ДИСКРЕТНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ ГЕНЕРАТОРА ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ Советский патент 1973 года по МПК H03H11/20 

1

Изобретение .можно использовать при экспериментальном определении динамических характеристик систем автоматического IKOHTроля, регулирования и управления.

Известен дискретный фазовращатель генератора инфранизких частот, содержащий лять вентилей, управляемых лятью триггерами, декадный счетчик ввода величины изменения начальной фазы € отдельными декадаМИ, .схемы «И «а каждую декаду и Счетчик контроля величины текущего з-начения начальной фазы.

Однако фазовращатель изменяет начальную фазу выходного синусоидального напряжения с дискретностью IB 0,1° на положительные и отрицательные углы от О до 360°.

С целью повышения быстродействия изменения фазы на положительную и отрицательную величину угла в предлагаемо.м фазовращателе .между входом пятого вентиля и выходом декадного делителя частоты включена схема «ИЛИ, второй .вход которой соединен через линию задержки с переключателем «фаза, а между выходом третьего вентиля и вторым входом триггера, управляющего этим (вентилем, включен реверсивный :счетчик, управляемый от ключа «фаза и декадного делителя частоты, второй выход реверсивного счетчика подключен к управляющему входу четвертого вентйля.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого дискретного фазовращателя генератора инфранизких частот.

Предлагаемое устройство содержит кварцевый генератор / высокой частоты /с, делитель

частоты 2 с .переменньгм коэффициентом деления qi, делитель частоты 3 с (Постоя«ны.м коэффициентом деления q-2 100, реверсивный счетчик 4. преобразс1вателя кода в аналог со схемой «И 5 и триггером 6 знака, иреобразователь 7 ;кода .в аналог (ПКА) и фазов-ращатель 8, имеющий реверсивный счетчик 9 со схемой «И 10 и триггером // знака декадный делитель частоты 12 с переменным коэффициентом деления (декадный счетчик ввода дополнений) для ввода величины началь 1ой фазы со схемой «И /3, реверсивный счетчик 14 для отсчета результирующей начальной фазы после ряда ее изменений, триггеры /5- 17 схемы зправления фазовращателя, схему

«11ЛИ 18, вентили 19-23 схемы упра вления фазовращателя, линии задержки 24-26, переключатель 27, кнопку 28 «фаза и счетчик 29.

Каждому доиолрчительному пшульсу, поступающему на вход реверсивного счетчика 4 соответствует изменение начальной фазы фор360

мируемого сигнала на угол, где р - число

Р

ступенек формируемой синусоиды на .период. Каждслу даиолиительному импульсу, иосту3

пающему на вход делителя 3, соответствует

„ .360.

изменение начальной фазы на величину--

РЧг

где q-i - постоянный коэффициент деле«ия делителя частоты 5.

Например, при р 36, а 100 изменением числа донолнительных импульсов, лосгулающих на вход реверСИвного счетчика 4, можно изменять начальную фазу с дискретностью Р - 10° на один входной имлульс счетчика 4. Изменением числа дополнительных им,пульсов, поступающих на вход делителя , можно изменять начальную фазу с дискретностью Р 0,1° на один входной ил-шульс делителя 3. При р 360, (72 100 можно изменять начальную фазу с дисиретностью р 0,01° на ОД1ИН входной импульс делителя 5.

Задание сдвига фаз ifi осуществляется четырехдекадным делителем /2 частоты сшомощью декадных переключателей путем введения в каждую декаду дополнений:

(3 - - в старшую декаду сотен градусов,

(9 - /Пз) - в декаду десятков .градусов,

(9 - та) -В декаду единит, традусов,

(9 - mi) младшую декаду десятых долей градуса.

Поскольку максимальный сдвиг фаз фиакс не превышает 360°, то любой сдвиг фаз тмакс ТОЧНОСТЬЮ ДО десятых долей градуса можно выразить числом Ф°1 рМ р (lOm + + lOm, + 10°mO,

где р 0,1 -диск1ретность отсчета начальной фазы .по декадному делителю 12 в градусах на один .входной импульс делителя 5;

/И - число входных имоульсов на входе делителя 3 с коэффициентам деления 92 100 и /) 36;

т4, /Пз, 2, и mi - целые числа, устанавливаемые на декадных переключателях делителя 12.

При измерении возникает необходимость изменять начальную фазу в .процессе измерения несколько раз на различные положительные 1И отрицательные углы -фь ... . Результирующий угол .сдвига фаз определяется алгебраическим суммированием отдельных сдвигов

Ф.

Это суммирование, при р 0,1 осуществляется четырехдекадным реверсивным счетчикам 14.

В старших декадах счетчика 14 имеется схема «И, обеапечивающая периодический оброс показаний в 360° при TJJS 360°, в результате чего суммарный угол фк всегда находятся в пределах О-360°.

Устройство работает следующим образом.

4

В исходном состоянии вентили 19, 20, 22 и 23 закрыты, а вентиль 21 открыт. Триггеры 15-17 и триггеры счетчиков находятся в нулеBOjM состоянии.

Генератор включен и формирует на выходе ПКА 7 синусоидальный сигнал определенной частоты и начальной фазы.

Для изменения начальной фазы в процессе формирования выходного синусоидального

сигнала на величину я|з декадные переключатели делителя 12 устанавливаются в положения, обозначенные целыми числами mi, m2, ms и m4 (шкала установки начальной фазы). После нажатия кнопки 28 «фаза (положение

переключателя 27 « + ) .пусковым импульсом через триггеры 15 и 16 открываются вентили 19 и 20 и закрывается вентиль 21. Тем же импульсом В1ВОДЯТСЯ соответствующие дополнения в декады делителя 12 и через триггер

11 счетчик 29 устанавливается на сум.мирование.

С ЭТОГО момента нач;инается время TI ввода дополнительных им1пзльсов в делители 3 12

и счетчик 14 «а частоте fo и подсчет счетчиком 29 задержанных за это время основных импульсов закрытым вентилем 21 на частоте fi. Следовательно, за В1рвмя TI в делитель 3 поступают только дополнительные импульсы на

частоте fo, а задержанные вентилем 21 основные импульсы учитываются счетчиком 29, работающим на суммирование.

После поступления в делитель 12 числа и.мпульсов /И, соответствующего данному изменению начальной фазы, все триггеры делителя 12 установятся в состояние «1, на выходе схемы «И 13 появляется им.пульс, который через триггер 15 закрывает вентиль 19 и открывает вентиль 21, а через триггер 11 открывает

вентиль 22 и переводит счетчик 29 на вычитание.

В течение второго периода т:-2 на вход делителя 3 частоты через вентиль 21 подступают оснавные импульсы, а через вентили 20 и 22

и линию задержки 24 - задержанные HIMпульсы на частоте fi, в результате чего исключается возможное наложение основных и задержанных импульсов. Второй Период ввода Т2 продолжается до

полного считывания показаний счетчика 29, при нулевом показании которого выходным импульсом схемы «И 10 через триггер 16 закрывается вентиль 20, а через триггер /) закрывается вентиль 22, и счетчик 29 .пареключается на суммирование. Процесс ввода дополнительных и задержанных импульсов закончен. Пачальная фаза изменена на величину о}). Второй период ввода Т2 необходим для того, чтобы пропустить через делитель 3 все

основные импульсы, накопленные за время TI в счетчике 29.

После первого изменения начальной фазы на величину ij)i О все триггеры схемы упра1вления и триггеры делителей 3 и 12 устанавливаются в исходное нулевое состояние, вентили

19, 20 i 22 закрываются, a на счетчике текущего учета начальной фазы записывается угол сдвига г|з2 .

При последующем изменении начальной фазы на величину

0., p(io.m4 + 10-тз + 10от2+ )

все операции повторяются в той же последовательности. При окончании этого процесса схема приходит в исходное состояние, кроме счетчика 14 контроля текущей фазы, который зафиксирует сдвиг фаз -ф, l3i-f-фаУсловия изменения начальной фазы выходного наиряжения фазовращателя на отрицательные углы -ф- от О до 360° с той же дискретностью и за те же малые нромежутки времени путем В1веден1ия дополнительных импульсов на частоте fo состоят в том, что за вре(Мя ввода дополнительных импульсов TI на частоте fo реверсивный счетч-ик 4 переключается на противоположный режим. Эти условия реализуются переключателем 27, триггерами 6 и 17, схемой «ИЛИ 18, вентилем 23 и линиями задержки 25 и 26.

При изменении начальной фазы на отрицательные углы переключатель 27 устанавливается IB положение «-, и после нажатия кнопки «фаза импульс пуска через 17 открывает вентиль 23 и .переключает счетчик 14 на вычитание, а счетчик 4 - на противоположный режим. В1вод дополнительных импульсов в делители 5 и /2 и счетчик 14 осуществляется так же, как и при изменении фазы на противоположные углы за время TI. Поступление допо чнительных импульсов на частоте fo через вентиль 19 и основных и.мпульсов на частоте /1 через вентиль 21 на (вход делителя 3 по времени также раздельно, как и при изменении фазы на положительные углы, в результате чего исключается возможное наложение этих импульсов на входе делителя 3 и сбои в работе триггерных ячеек этого делителя.

При изменении начальной фазы на малый положительный или отрицательный угол, а также при формировании колебаний нижнего диапазона частот время .ввода дополнительных импульсов TI на частоте fo меньще периода следования основных импульсов на частоте TI TI -. Дополнительные Импульсы

/1

на частоте fo вводятся в делитель 3 за время Т, составляющее доли периода TI, при этом фазовращатель 1может работать и без счетчика 9.

Однако при формировании колебаний верхнего длапазана частот и изменении начальной фазы на большие углы время ввода дополнительных импульсов может оказаться значительно больше периода следования основных

импульсов Т, что вызывает совпадение основных и дополнительных импульсов на входе делителя 3. В предлагаемом устройстве в процессе ввода дополнительных импульсов на частоте fo основные импульсы на частоте fi запоминаются счетчиком 9 и вводятся в делитель 3 после завершения ввода дополнительных ИМПУЛЬСОВ.

Предмет изобретения

Дискретный фазовращатель генератора инфранизких частот, выполненного в виде последовательно соединенных кварцевого генератора, делителя с переменным коэффициентом

деления, делителя с постоянным коэффициентом деления, реверсивного счетчика и преобразователя код-аналог, содерл ащий декадный делитель частоты, пять вентилей, один из которых включен между кварцевым генератором и входами делителя с постоянным коэффициенто.м деления и дека.дного делителя, второй - между выходом делителя с переменным коэффициентом деления и входами делителя с постоянным коэффициентом деления,

третий вентиль включен между выходом делителя с переменным коэффициентом .деления и третьи.м входом делителя с постоянным коэффициентом деления через линию задержки и четвертый 1вентиль, а пятый вентиль включен

на втором входе реверсивного счетчика преобразователя код-аналог, шричем пер1вый и второй вентили управляются от ключа «фаза и декадного делителя частоты через триггер, третий - от ключа «фаза через втО;рой триггер, а пятый - от переключателя «фаза и декадного делителя частоты через третий триггер, отличающийся тем, что, с це-чью повыщения быстродействия изменения фазы на положительную и отрицательную величину угла,

между входом пятого вентиля и выходом декадного делителя частоты включена схема «ИЛИ, второй вход которой соединен через линию задержки с переключателем «фаза, а между выходом третьего вентиля и вторым

входом триггера, управляющего этим вентилеМ, включен реверсивный счетчик, управляемый от ключа «фаза и декадного делителя частоты, причем .второй выход реверсивного счетчика подключен к управляющему входу

четвертого вентиля.

I

.J