Преобразователь код-сдвиг фазы Советский патент 1974 года по МПК H03K13/258 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД-СДВИГ ФАЗЫ

Управляемая схема 3 задержки импульсов предназначена для задержки импульсов задающего генератора в пределах периода их следования иа величину, пропорциональную дополнительному коду младших разрядов исходного кода фазы иреобразователя. Схемное решение управляемой схемы задержки имеет несколько вариантов, например, иа основе сдвигового регистра или аиалоговых схем со сравнением напряжения, ироиорционального коду младших разрядов исходиого кода фазы с линейно-убывающим напряжением.

В предлагаемом устройстве схема 3 задержки выполнена в виде лииии 4 задержки с отводами, дешифратора 5, вентилей 6 и двух схем «ИЛИ 7 и 8.

Двухкомаидный коммутатор 9 импульсов иереключает импульсы, формируемые уиравляемой схемой задержки, иа входы схемы переменной фазы.

Коммутатор также имеет несколько вариантов конструктивного решения.

В иредлагаемом преобразователе он выполнен по двухканальной схеме в виде последовательно включенных линий 10 и 11 задержки, инверторов 12 и 13, вентилей 14-/7 и схем «ИЛИ 18 и 19.

Схема «И 20 расшифровывает оиределенное состояние счетчика опорной фазы, п ее выходной сигнал является управляющим для коммутатора импульсов.

Схема переменной фазы включает в себя счетчик 21 перемеиной фазы, вырабатывающий исходные, сигналы для формирования выходного напряжения переменной фазы, и груипу вентилей 22 старших разрядов, посредством которых производится начальная установка счетчика 21 иеременной фазы.

Формирователи 23 и 24 выходных напряжений опорной и переменной фазы преобразуют исходные прямоугольные сигналы, снимаемые со счетчиков опорной и перемениой фазы, в напряжения требуемой формы, например синусоидальное.

Кроме того, иредлагаемый преобразователь содержит соответственно шины 25 и 26 младших и старших разрядов исходиого (входного) кода фазы, выходные шины 27 и 28 наиряжения опорной II переменной фаз.

Устройство функционирует следующим образом.

Импульсы задающего генератора / поступают на вход счетчика 2 опориой фазы, с триггера старшего разряда которого (а также прп необходимости и с младших разрядов) снимаются исходные сигналы, по ним формирователем 23 опорной фазы формнруется выходное напряжение с шииы 27 опорной фазы требуемой формы.

Одновременно импульсы /о с задающего генератора 1 импульсов подаются на выход линии 4 задержки, в которой оии, смещаясь от отвода к отводу на одну восьмую часть своего периода следования, образуют восемь серий нониусных импульсов /1-fs, делящих период

исходиых импульсов /о на восемь равных частей.

Сигналы с шины 25 младших разрядов текущего значения входного кода фазы подаются иа входы дешифратора 5, иа одном из вы.ходов которого, в зависимости от значения кода фазы, устанавливается разрешающий потенциал.

Маиример, если код фазы равен 000.010.101 (фиг. 2), то разрешающий иотенциал устанавливается на шине 101 дешифратора 5. Этот потенциал открывает соответствующий ему ве1ггиль 6, и импульсы серии /з пропускаются на вход схемы «ИЛИ 7.

Импульсы с выхода схемы «ИЛИ 7 поступают на вход двухкомандного коммутатора 9, который пропускает их на счетный вход счетчика 21 переменной (или опорной) фазы, для чего сигналы с выхода счетчика 2 подаются на управляющий вход двухкомандного коммутатора 9 и на уиравляющие входы группы вентилей 22 старших разрядов, осуществляющих иачальиую установку счетчика 21 переменной фазы путем заиесения на него текущего значения старших разрядов кода фазы (в данном примере код 000.010).

Счетчик 2 переменной фазы формирует псходпые сигиалы, преобразующиеся формирователем 24 иеремеииой фазы в выходное иапряжеиие шины 28 переменной фазы.

Для обеспечения высокой надежности преобразователя двухкомандный коммутатор .9 выполиеи двухканальным.

Сигиалы со всех разрядов счетчика 2 опориой фазь подаются на входы схемы «И 20, на выходе которой возникает сигнал при определенном состоянии счетчика (в данном примере при коде 111.110; в общем случае .-разрядиого счетчика ирп состоянии, соответствующем ).

Этот сигиал поступает иа вход первой из двух последовательно включенных линий 10 и 11 задержки (линии задерживают входные сигиалы на три четверти и половииу периода следования задающих имиульсов /о соответственно), формирующих два уиравляющих ст|юба для двух каналов входных имиульсов коммутатора.

В рассматриваемом устройстве ири всех состояниях счетчика 2 опорной фазы, за исключением состояния 111.110, сигналы на выходе схемы «И 20, а, следовательно, и иа выходных линий 10 -к 11 задержки, отсутствуют, а иа выходах инверторов 12 и 13 находятся, в результате чего вентили 14 и 75 открыты, а вентили 16 и 17 закрыты. Поэтому входные импульсы двухкомандного коммутатора 9 первого канала, снимаемые со схемы «ИЛИ 7, проходят вентиль 14 и схему «ИЛИ 18 и иостуиают на счетный вход счетчика 21 перемепной фазы (в это время входные импульсы второго канала, снимаемые со схемы «ИЛИ 8 управляемой схемы 3 задержки, отсутствуют).

Когда счетчик 2 опорной фазы достигает состояния 111.110,на выходе схемы «И 20, а

спустя определенное время и на выходах линий 10 и 11 задержки, появляются сигналы управляющих стробов. На время этих сигналов вентили .16 и 17 открываются, а вентили 14 и 15 закрываются. При этом очередной входной имиульс первого канала поступает не на вход счетчика 21 переменной фазы, так как вентиль 14 закрыт, а через вентиль 16 и схему «ИЛИ 19 - па управляющие входы группы старших разрядов вентилей 22, осуществляющей изменение состояния счетчика 21 по его установочным входам.

Состояние 111.110 счетчика 2 держится в течение только одного периода следования имиульсов задающего генератора /, поэтому все последующие входные импульсы первого канала двухкомапдного коммутатора 9 направляются на счетный вход счетчика 21 переменной фазы.

Второй канал двухкомандного коммутатора 9 полностью аналогичен первому.

Высокая надежность работы преобразователя обеспечивается тем, что установка счетчика переменной фазь в начальное состояние совпадает с одним из имиульсов тактовой серии, по которым формируются и счетные импульсы, поэтому после установки исходного состояния счетчика для затухания переходного режима в его элементах остается столько же времени, как и после изменения его состояния но счетным имиульсам; кроме того, на время установки исходного состояния счетчика блокируется счетиый имиульс, что устраняет сбой в отдельных разрядах счетчика вследствие одновременного воздействия на них счетного и установочиого сигналов.

Фазовый сдвнг между одинаковыми состояниями счетчиков опорной и переменной фазы (фиг. 2) составляет 2 /g периода следования имиульсов задающего генератора. Эта величина в двоичной системе счисления записывается в виде 000.010.101, что в точности совпадает со входным кодом фазы, если младт,шие его разряды отделить от старщих запятой.

Ири различных значениях входного кода фазы величина фазового сдвига между состояниями счетчиков опорной и иеременной фазы пропорциоиальиа значению кода фазы, причем его старщие разряды соответствуют целому числу периодов импульсов задающего генератора, содержащихся в фазовом сдвиге, а младшие - числу долей периода.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе установка величины фазового сдвига между выходиыми сигналами опорной и переменной фазы осуществляется с точностью до 5 долей периода следования имиульсов задающего генератора, в то время как в известном устройстве дискретом этой установки является целый период.

Из сопоставления предлагаемого преобразователя с известным видно, что ири одииаковой частоте задающего геиератора имиульсов точность иредлагаемого устройства в восемь раз выще, чем у известного, иричем точность предлагаемого иреобразователя может быть не15 ограничено увеличена путем пропорционального усложнения его управляемой схемы задержки имиульсов.

П р е д м е т и 3 о б р е т е и и я

Преобразователь код-сдвиг фазы, содержащий задающий генератор импульсов, соединенный со счетчиком опориой фазы, счетчик иеремеиной фазы, соединенный иоразрядио с ,5 груииой вентилей старших разрядов преобразуемого кода, управляемую схему задержки имиульсов, вынолненную, наиример, в виде линии задержки с отводами, оторые через вентили, управляемые дешифратором младших 0 разрядов преобразуемого кода, подключеиы ко входам двух схем «ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью иовыщения точности иреобразоваиия без увеличения частоты задающего геиератора импульсов, введены схема «И и

5 двухкомандный «оммутатор импульсов, выполненный в виде двух последовательно включенных линий задержки, вход иервой из которых через схему «И иодключен к выходам счетчнка опорной фазы, а выходы соединены с разрешающими входами первого и второго вентиля непосредственно и через ннверторы с разрещающим входом третьего и четвертого вентилей, другие входы которых подключены соответственно к выходу первой схемы «ИЛИ и

5 входу первого вентиля и к выходу второй схемы «ИЛИ и входу второго веитиля; выходы первого и второго вентиля через третью схему «ИЛИ подключеиы к импульсным входам группы вентнлей старщих разрядов, а выходы

третьего и четвертого вентиля через четвертую схему «ИЛИ, подключены к счетному входу счетчика переменной фазы.

26

f(od ipastjt Фиг 1