Устройство квазифильтрации гармоник для преобразователей фаза-код Советский патент 1978 года по МПК H03K13/20 

(54) УСТРОЙСТВО КВАЗИФИЛЬТРАЦИИ ГАРМОНИК ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ФАЗА-КОД Я

вого с выходом ключа отсчета, и арифметического блока, соединенного кодовым выходом со входом ПКН, входом начала отсчета - с выходом первого элемента совпадения, выходом готовности отсчета - с первым входом соответствующего четвертого элемента совпадения и входом конца отсчета-- со входом гашения счетчика и выходом третьего элемента совпадения, причем выходы четвертых элементов совпадения через триггеры и второй элемент совпадения соединены с управляющими входами ключей готовности, информационный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ПКН, а выход - со входом решающего усилителя данной гармоники.

Функциональная схема устройства для компенсации фазовой погрешности, вносимой второй, третьей и кратными им гармониками, приведена на фиг. 1, а на фиг. 2 - поясняющая временная диаграмма.

Источник 1 входного сигнала соединен через компаратор 2 с первым входом элемента 3 совпадения. Каждый контур аналого-цифрового преобразователя состоит из ключа,4 отсчета, сумматора 5 напряжений, компаратора 6, элемента 7 совпадения, счетчика 8 и арифметического блока 9. Многоконтурный еледящий АЦП 10 содержит также в каждом контуре преобразователь код-напряжение (ПКН) И. Первые входы преобразователей соединены с выходом формирователя 12 уровня опорного напряжения через коммутатор-распределитель 13. Выходы АЦП 10 через элементы 14 совпадения и триггеры 15 соединяются со входами элемента 16 совпадения, выход которого соединен с управляющими входами ключей 17 готовности, информационными входами соединенных с выходами соответствующих ПКН 11. Выходы ключей 17 соединены через решающие усилители 18 со входами сумматора 19 напряжений, выходом соединенного с входом компаратора 20. Генератор импульсов 21 выходом соединен со входом элемента совпадения 3 и входами ключей 4 и элементов 7 всех контуров преобразования.

Работает устройство следующим образом. С источника 1 входной сигнал поступает на компаратор 2, который формирует импульсы в момент перехода входного сигнала через нулевой уровень от «- к «ч-. Последовательность этих импульсов с периодами входного сигнала Т показана на фиг. 2 а. На фиг. 2 б показана последовательность импульсов генератора 21 с периодом Ti. Величина Ti близ-, ка к Т. В момент совпадения импульсов генератора и компаратора 2 срабатывает элемент совпадения 3, что на фиг. 2 соответствует моменту t 0. Временной интервал То соответствует циклу между двумя соседними совпадениями импульсов генератора 21 и компаратора 2.

V - число импульсов генератора, содержащееся в интервале То, т.е. цифровой эквива-. лент коэффициента расширения (умножения) К.

Например, для третьей гармоники точки выборки сигнала определяются как О, Т/3 и 2Т/3.

При разбиении периода Т с помощью нониусного метода эти интервалы расширяются в К раз: КТ/3 То/3 и 2КТ/3 2То/3.

Очевидно, что уровни входного сигнала в точках Т/3, То/3 и 2Т/3, 2То/3 соответственно одинаковы. Цифровые эквиваленты временных интервалов для выборок сигнала соответственно равны У/3 и 2 У/3. После срабатывания элемента совпадения 3 ключ 4 начинает пропускать импульсы генератора 21 на счетчик 8. В зоне выборки Uc,,, (фиг. 2), когда разность между кодами, записанными в счетчик 8 и заданными в арифметический блок 9, достигает величины, определяемой разрядностью ПКН 11 начинает изменяться уровень постоянного тока, выдаваемый с ПКН на сумматор 5. При переходе входного сигнала через уровень выходного напряжения ПКН срабатывает компаратор 6.

При изменении выходного напряжения ПКН соответственно изменяется точка привязки импульса компаратора 6 (фиг. 2 г). Уровень выходного напряжения ПКН изменяется с помощью кода, вырабатываемого арифметическим блоком. Этот импульс смещается до совпадения с заданным импульсом генератора (фиг. 2 в г). При совпадении срабатывает элемент совпадения 7, закрывается ключ 4, обнуляется счетчик 8 и прекращается изменение выходного напряжения ПКН. Таким образом, окончание работы следящего АЦП фиксируется моментом совпадения двух импульсов по времени, что происходит с высокой точностью.

Уровни напряжений постоянного тока, соответствующие уровням входного сигнала в заданных точках периода, через ключи готовности 17 поступают на решающие усилители 18, которые для выделения уровней заданных гармоник складывают и делят выходные нацряжения соответствующих ПКН. В свою очередь, напряжения, соответствующие уровням фильтруемых гармоник, вместе со входным сигналом поступают на суммирующий усилитель 19.

При переходе входного сигнала через уровень напряжения постоянного тока, соответствующего суммарному уровню всех фильтруемых гармоник в заданной точке, компаратор 20 вырабатывает импульс, угловое (временное) положение которого компенсирует фазовую погрешность данного канала. Конец процесса преобразования в каждом контуре фиксируется элементом 14 совпадения и триггером 15. Готовность всех контуров АЦЦ фиксируется элементом 16 совпадения. Работа устройства в диапазоне входных сигналов по уровню обеспечивается с помощью формирователя 12 уровней опорного напряжения, который имеет ряд дискретных выходов опорных напряжений разных полярностей. Эти выходы с помощью коммутатора-распределителя 13 подключаются ко входам питания соответствующего ПКН. Коммутация уровней и знака напряжения питания ПКН происходит с учетом необходимого уровня, определяемого числами , г-/З и 2 /3, которые для данного устройства являются фиксированными величинами. Обнуление компенсации фазовой погрешности при подаче сигнала

на обнуляющие входы триггера 15 предусматривается для контроля, юстировки и для случая работы в цикле с другими устройствами.

Формула изобретения

Устройство квазифильтрации гармоник для цреобразователей «фаза-код, содержащее формирователь уровня опорного напряжения и первый компаратор, выход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения, вторым входом соединенного с выходом генератора импульсов, второй элемент совпадения, элементы равенства кодов, триггеры, входы гащения которых соединены с щиной обнуления, первый сумматор напряжений, выходом соединенный со входом второго компаратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации гармоник, в него введены рещающие усилители для каждой фильтруемой гармоники, выполняющие сложение и деление, соединенные выходами со входами первого сумматора напряжений, и многоконтурный следящий аналого-цифровой преобразователь с п-1 (п - порядок фильтруемой гармоники) замкнутыми контурами преобразования, каждый из которых состоит из последовательно соединенных преобразователя «код-напряжение (ПКН), входом питания, подключенного через коммутатор-распределитель к выходу формирователя уровня опорного напряжения, второго сумматора напряжений, вторым входом соединяемого с выходом источника входного сигнала, третьего компаратора, третьего элемента совпадения, вторым входом соединенного с выходом генератора импульсов и информационным входом ключа отсчета, который вторым входом соединен с выходом первого элемента совпадения, счетчика, . входом соединенного с выходом ключа отсчета, и арифметического блока, соединенного кодовым выходом со входом ПКН, входом начала отсчета - с выходом первого элемента совпадения, выходом готовности отсчета - с первым рходом соответствующего четвертого элемента совпадения и входом конца отсчета - со входом гащения счетчика и выходом третьего элемента совпадения, причем выходы четвертых элементов совпадения через триггеры и второй элемент совпадения соединены с управляющими входами ключей готовности, информационный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ПКН, а выход - со входом рещающего усилителя данной гармоники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 331331, G 01 R 25/08, 09.01.70.

2.Авторское свидетельство СССР № 227721, G 01 R 25/08, 10.10.67.