Устройство для цифрового формирования фазового сдвига Советский патент 1980 года по МПК G01R25/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО ФОРМИРОВАНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано для построения калибраторов фазовых сдвигов фазометров Известно устройство для дифрового формирования фазового сдвига, содержащее заданный генератор с делителями частоты в двух каналах и выходные усилители 1. Однако такое устройство не позволяет получить дискрет установки фазового сдвига меньше периода опорной частоты задающего генератора. Известно также устройство для цифрового формирования фазового сдвига, содержащее задающий генератор, делители частоты, фазовый дискриминатор, устройства сравнения кодов, устройства установки чисел, причем два входа фазового дискриминатора подключены к выходам первого и второго делителей частоты соответственно, а его выход соединен со входом фильтра нижних частот, выход которого подклю чен к управляющему входу управляемого генератора, выход последнего соединен со входом второго делителя частоты, а выход задающего генератора соединен со входом первого делителя частоты, причем вьтоды каждого разряда делителей частоты и выходы устройств установки чисел подключены ко входам устройств сравнения кодов 2. Однако при необходимости получения дискрета фазового сдвига менее единиц градусов возникает существенная .погрешность статизма системы ФАЛ. Кроме того, из-за кратковременной нестабильности частоты управляемого генератора возникают флюктуации формируемого фазового сдвига. Целью изобретения является повышение точности формирования фазового сдвига. Это достигается тем, что устройство для цифрового формирования фазового сдвига , содержащее задающий генератор, два делителя частоты, соединенные через блоки сравнения кодов с блоками установки чисел, снабжено двумя дополнительными делителями частоты, тремя формирователями импульсов, подстроечным фазовращателем, элементом И, однополюсным преобразователем частоты и индикатором совпадений, причем один из входов однополосного преобразователя частоты соединен с задающим генератором, а второй - с выходом одного из дополнительных делителей частоты, вход которого связан с выходом первого формирователя импульсов, входов первого целителя частоты и первым входом элемента И, выход однополосного преобразователя частоты подсоединен через подстроечный фазовращатель к второму формирователю импульсов, выход которого подключен к второму входу элемента И и входу второго Делителя частоты, при зтом выход элемента И подключен ко входу второго дополнительного делителя частоты, к выходу которого подсоединен .индикатор совпадений и трети формирователь импульсов, а установочные входы первого и второго делителей частоты подключены к выходу третьего формирователя импульсов.

На чертеже изображена структурная схема устройства для цифрового формирования фазового сдвига.

Устройство содержит задающий генератор 1, формирователи 2, з, 4 импульсов, делители 5, 6 частоты, дополнительш,1е делители 7, 8 частоты, однополосный гфеобразователь 9 частоты, подстроечный фазовращатель 10, элемент И И, индикатор 12 совтдений, блоки 13, 14 сравнений кодов, блоки 15, 16 установки чисел.

Выходной сигнал задающего генератора 1, частота которого равна F 1, преобразуется в короткие импульсы формирователем 2 импульсов , после чего поступает на вход делителя 5 частоты с коэффициентом деления равным И, и на вход дополнительного делителя 7 частоты, коэффициент деления которого выбирается равным М/М-Н. с выхода дополнительного делителя 7 частоты с частотой, равной F 1/М/М-Н подается на одик из входов однополосного преобразователя частоты 9, на второй вход которого поступает выходной сигнал задающего генератора I, На выходе однополосного преобразователя частоты 9 образуется сигнал с частотой, равной 1/М/М/-Н Н/М F1. Выходной сигна последнего поступает через подстроечный фазовращатель 10 на вход формирователя 3 импульсов. Короткие импульсы с выхода формирователя 3 импульсов подаются на вход делителя 6 частоты коэффициент деления которого равен Н, и на один из входов элемента 11 И, на второй вход которого поступают короткие импульсы с выход формирователя 2 импульсов. В моменты совпадения импульсов возникает импульс m выходе элемента 11 И. Частота совпадения импульсов равна F1-F2. Импульсы с выхода элемента И подаются на вход дополнительного делителя 8 «астоты, коэффициент деления которого выбирается равным Таким образом, на его выХоде вырабатывается сигнал с частотрй Я1/М. Выходной сигнал дополнительного депщеля Ь частоты постушет на индикатор 12 совпадений и вход формирователч 4 ьмпульсов. Один М-Н совпавших импульсов поступает с выхода формирователя 4 импульсов на установочные в

О входы делителей 5, 6 частоты. Если разность начальных фаз сигналов окажется таковой, что не произойдет ни одного совпадения их временных положений, то дополнительный делитель 8 частоты будет находиться в статическом Состоянии, что будет зафиксировано индикатором 12 совпадений. Изменением вносимой задержки подстроечного фазовращателя 10 добиваются совпадения любой пары выходных импульсов формирователей 23 импульсов, что зафиксирует индикатор 12 совпадений при возникновении счета дополнительным делителем 8 частоты. Таки образом, осуществляется жесткая привязка начальных фаз входных сигналов делителей 5, 6 частоты. На входы блоков 13, 14 сравнения кодов поступают текущие значения кодов со всех разрядов делителей 5, 6 частоты и коды с выходом блоков 15, 16 установки чисел соотвественно. В момент совпадения кода делителя 5 частоты с кодом числа i на выходе блока 13 сравнения кодов вырабатывается короткий импульс, являющийся выходным сигналом опорного канала. В момент совпадения кода делителя 6 частоты и кода числа j на выходе блока 14 сравнения кодов вырабатывается короткий импульс, временное положение которого относительно импульса опорного канала соответствует разности фаз Ч 2/ /HM/jM-iH/.

В известном устройстве разность начальных фаз сигналов, поступающих на фазовый дискриминатор, является погрещностью статизма системы ФАН и входит непосредственно в основную погрешность устройства. Велинчина этой погрешности составляет 0,1°-0,5°. Снижение погрещности статизма за счет увеличения, петлевого усиления приводит к потере устойчивости замкнтой системы регулирования, .что,в свою очере.щ вызьшает увеличение флюктуации формируемого фазового сдвига.

Предлагаемое устройство свободно от указанных недостатков, так как не содер кит структур ных звеньев, являющихся источником больших флюктуации, а также при равной с прототипом точности фиксации начальных фаз, в заявляемом устройстве разность фаз выходного сигнала от-, носительно опорного канала оказывается уменьшенной в число раз, равное коэффициенту деления второго канала. Например, гфи точности фиксации начальных фаз сигналов Ft и F2, равной ±1° и при значении коэффидаента деления , погрешность формирования фазового сдвига на выходной частоте устройствй Оказьшается меньше 0,0005°

11редлагаемое устройство использовано прк построении калибратора фазового сдвига и может быть также использовано при создании иной гфецизионной фазометрической ашгаратуры.