Детектор перехода через ноль Советский патент 1980 года по МПК H03K5/13 G05B1/01 

Изобретение относится к устройствам фиксаujm переходов периодических сигналов через нуль и позволяет повысить точность фиксации переходов при наличии помех. Детектор пфеходов через нуль может быть использован в аппаратуре для измерения частоты фазы и в другах устройствах. Известны детекторь переходов через нуль, содержащие компараторы и источник опорного сигнала 1. Недостатком этого детектора является низкая помехоустойчивость. Известно также устройство, фиксирующее переходы через нуль и содержащее два компаратора, выходы которых соединены с входами логического злемента, дополнительный вход кото рого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход логического,злемента - с входом суммирования счетчика 2. Недостатком известного устройства является ограниченная помехоустойчивость. Цель изобретения - повышение помехозащищенности. Поставленная -цепь достигается тем, что в детектор перехода через wyjib, содерМйций два компаратора, выходы которых соеданены с входами элемента ИЛИ-НЕ, дополнительный вход которого связан с выходом генератора тактовых импульсов, я выход элемента И ЛИ-НЕ с входом суммирования счетчика, дополнительно введёШ фазоинвертор, первый и второй формирователи импульсов, i дополнительный элемент ИЛИ-НЕ и инвертор, первый и второй элементы И, RS-трнггер, разностный счетчик, элемент задержки и элемент пропускания. Вход инвертора соединен с выходом первого компаратора, л выход - с входом первого формирователя и первь1м входом дополнительного элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соеданен с вькодом генератора -тактовых импульсов, а третий вход дополнительного элемента ИЛИ-НЕ - с выводом счетчика, входы вычитания и слрига которого подключены к выходам соответственно дополнительного элемента ИЛИ-НЕ и первого формирователя. Вход и выход второго формирователя соедиaewa соответственно с выходом счегшка я выходом и выходной клеммой, первые входы комтраторов - с выходами фаэоикйертор, вход которого соединен с входной клеммой. Выход второго формирователя связан с входом элемента задержки и элемента пропускания, информационные входы и выходы которого соединены соответственно с выходами разностного счетчика и выходными клеммами. Выход элемента задержки подключен к S-входу RS-триггера и R-входу разностного счетчика, входы сложения и вычитания которого соединены соЬтветственно с выходами первого и второго элеметов И, первые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а вторые входы первого и второго элементов И - соответственно с единичным и нулевым выходом RS-триггера, R - вход которого связан с выходом первого формирова теля. /. . Стр5гК1урная схема предложенного детектора перехода чорез нуль приведена на чертеже. Детектор перехода через нуль содержит компараторы 1 и 2, выходы которых соединены с входами элемента ИЛ И-НЕ 3, дополнительный вход которого связан с выходом генератора 4 i TOBbix импульсов, а вькод элемента ИЛИ-НЕ 3-е входом суммирования счетчика 5. Детектор также содержит инвертор 6, вход которого соединен с выходом первого компаратора 1, а выход инвертора б - с входом первого формир вателя 7 И первым входом дополнительного элемента ИЛИ-НЕ 8, второй вход которого соединен с выходом генератора 4 такТовь1Х импуль сов, а третий вход допоЯйительного элемента ИЛИ-НЕ is - с выходом счетчика 5, входы вь14ЯТ;анйя if бДвига которого соединены с выхо даКШ соответственно дополнительного элемента ИЛИ-НЕ 8 и первого формирйвателя 7. Вход и выход второго формирователя 9 связаны собтветственно с выходом счетчика 5 и выходом 10 ДётЖт6ра ПёрёхОДачерез нуль , первые входы компараторов 1 и 2 - с выходами фазо инвёртора 11, вход kOTbpbrt Соединен с входом 12 детектора перехода через нуль, а вторые входы компараторов 1 и 2 - с шиной 13 источ ника опорного напряжения. Выход 10 формирователя 9 подключен к входу элемента 14 задерж ки и элемента 15 пропускания, информационные входы и выходы которого соединены соответственно с выходами разностного счетвдка 16 и выходами 17 детектора перехода через нуль. Выход элемента 14 задержки соединен с S-входом RS-TpHrrepa 18 и R-вхбдом разностного счетчика 16, вхоШ сложения и вьтапгания кото fbfb сйбеданены соответственно с выходами первого 19 и вторюго 20 элементов И, первые -ШвдагйбтЬрых связаны с вь1хЬД51С(гёйер1а1тЬра 4 т1 ктгЬйЙх импульсов, а вторыев ходы первого 19 и второго 20 элементов И - сВ9 Ге1Г&тгвенно

.- i/ ;-: С единичным и нулевым выходом RS -триггера 18, R вход которого соединен с выходом первого формирователя 7. Детектор перехода через нуль работает следу ющим образом. Пусть в начальный момент времени счетчики 5 и 16 находятся в нулевом состоянии, а / , триггер 18 - в единичном состоянии. Начиная с этого нулевого момента времени, -импульсь от генератора 4, проходя через элемент И 19, считаются счетчиком 16. Когда входной сиг- /нал по абсолютной .величине становится меньше порогового значения, задаваемого напряжения на шине 13, компараторы срабатывают и импульсы от генератора тактовых импульсов поступают через элемент ИЛИ-JiE 3 на вход суммирования счетчика 5. Счет ийпульсов этим счетчиком продолжается до тех пор;пока инвертиробанное значение входного сйгнала на станет больше порога и компаратор 1 не переключится. При этом инвертор 4 переключается, что вызьгеает формирование импульса да выходе формирователя 7. При этом коды, зафиксированные счетчиками 5 и 16, соответственно равны -z м 1 4 д1„ л - о . HV-At в чиЬло-импульсном коде, где ti - время перехода через пороговое значение верхней полуволны синусоидальной составляющей входного сигнала; t2 - время перехода через пороговое значение нижней полуволны синусоидальной составляющей входного сигнала, Д t j и Atj сдвиги за счет воздействия помехи, которая может быть, например, случайным процессом. Давление на два результата, зафиксированных счетчиком 5, осуществляется за счет сдвига информации, зафиксированной этим счетчиком в 1фоцессе счета на один разрад влево импульсом, поступающим на вход С от формирователя 7, что соответствует делению двоичного кода на два. После этого происходит переключенне триггера 18 в нулевое состояние и импульсы от генератора 4 тактовых импульсов поступают на входы вьмитания счетчиков 5 и 16 через элементы соответственно 8 и 20. Вычитание продолжается до тех пор, пока в счетчике 5 не будет звфиксирован нулевой код. В зтом случае выходной сигнал этого счетчика запускает формирователь 9, который обеспечивает считывание кода, равного ., 2 я что позволяет уменьшить или в некоторых частных случаях вообще устранить влияние помехи. Через время, райное з- , врймя задержки импульса элементом задержки, происходят переключение триггера 18 сброс счетчика 16 и устройство возвращается в исходное состояние.