Цифровое устройство для воспроизведения фазовых сдвигов Советский патент 1980 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к вычислительной тех нике, в частности к цифроаналоговым функциональным преобразователям. Известно программное устройство цифрового управления фазой, содержащее фазовый детектор и работающее по схеме с автоподстройкой фазы, что приводит к низкому быстродействию 1. , К недостаткам устройства относится невозможность компенсации его ошибки, а также то, что устройство позволяет воспроизводить только прямоугольное напряжение типа меандр. Известно также устройство для воспроизведения фазовых сдвигов, содержащее задающий генератор, делитель частоты, блок сравнения кодов, блок установки кода, триггеры, схемы совпадения, схему однозначности, с5сему нй5д|юзначности и фильтры низкой частоты 2J. Недостаток известного устройства заключается в низкой точности, вызванной неидентичностью фазового сдвига первого и второго фильтров низкой частоты и нестабильностью их фазовых характеристик при изменении температуры, а также в его сложности. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения фазовых сдвигов. Поставленная цель достигается тем, что цифровое устройство для воспроизведения фазовых сдвигов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, блок сравнения кодов,первый и второй фильтры низкой частоты, дополнительно содержит второй делитель частоты, комбинационный сумматор и преобразователь фаза-код, подключенный своими входами к выходам фильтров низкой частоты, а выходами через последовательно соединенные блок сравнения кодов и ком&1национный сумматор - к второму делителю частоть, причем входньге зажимы кода угла подключены к входак комбинационного сумматора и блока сравнения кодов, выход первого делителя частоты - к управляющему входу комбинационного сумматора, а последовательно соединенные второй делитель частоты и второй фильтр низкой частоты к выходу задающего генератора, при зтом выходы фильтров низкой частоты являются выходами устройства. На чертеже представлена схема пр«длатаемого устройства. Устройство содержит задающий генератор 1, делители 2 и 3 частоты, фильтры 4 и 5 низкой частоты, преобразователь 6 фаза-код, блок 7 сравнения кодсж и комбинационный сумматор Устройство работает следующим образом. Задающим генератором 1 формируются счетные импульсы с частотой следования f. Делители 2 и 3 частоты делят частоту следования счетных импульсов на N. На выходе делителей 2 и 3 частоты формируются напряжения прямо )тОльной формы с частотой F - .Частота еле дования счетных импульсов выбирается в зависимости от необходимой точности воспроизведения фазовых сдвигов. Так,если входной код значения угла задается с дискретностью 0,1°, то частш-а счетных импульсов определяется как 360 F f Q j° 3600F, a коэффициент деления делителей 2 и 3 соответственно N 3600. Напряжения прямоугольной формы Uj и U, с выходов делителей 2 и 3 поступают на фильтры 4 и 5 низкой чистоты соответственно. На выходе фильтров 4 и 5 формируются напряжения и, и Uj синусоидальной формы с частотой F. Значение фазовых. сдвигов между U, и и, определяется по формуле ((I Р, + (Av- ) 41) ; выи. . нч,, . где (р,- значение фазового сдвига между прямоугольными напряжениями на выходе делителей 2 и 3 час- фазовые сдвиги фильтров 4 и 5 низкой частоты соответственно. Если по фронту Прямоугольного напряжения Ui3a каждый период записываются значения кода фазовото сдвига (р во второй делитель 3 частрты, устанавливая триггеры делителя 3 в значение, соответствующее коду фазового сдвига, то фазовый сдвиг между напряжениями и/и и/ равен Так как в момент, когда фаза U, равна О , это cooiBeicTByci фронту, то в дели1еле Зчастоты уже будет записана информация значения (р .Выра жение (1) в этом случае можно представить как вых код ,- ) Для т/сключения ошибки воспроизведения фазового сдвига, т.е. i, код Р ном ус-;ойстве значение фазового сдвига Vjyjj кодир; е ся преобразователем 6 фаза-код и вычит J гея от значегйя входного кода в блоке 7 равнения кодов. Поэтому на вьтходе блока 7 сравнения кодов формируйся к-од со1ответствую1цийкод - фнч 1 -( %нч, Полученный код с выхода блока 7 сравнения кодов поступает на комбинациойный сумматор 8, где суммируется с входным кодом. На выходе сумматора формируется код f Р - - фнч, - ,)-/ Если производить запись кода с выхода комбинационного сумматора 8 в делитель 3 частоты по фронту напряжения Щ поступающего с делителя 2 частоты, то выражение (2) после замены на 1Л можно представить вых код- (Д.фнч, - , ) + (Д ф„ч, фнч, код Таким образом, фазоЬый сдвиг „напряжений Ui и и, на выходе устройства равен входному коду угла. По сравнению с известным в предлагаемом устройстве проще формируется значение фазового сдвига по значению кода и выще точность воспроизведения. Повьпиение точности воспроизведения фазовых сдвигов объясняется тем, что в известном устройстве отсутствует коррекция ощибки, вносимой фильтрами низкой частоты, - Точность воспроизведения фазовых сдвигов в данном устройстве определяется наличием высших гармоник в ВЫХОДНОМ сигнале и дополнительным фазовым сдвигом Д. Для получения высокого подавления высших гармоник необходимо применять высокодобротные фильтры. При увеличении добротности фильтров увеличивается крутизна фазовой характеристики, отсюда нестабильность их фазовых характеристик. Это вызьшает увеличение ошибки Д. Таким образом, улучшение одного параметра приводит к ухудшению другого. В предложенном устройстве ошибка Д корректируется , поэтому применяют фильтры низкой частоты с высокой добротностью и Получают на выходе низкий уровень высших гармоник. Точность устройства определяется только точностью преобразователя фаза-код. Так как выходной сигнал имеет низкий уровень высших гармоник и почти постоянную амплитуду, то точность, обешечиваемая преобразователем фаза-код в температурном диапазоне ± 50° С, составляет 0,1° и выше. Формула изобретения Цифровое устройство для воспроизведения фазовых сдвигов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и делитель .7 чистоты, блок сравнения кодов, первый и второй фильтры низкой частота, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения фазовых сдвигов, оно дополнительно содержит второй делитель частоты, комбинаодонный сумматор и преобразователь фаза-код, подключеннь-ч своими входами к выходам фильтров низкой частоты, а выходами через последовательно соединенные блок сравнения кодов и комбинационный сумматор - к второму делителю частоты, причем входные зажимы кода угла подключены , к входам комбинационного сумматора и блока сравнения кодов, выход первого делителГ частоты - к управляющему входу комбинационного, сумматора, а после вательно соединенные второй делитель частоты и второй фильтр низкой частоты - к выходу задающего генератора, при этом выходы фильтров низкой частоты являются выходами устройства. Источники информации, приюп-ые во -йНййШШё При зКсггер-Шзё 1.Патент США N 4013969, кл. ,328-155,опублик. 22.03.77. 2.Авторское свидетельство СССР N 362465 кл. Н 03 К 13/20, 1971.

.