ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ «УГОЛ—ДИСКРЕТНОЕ ПРИРАЩЕНИЕ Советский патент 1968 года по МПК H03M1/64 

Устройство предназначено для определения знака приращения сдвига фазы электрического сигнала относительно опорного сигнала и его преобразования в последовательность импульсов напряжения, сумма которых пропорциональна величине приращения сдвига ф,азы.

Известные устройства могут производить оцифровку сдвига фаз только в пределах одного периода питающего напряжения фазовращателя, и, кроме того, требуется специальное вычитающее устройство.

Предлагаемый преобразователь отличается тем, что, с целью расщирения диапазона преобразования, в нем младщие разряды делителя частоты через селектор, к другому входу которого подключен выход формирователя, соединены со входом узла дискретного приращения сдвига фазы.

Преобразователь дает на выходе приращение сдвига фазы в пределах от нуля до бесконечности и при подключении к выходу этого устройства реверсивного счетчика на п разрядов может накапливать максимальное значение фазового сдвига, равное ±2 Аф градусов, где Д-ф-дискретное приращение сдвига фазы.

Принцип работы преобразователя заключается в том, что на оси времени выделяются периоды 71, каждый из которых делится на четыре отрезка времени (временные градации длительностью Г).

На фиг. 1 изображена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2-временные градации, обозначенные буквами а, Ь, с и d. Отрезки времени, имеющие одну букву, назовем одноименными градациями.

Частота повторения градации frp определяется как

N ,

где /ф - частота напряжения питания фазовращателя,

лг 360,.

Л требуемое число единиц в периоде частоты питающего напряжения фазовращателя, Дф- дискретность приращения фазового сдвига, равная единице приращения в цифровом виде.

При постоянном сдвиге фаз между напряжениями частот /гр и /Ф.в. аФ.в. - частота выходного напряжения фазовращателя, равная частоте fф , но сдвинутая относительно последнего; предлагаемый преобразователь и предназначен для измерения цриращения этого сдвига), момент перехода выходного напряжения фазовращателя через нуль будет находиться все время в одноименной градации. При изменении сдвига фаз между частотами /ф и /ф.в. момент перехода напряжения частоты /ф.в. через нуль будет

. .3.перемещаться из одной градации в другую. Так, при положительном приращении сдвига фаз переход осуществляется в последовательности () и т. д., при отрицательном - (а- d- с- ) и т. д.

Таким образом, переход нулевого значения напряжения частоты /ф.в. из одной градации в другую соответствует приращению сдвига фа/зы на дискредность Д-ф, равную единице при.ращения, знак же этой единицы определяется последовательностью переходов.

Наименьшее число градаций для получения знака приращения сдвига фазы равно трем,

Л

должна

но в этом случае величина /Ф

быть кратна трем. При использовании одного генератора частоты /гр и последующем получении из нее частоты 1ф путем деления на Л необходимо использовать пересчет на три. Четыре градации взяты из условия простого деления частоты на числа, кратные двум.

Один генератор частоты /гр применяется для того, чтобы избежать ошибки от нестабильности частоты питания фазовращателя /ф и частоты /гр- В случае использования разных генераторов для получения этих частот необходимость в делителе частоты отпадает. Но при этом песихронное изменение частот frp и /Ф , вследствие их конечной стабильности, ведет к появлению ошибки при оцифровке сдвига фазы.

Устройство содержит генератор импульсов / частоты frp ; делитель 2 частоты на N; формирователь 3, состоящий из фильтра 4, служащего для преобразования напряжения прямоугольной формы, снимаемого с последнего триггера делителя 2 частоты, в напряжение синусоидальной формы для запитки фазовращателя 5 и последующего формирования импуль. сов напряжения схемой 6 в момент перехода напряжения частоты /ф.в. через нуль при переходе от отрицательной полуволны к положительной (или наоборот). Селектор 7 служит для направления импульса, полученного в формирователе 3, на один из четырех выходов селектора. Логический узел 8 для определения единицы приращения сдвига фазы и ее знака формирует импульс напряжения на выходах «--|-1 или «-1 в зависимости от знака приращения. Узел 8 состоит из инверторов 9-12, линий задержек 13-16, триггеров , схем «ИоЧИ на два входа - 21-24, схем «ИЛИ на четыре входа - 25-26 и схем совпадения 27-34.

Триггеры делителя 2 частоты управляют

схемами совпадения 35-38 селектора 7 таким образом, что эти схемы открываются последовательно во времени для прохождения поступающего на них импульса напряжения из формирователя 3. Не допускается прохождение импульса на два соседних выхода одновременно, так как в этом случае было бы невозможно определить знак приращения логическим узлом S.

Для этой цели па выходах первого триггера делителя 2 стоят усилители-формирователи 39 и 40, которые уменьшают длительности импульсов, управляющих схемами совпадения 35-38 селектора, на такую величину, чтобы импульс с формирователя 3 не смог бы пройти одновременно на два соседних выхода селектора. По одному из четырех выходов селектора импульс положительной полярности поступает в логический узел 8. Последний должен при переходе имиульса с формирователя из одной градации в другую формировать импульс при каждом переходе на выходе «-1-Ь при переходах

а- b- а и т. д. и на выходе «-1 при переходах а - d н с -у- 6 а и т. д.

С выходов «-)-1 и «-1 логического устройства снимаются импульсы положительной полярности, причем каждый имнульс соответствует приращению сдвига фазы на дискретность Дг).

Так как логическое устройство определяет моменты перехода импульса, полученного в формирователе, только в соседние градации,

то за время сдвиг фазы не должен из/Ф

меняться больше, чем на Аг)з градусов, отсюда максимальная скорость изменения фазового сдвига не должна превышать значение

у Ai t

Предмет изобретения

Преобразователь «угол-дискретное приращение сдвига фазы, содерл ащий генератор импульсов, соединенный через делитель частоты импульсов с формирователем, селектор и узел дискретного приращения сдвига фазы, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования, в нем младшие разряды делителя частоты через селектор, к другому входу которого подключен выход формирователя, соединены со входом узла дискретного приращения сдвига фазы.

,a,e,c,d,oy,d,a,S,c,d,a,8,q/S,o,e,c,d,a,d

.t