ЛУПЕРИОДНОЕ ФАЗОВОЕ СРАВНИВАЮЩЕЕУСТРОЙСТВО Советский патент 1969 года по МПК G05B1/01 

Двухиолупериодное фазовое сравнивающее устройство может быть использовано в приборостроении и найти применение в следящих системах станков с программным управлением.

Известны фазовые сравнивающие устройства, применяемые в фазовых следящих системах, содержащие триггер с раздельными входами, два источиика сравниваемых сигналов и нагрузочный резистор, в которых с выходов триггера снимаются сигналы, длительности которых пропорциональны сдвигу по фазе между входными сигналами.

Недостатком таких устройств является то, что при нулевом значении постоянной составляющей его выходного напряжения переменная составляющая выходного напряжения достигает максимального значения. Для подавления переменной составляющей на выходе фазового сравнивающего устройства приходится ставить фильтр, что ухудшает динамические характеристики системы. Кроме того, такие фазовые дискриминаторы не могут быть применены в фазовых следящих системах с усилителями, работающими в режиме переключения.

две схемы совпадения на два входа, приче.м вы.ход первого источника сравниваемого сигнала соединен с первым входом первого триггера и входом первого фазосдвигающего элемента, выход второго источника сравниваемых сигналов соединен с первым входом второго триггера и входо.м второго фазосдвигающего элемента, а выходы фазосдвигающих элементов подключены ко вторым входам соответственно второму и первому триггерам, первые выходы которых подсоединены к входу первой схемы совпадения, а вторые выходы - к входу второй схемы совпадения и выходы схем совпадения подключеиы к нагрузочному резистору.

Это позволяет устранить переменную составляющую на вы.ходе фазового сравнивающего устройства при согласованном по фазе состоянии сравниваемых сигналов, что исключает установку фильтров на выходе устройства. Кроме того, предлагаемое двухполупериодное фазовое сравнивающее устройство увеличивает вдвое коэффициент усиления схемы и может быть установлено в следящей системе с усилителем любого типа.

На фиг. 1 дана схема двухполупериодного фазового сравнивающего устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма. Схема содержит два триггера 1 и 2 для

зосдвигающих элемента 3 vi 4 для сдвига сравниваемых сигиалов на полпериода и две схемы совпадения 5, 6 на два входа. Выход источника 7 сравниваемого сигнала соединен с входом / триггера / и входом фазосдвигающего элемента 3. Выход источника 8 сравниваемых сигналов соединен с входом / триггера 2 и входом фазосдвигающего элемента 4. Выходы фазосдвнгающих элементов 3 и 4 подключены к входам // соответственно триггерам 2 н /, выходы триггеров 1 и 2 связаны с входами схем совнадення 5 и 6 таким образом, что выходы / триггеров 1 н 2 соединены с входами схе.мы совнадения о, а выходы // триггеров / и 2 - с входами схемы совнадения 6. Выходы схем .совпадения 5 и 5. подключены к нагрузочному сопротивлению 9.

Схема работает следующим образом.

При согласованном по фазе состояннн сравниваемых сигналов импульсы с источников сравниваемых сигналов (энюры а и б) и затем с фазосдвигаюндих элементов {энюры s и г) подаются одновременно на раздельные входы трнггеров, нри этом триггеры / и 2 работают в нротивофазе со сдвигом на 180° (энюры д и е). На выходах схем совнадения 5 и в этом случае сохраняется начальный потенциал, и на нагрузке не будет падения напряжения.

Если сигнал с выхода источника 8 опережает сигнал с выхода источника 7 (эпюры ж и з), схема работает следующим образом.

При приходе сигнала с выхода источника 7 (эпюра ж) триггер 1 опрокидывается, и на его выходе / (эпюра л) ноявляется ноложительный потенцнал. В это время на выходе 1 триггера 2 (энюра я) тоже положительный нотенциал, и, следовательно, на выходе схемы совпадения 5 тоже возникает полол1ительпый потенциал (энюра п). При приходе второго сравниваемого сигнала (эпюра з) триггер 2 перебрасывается, на выходе // появляется нололсительиый нотенциал (эпюра о), а на выходе / - отрицательный (энюра п). Выходное напряжение схемы совпадения 5 возвращается к нервоначальному состоянию (энюра п). При нриходе имнульса нервого сравниваемого сигнала, сдвинутого на нолпериода с выхода нервого фазосдвигающего элемента 5 (эпюра и), который поступает иа вход // триггера 2, триггер 2 снова неребрасывается, и положительный нотенциал снова ноявляется на выходе / триггера 2 (энюра н), при этом снова возникает положительный нотенциал на выходе схемы совпадения 5 (энюра л), который держится до того момента, когда с фазосдвигающего элемента 4 поступает импульс, сдвинутый на полнериода относительно второго сравнивающего сигнала (эпюра /с). Этот

импульс поступает на вход // первого триггера, опрокидывает его, возвращая в первоначальное состояние (эпюры л к м). Далее цикл работы новторяется. Таким образом, при

опережении первого сравниваемого сигнала вторым па время Л/ на выходе схемы совпадения 5 два раза за ци1-Л (период первого из сравниваемых ианряжений) появляется положительный сигнал длительностью Л/ (энюра л). При этом на выходе схемы совпадения 6 сохраняется первоначальное состояние (эпюра р), так как на ее входе или отрицательные или разноименные потенциалы. При отставании второго сравниваемого сигнала от нервого на время Л/ схема работает аналогичным образом, но нри этом на выходе схемы совпадения 5 сохраняется первоначаль юе состояние, так как на ее входе или отрицательные или разноименные нотенциалы.

На выходе схемы совпадения 6 дважды за цикл появляется положительный импульс напряжения длительностью Д/. Таким образом, падение напряжения на нагрузке пронорционально разности фаз между сравниваемыми

сигналами, причем полярность приложенного нанряжения указывает направление рассогласования, а работа схем совпадення дважды за цикл позволяет увеличить коэффициент усиления схемы в два раза.

При использовании в устройстве схем совпадения на отрицательные уровни входы схем совпадения связывают с инверсными выходами триггеров.

Предмет изобретения

Двухнолупериодное фазовое сравнивающее устройство для следян;их систем, содержащее триггер с раздельными входами, два источника сравниваемых сигналов и нагрузочный резнстор, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик фазовых следящих систем, в него введены второй триггер, два фазосдвигающих элемента для сдвига сравниваемых сигналов на полпериода и

две схемы совпадения на два входа, причем выход первого источника сравниваемого сигнала соединен с нервым входом нервого триггера и входом нервого фазосдвигающего элемента, выход второго источника сравниваемых

сигналов соединен с первым входом второго триггера и входом второго фазосдвигающего элемента, а выходы фазосдвигающих элементов подключены ко вторым входам соответственно второму и первому триггерам, первые

выходы которых подсоединены к входу первой схемы совнадения, а вторые выходы - к входу второй схемы совпадеиия, выходы схем совнадения нодключены к нагрузочному резистору.

щ 5 IJ к л

W

П о

п р