триггера 22. В триггере 22 и счетчике 24 фиксируется количество импульсов, пропорциональное временному интервалу между передними фронтами импульсов формирователей и соответственно пропорциональное фазовому сдвигу между входными сигналами формирователей. Триггер 21, управляющий J- и К-входами триггера 22, изменяет свое состояние с некоторой задержкой после окончания импульса на его С-входе, и триггер 22 начинает подсчет со 2-го импульса тактового генератора после прихода разрешающего потенциала с выхода триггера 9, а заканчивает подсчет импульсом, совпавшим с приходок на J и К-входы триггера 21 одного из запрещающих потенциалов или импульсом, следующим за запрещающим потенциалом, если запрещающий потенциал пришелся на паузу между импульсами тактового генератора, за счет чего исключается возмож-. ность появления на выходе триггера 22 обуженного импульса типа помехи и исключается возможность сбоя счетчика .

Таким образом, устройство благодаря введению новых элементов и связей отличается более высокой .точностью преобразования при любом значении фазового сдвига рабочего напряжения относительно опорного.

Формула изобретения

Устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержащее счетчик и первый формирователь, выход которого соединен с Т-входом

т -триггера, первый выход которого

подключен к S-входу первого jK-триг- гера и первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с Е-входом первого RS-триггера, S-вход которого соединен с вторым выходом Т -триг- гера, S-входом второго RS-триггера, R-входами второго, третьего, четвертого jK-триггеров и R-входом первого ЗК-триггера, прямой выход которого соединен с J- и К-входами второго jK-триггера, С-вход которого соединен с вькодом генератора импульсов и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с прямым выхо

51

дом второго К триггера, а выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И-НЕ и с J- и К-, С-входами тре- тьего jK-триггера, инверсный вькод которого соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И-НЕ, а прямой выход - с третьим входом второго элемента И-НЕ и с j-. К- и С-входами четвертого jK-триггера, прямой выход которого соединен, с третьим входом третьего элемента И- НЕ, а инрерсный выход - с третьим входом второго элемента И-НЕ и третьим входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с R-входом RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя и входом первого элемента НЕ,- вьрсод - с S-входом третьего RS-триггера К-вх6д которого соединен с выходом второго элемента PJ-HE, а прямой выход - с первым входом пятого элемента И-НЕ, второй вход ко-г торого соединен с выходом первого элемента НЕ, выход которого соединен

0

41

5

0

5

426

с вторым входом элемента ИЛИ и R- входом четвертого RS-триггера, S- вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с J-, К- и С-входами первого jK-триггера, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности преобразования сдвига фазы в цифровой код, в него введе1а.1 пятый и шестой JK-триггеры, причем первые и J- и К-входы пятого jK-триггера соединены с прямым выходом первого RS- триггера, вторые.J- и К-входы пятого JK-триггера соединены с прямым выходом четвертого RS-триггера, С- вход пятого jK-триггера соединен с выходом генератора импульсов и С- входом шестого jK-триггера, прямой выход пятого JK-триггера соединен с j-входом шестого jK-триггера, инверсный выход пятого jK-триггера соединен с К-входом шестого jK-триггера, прямой выход шестого JK-триггера соединен с первым входом счетчика, R- входы пятого и шестого JK-триггеров соединены с вторым входом счетчика и первым выходом Т.

Изобретение может быть использовано, например, в аналого-цифровых преобразователях. Устройство для преобразования сдвига фаз в цифровой код содержит формирователи 1, 2, Т -триггер 3, элементы НЕ 4, 5, RS-триггеры 6-9, элементы И-НЕ 10-14 генератор 15 импульсов, элемент ИЛИ 16, JK-триггеры 17-22, элемент И 23 и счетчик 24. Устройство имеет высокую точность преобразования сдвига фаз в цифровой код. 1 ил.