Кодирующий преобразователь фаза-код Советский патент 1977 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к кодирующим преобразователям фаза-код. Известен преобразователь фаза-код, осу ществл5нощий измерение мгновенного значения сдвига фаз между двумя сигналами l.i Однако он имеет значительную погрешность, обусловленную неидентичностью фазовых характеристик каналов. Известен также кодирующий преобразователь фаза-код автоматической коррекцией погрешности от неидентичности фазовых характеристик каналов 2. Недостаток его закдаэчается в том, что существейно снижается быстродействие цифровых преобразователей, так как периодическое переключение в каналах сравниваемых по фазе напряжений вызывает значительные переходные процессы. Для снижения вли5шия этих процессов и уменьшения пульсаций в выделяемом напряжении огибающей частоты коммутации переключения на входе производятся с частотой, значительно (раз в 100) меньшей частоты входных сигналов. Однако синхронное детектирование оги- бающей с выделением постоянной составляющей требует применения фильтров с очень большой постоянной времени, делающих систему еще более инерционной (при частоте входных напряжений 1 кгц время преобразования может достигнуть 5-8 секунд). Цель изобретения - повыщение быстродействия преобразователя. Для этого в преобразователь, содержащий управляемый фазовращатель, выходом со&динений со входом первого формирователя, выход которого соединен с первым входом фазового преобразователя, вторым входом соединенного с выходом второго формирователя, а выходом - со входом квантующего преобразователя, входы управляемого фазовращателя и второго формирователя соединены со входами первого переключателя, выход которого через третий формирователь и фазовый детектор соединен со входом cmt хрошшго детектора, соединенного управляющим входом с выходом коммутационного генератора и управляющим входом первого переключателя, введен второй переключатель, соединенный входами с выходами первого и второго формирователей, выходом - со вторым входом фазового детектора и управ ляющим входом - с выходом коммутационного генератора,. причем выход синхронног детектора соединён с управляющим входом управляемого фазовращателя. Ни фиг. 1 представлена блок-схема пред ложемиого преобразователя; на фиг. 2 вр менные диаграммы его работы. Преобразователь содержит управляемый фазовращатель 1, три формирователя 2, 3, 4, фазовый преобразователь S, квантующий преобразователь 6, переключатели 7 и 8, фазовый детектор 9, синхронный детектор Ю и коммутационный генератор 11, Сравниваемые по фазе напряженця и и л . одно непосредственно (фиг. 2 а}, а второе через управляемый фазовращатель 1 (фиг, 2 6} воздёйстйуют на входы формирователей 2 и 3, проиаводящих усилие и - ограничение входных напряжений. Фазовы пpeoбpaзoE aтeль 5 преобразует фазовый сдвиг между сформированными прямоутол ными напряжениями {фиг 2 в и 2 г) в величину, легко кодируемую с помощью квантующего преобразователя в (длительность импульсов, Напряжение постоянного тока, частоту следования импульсов и т. п.), Одновременно входные напряжения с помощью автоматического переклю7, угфавляемого от коммутационног генератора 11, попеременно подаются на вход формирователя 4, аналогичного формирователям 2 и 3. Выходное напряжение формирователя 4 представляет собой пачки пр.чмоугольных импулг сов, промодулированны по фазе, причем индекс модуляийи пропорционален преобразуемому фазреому сдвигу. Это напряжение (фиг. 2 д) подается на один из входов фазового детектора 9. Ко второму входу фазового яетектрра 9 через переключатель 8 поочередно, с одинаковой частотой коммутации подключедзтся выходные напряжения формирователей 2 и 3. На выходном зажиме переключателя 8 напряжение имеет такой же вид, как и иа выходе формирователя 4. При этом индекс моду ЛЯ1ШИ пропорционален сумме преобразуемого фазового сдвига и разнести фазовых сдвигов д ф J вносимых формирователями 2 и 3.Пеэтому индекс широтно-импульсной модуляции (фиг. 2 е) и переменная составь ляющая (фиг. 2 д) частоты коммутации на выходе фазового детектора 9 оказываются пропорциональными только разности фазовых сдвигов д ф- , вносимых формирователями 2 и 3. Она детектируется синхронным детектором Ю и постоянная составляюшая выходного напряжения детектора воздейст вует на управляемый фазовращатель 1 до исчезновения переменного напряжения частоты коммутации на выходе фазового детектора 9 (на фиг. 2 б, в, е показано пунктиром и стрелками), т. е. до автоматического выравнивания фазовых сдвигов, вносимых формирователями 2 и 3. Фазовый сдвиг, вносимый формирователем 4 (фиг, 2 д), благодаря двукратному использованию этого формирователя в двух тактах коммутации, влияния не оказывает. Изменения фазовых сдвигов, вносимых формирователями, определяются температурными и временными нестабильностями входящих в них элементов и происходят сравнительно медленно, в связи с этим канал коррекции всегда успевает их отслеживать. Прямые же каналы преобразования обладают максимально возможным быстродействием что позволяет произвести преобразование за один период входного сигнала. Формула изобретения Кодирующий преобразователь фаза-код, содержащий управляемый фазовращатель, выходом соединенный со входом первого формирователя, выход которого соединен с nepBbJM входом фазового преобразователя, вторым входом соединенного с выходом вто рого формирователя и выходом - со входом квантующего преобразователя, а входы управляемого фазовращателя и второго формирователя со входом первого переключателя, выход которого через третий формирователь и фазовый детектор подключен ко входу син хронного детектора, соединенного управляюшим входом с выходом коммутационного генератора управл53К1ЩИм входом первого пере ключателя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыщения быстродействия, в него введен второй переключатель, соедине. ный входами с выходами первого и второго формирователей, выходом - со вторым входом фазового детектора и управляющим вхо дом - с выходом коммутациотшого генерато ра, а выход синхронного детектора соединен с управляющим входом управляемого фазовращателя. Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе; 1.Орнатский П. П. Автоматические нэ мерительные приборы, Киев, Техника, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 271,633, кл. И 02 М 5/40, 26,03.69.

i

У/

иг

и

/

/

/

/

to

и I

п-и тех т

()й такт

у6Jt

/

X

х

«йS

4У„л&д

гП п

Ж

(4}t

//

Mt

-дав

п

Uft

Ш

-®.