Аналого-цифровой фазовращатель Советский патент 1990 года по МПК H03H11/20 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- з0вано для создания фазовращающих устройств гармонических и квазигармонических сигналов в широком диапазона частот.

Целью изобретения является повышение точности установки фазового сдвига выходного сигнала.JQ

На чертеже приведена структурная аналого-цифрового фазовраща- .

Аналого-цифровой фазовращатель содержит аналого-цифровой преобразова- fs тель 1, коммутатор Ъ, первый 3 и вто- рЈй 4 регистры, цифроаналоговые пре- оЬразователь 5, формирователь 6 импульсов, умножитель 7 частоты следования импульсов, генератор 8 импуль- 20 сов, элемент И 9, блок 10 сравнения кодов, счетчик 11.

Аналого-цифровой фазовращатель работает следующим образом.

Входной аналоговый сигнал поступа- 25 ет на первый вход аналого-цифрового .преобразователя 1 и на вход формиро- вателя 6 импульсов. Последний вместе с умножителем 7 частоты следования импульсов, генератором 8 импульсов, 30 элементом И 9 и счетчиком 11 образуют синхронизатор рециркулятора с автоматической подстройкой по частоте входного сигнала. Формирователь 6 импульсов преобразует входной сигнал 35 в последовательность прямоугольных Импульсов, которые поступают на умножитель 7 частоты следования импульсов, имеющий коэффициент умножения К. Выходной сигнал умножителя 7 частоты 40 Следования импульсов - импульсы дискретизации представляет собой последовательность импульсов длительностью Т„ с периодом , где Т 0 - период тактовой частоты генератора 8 им- 45 пульсов, Тс - период входного сигнала, причем Та} NT0, где N - объем памяти первого регистра 3 рециркулятора, состоящего из коммутатора 2 и первого регистра 3.50

Последовательность импульсов дискретизации используется для взятия выборок входного сигнала и записи их Э рециркулятор, а также поступает на устанозочный вход счетчика 11. При . с, Этом на выходе старшего разряда счетчика 11 устанавливается нулевой потенциал, элемент И 9 отпирается, на вход синхронизации первого регистра 3 начинают поступать тактирующие импульсы с выхода генератора 8 импульсов. Выборка входного сигнала с выхода аналого-цифрового преобразователя 1 через коммутатор 2, открытый по управляющему входу импульсом дискретизации, записывается в первый регистр 3, где начинается процесс циркуляции. Объем памяти рециркулятора (N слов) связан с коэффициентом пересчета счетчика 11, который равен (N-1)2tfl, а в кольцо циркуляции выборок входного сигнала включается дополнительный регистр. Разрядность счетчика 11 равна m+1, вследствие того, что старший разряд счетчика 11 используется для управления элементом И 9.

I

Счетчик 11 считает тактовые импульсы и с приходом (N-1)-ro импульса на выходе старшего разряда изменяется уровень сигнала, элемент И 9 закрывается и процесс циркуляции прекращается до прихода следующего импульса дискретизации, после чего записывается вторая выборка входного сигнала и процесс циркуляции повторяется. Вследствие отличия значения объема памяти рециркулятора (N) и. коэффициента пересчета счетчика 11 (N-1) периоды дискретизации и циркуляции выборок входного сигнала отличаются на один такт, т.е. за каждую циркуляцию записанная выборка входного сигнала смещается относительно импульса дискретизации на один такт. Следовательно, считывая информацию во второй регистр 4 i-м импульсом, следующим после импульса дискретизации, можно получить сигнал с временной задержкой (To+Te), а фаза задержанного сигнала соответственно равна tfgblx (То+Т0)/Тс. Блок 10 сравнения кодов используется при считывании выборок сигнала из рециркулятора для выделения требуемого 1-го тактового импульса. Разрядность счетчика 11 на единицу превышает разрядность блока 10 сравнения кодов.

С выхода второго регистра задержанный входной сигнал в цифровой форме поступает на вход цифроаналогового преобразователя 5, где преобразуется в аналоговый сигнал с фазовым сдвигом величина которого задается кодом, поступающим на управляющие входы разрядов блока 10 сравнения кодов. При этом шаг перестройки фазы выходного

сигнала cf -juu 1„-гхв/, ic

-

360°(T9+T)))/TC. Поскольку я, то, задавая значение if , можно определить значение К, при котором погрешность установки фазы выходного сигнала минимальна: K(fe/360°- -T0/Tt. Вследствие того, что Т0«ТС, погрешность устройства не превышает 0,1 - 0,3tf0npH максимальных значениях фазового сдвига выходного сигнала

м«кс 360° ( VT« ) ЧДОЧ при шаге перестройки ( 360 /К.

Таким образом, предлагаемый аналого-цифровой фазовращатель позволяет регулировать фазовый сдвиг входного сигнала с шагом, определяемым коэффициентом умножения умножителя частоты входного сигнала в диапазоне сдвигов фаз, определяемым объемом памяти ре- циркулятора. Кроме того, предлагаемый фазовращатель работает в автоматическом режиме во всем диапазоне частот входных сигналов и позволяет отслеживать медленные изменения частоты входного сигнала, что устраняет необходимость пересчета задержки сигнала в значение фазового сдвига.

30

Формула изобретения

Аналого-цифровой фазовращатель, содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, коммутатор и первый регистр, выходы разрядов которого соединены с. соответ-,, ствующими разрядами вторых входов коммутатора, управляющий вход которого

25

0

,

соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого является входом аналого-цифрового фазовращателя, последовательно соединенные второй регистр и циф- роаналоговый преобразователь, выход которого является выходом аналого-цифрового фазовращателя, генератор импульсов, счетчик и элемент И, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения точности установки фазового сдвига, в него введены последовательно соединенные между первым и вторым

5 входами аналого-цифрового преобразователя формирователь импульсов и умножитель частоты следования импульсов, блок сравнения кодов, выход которого соединен с входом синхронизации вто0 рого регистра, управляющий вход коммутатора соединен с установочным входом счетчика, счетный вход которого подключен к входу синхронизации первого регистра1 и выходу элемента И,

5 первый вход которого соединен с выходом старшено разряда счетчика, выходы младших разрядов которого соединены с входами соответствующих разрядов блока сравнения кодов, управляющие входы разрядов которого являются управляющим входом аналого-цифрового фазовращателя, выход генератора импульсов соединен с вторым входом умножителя частоты следования импульсов и вторым входом элемента И, а выходы разрядов коммутатора соединены с входами соответствующих разрядов второго регистра.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания фазовращающихся устройств гармонических и квазигармонических сигналов в широком диапазоне частот. Целью изобретения является повышение точности установки фазового сдвига выходного сигнала. Аналого-цифровой (АЦ) фазовращатель содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, коммутатор 2, регистры 3 и 4, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 5, формирователь 6 импульсов, умножитель 7 частоты следования импульсов, генератор 8 импульсов, элемент И 9, блок сравнения 10 кодов, счетчик 11. Формирователь 6 вместе с умножителем 7, генератором 8, элементом И и счетчиком 11 образует синхронизатор рециркулятора с автоматической подстройкой по частоте входного сигнала. Блок сравнения 10 используется при считывании выборок сигнала из рециркулятора для выделения требуемого I-го тактового импульса. АЦ-фазовращатель позволяет регулировать фазовый сдвиг входного сигнала с шагом, определяемым коэффициентом умножителя 7 входного сигнала в диапазоне сдвигов фаз, определяемом объемом памяти рециркулятора. АЦ-фазовращатель позволяет отслеживать медленные изменения частоты входного сигнала, что устраняет необходимость пересчета задержки сигнала в значение фазового сдвига. 1 ил.