ЦИФРОВОЙ ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР Советский патент 1972 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к цифровым фазовым дискриминаторам, используемым для измерения разности фаз между- двумя колебаниями в следящих измерителях.

Известные фазовые дискриминаторы (ФД) классифицируются по виду зависимости коэффициента передачи от разности фаз входных сигналов на ФД с синусоидальной и т реугольной характеристиками.

В ФД с синусоидальной передаточной характеристикой затруднено применение систем фазовой автоподстройки (ФАП) в лрецизионных измерителях..

Недостатком ФД с синусоидальной и треугольной характеристиками является уменьшение крутизны передаточной функции при

углах рассогласования - . Ввиду

этого напряжение ошибки .рассогласования уменьшается в то время, когда необходима наибольшая коррекция перестраиваемого генератора.

ФД с пилообразной характеристикой обладают преимуществами по сравнению с ФД с синусоидальной характеристикой, в частности, ПО времени входа в синхронизм (время захвата). Известны методы создания ФД с пилообразной характеристикой, использующие

информацию о нересечении нулевых уровней входных сигналов.

Известные устройства, в которых интегрирование сигналов с широтно-импульсной модуляцией, пропорциональной разности фаз, производится цифровыми методами с помощью счетчика, лодсчитывающего эталонные импульсы за заданный интервал времени, не могут быть использованы в качестве ФД цифровых динамических следящих систем, поскольку выходной эффект этих устройств пропорционален только модулю разности фаз или задержек.

Для получения пилообразной характеристиК.И ФД на выходе дискриминатора необходимо знать модуль разности фаз входных сигналов и знак этой разности для коррекции перестраиваемого генератора.

Кроме того, в известных устройствах при углах рассогласования, близких к 0° или 360°, не выполняется условие линейности фазовой характеристики, так как роль формирователя мерного интервала выполняет статический триггер, время переходного процесса которого имеет конечную величину и определяется временем рассасывания носителей, временем регенерации и длительностью фронта входного сигнала.

лотовых фазовращателей в виде / С-цепочек, включенных в цепи входного (измеряемого) и опорного сигналов, приводит к дополнительным ошибкам измерений за счет нестабильности параметров таких фазо1вращателей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы цифрового ФД.

Сущность изобретеьгля заключается в сдвиге рабочей точки ФД в середину линейной характеристики с помощью дополнительно введенного регистра опорного числа NQ, которое равно числу эталонных импульсов за полупериод опорного сигнала, в результате чего на выход фазового дискриминатора поступает число в двоичном коде, знак которого определяется видом кода (прямой или обратной), и в блокировке на время переходного процесса триггера формирователя мерного интервала дополнительно введенным стробирующим устройством, содержащим триггер, два вентиля и делитель, в результате чего осуществляется жесткая временная стабилизация работы цифрового ФД, существенно повышающая надежность его работы.

На чертеже изображена блок-схема ФД.

Он содержит формирователь 1 импульсов опорного сигнала, формирователь 2 импульсов измеряемого сигнала, статический триггер 3, вентиль 4, счетчик 5, регистр 6, генератор эталонных импульсов 7, триггер 8, вентили 9, 10, делитель 11 и регистр 12 опорного числа (Л/о).

Синусоидальные сигналы с опорной фо и измеряемой фс фазами преобразуются в формирователях 1 и 2 соответственно в импульсы той же частоты, соответствующие прохождению синусоидального сигнала через нулевой уровень, и поступают на триггер 3, формирующий мерный интервал, пропорциональный разности фаз между опорным и измеряемым сигналами.

Импульс измеряемого сигнала фс переключает основной триггер в состояние «О, а дополнительный триггер 8 в состояние «1, запирает вентиль 9 и запрещает поступление эталонных импульсов на вход счетчика на время, большее времени переходного процесса в триггере и равное 2 периодам эталонных импульсов. Для этого одновременно с запиранием первого вентиля открывается вентиль 10, через который счетные импульсы поступают на К-разрядный делитель 11.

Импульс с выхода делителя переключает до1полнительный триггер в исходное состояние «О, открывает тем самым первый дополнительный вентиль, снимая блокировку с формирователя мерных интервалов, опрашивает

регистр и записывает в счетчик число ь

обратном коде из регистра 12 опорного числа.

При внесении в счетчик в обратном коде

числа эталонных импульсов за полупериод

опорного сигнала , и последующем подсчете импульсов в мерном интервале на счетчике получают число в прямом коде, если мерный интервал больше полупериода опорной частоты (), в обратном коде, если мерный

интервал меньше полупериода опорной частоты (), и нуль, если мерный интервал равен полупериоду опорной частоты (). Время блокировки (/б) и разрядность (/С) введенного делителя определяется быстродействием применяемых элементов и временем переходного процесса триггера (/уст) по условию;

/ -/ уст б - ,

лПредмет изобретения

Цифровой фазовый дискриминатор, содержащий два формирователя импульсов опорного и измеряемого синусоидальных сигналов, подключенных к статическому триггеру, последовательно соединенные генератор эталонных импульсов, вентиль, счетчик и регистр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности в него введены дополнительные триггер, вентили, делитель и регистр опорного числа, причем дополнительный триггер единичным входом подключен к выходу формирователя измеряемых импульсов, нулевым ВЫХОДОМ - ко входу первого дополнительного вентиля, вход которого соединен с выходом статического триггера, а выход - с вентилем, единичный выход дополнительного триггера соединен со входом второго дополнительного вентиля, второй вход которого подключен к генератору эталонных импульсов, а выход - ко входу делителя, соединенного выходом с нулевым входом дополнительного

триггера, со входами регистра и регистра опорного числа, выход которого подключен к входам счетчика.