Фазозадающее устройство Советский патент 1980 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и предназ начено дЛя получения двух синусеидальнык сигналов с точяо заданными фазопыми соотноь1ениями в ишрокогд диа пазоне частот. Известно фазозадагощее устройство на основе триггерных многоустойчивых делителей частоты с цифровой фильтра цией выходных сигналов ступенчато-си русоидальной формы Ll. Недостатком устройства является сложность аппаратурной реализации, что, ограничивает возможность их npaic тического применения. Наиболее просто и эффективно зада ча формирования двух синусоидальншс сигналов с регулируемьм фазовыГЛ сдви ром в uiHpoKOf5 диапазоне частот рема4тся в фазозадающем устройстве со стробоскопическим преобразованием Частоты по авт. свид.№ 272428, $юл.№ 19, 1970. Известно устройство, принятое в качестве прототипа, которое содержит два делителя частоты, подключенных к Выходу задающего генератора, два стробоскопических преобразователя, связанных по одному из входов через элемент точной временной задержки между собой и с выходом одного из делителей частоты, а по второму входу - с выходом фильтрующего устройства, подключенного к выходу втс рого делителя частоты, два фильтранижних частот, подключенных к выходам стробоскопических преобразователей, дополнительный делитель частоты связанный с выходом второго и входом первого делителей частоты 2. Трудность получения малых знс1чений дискрета изменения фазы на верхних частотах диапазона является недс)статком прототипа. Целью изобретения является уменьшение дискрета регулируемого фагового сдвига и расширение диапазона выходных частот фазозадагощего устрор ства Цель изобретения достигается тем, что в фазозадаищее устройство, с:одержащее первый и второй делители ч:асто ты, входы которых соединены с задаюи1им генератором, первый и второй: стро боскопические преобразователи , г:ервые входы которых соединены через элемент точной временной задержки между собой и с выходом первого делителя час:тоты а вторые, их входы через фильтрующее устройство, подсоединены к выходу второго делителя частоты, первый: и второй фильтры нижних частот, первый из которых соединен с выходом первого стробоскопического преобразователя, :введены последовательно соединенные дополнительный элег/ieHT точной временной задержки и дополнительный стробоскопический преобразователь, причем выход первого делителя частоты соединен через дополнительный элемент временной задержки с одним из входов дополнительного стробоскопического преобразователя, второй вход которого соединен с выходом второго стробоскопического преобразователя, а выход - со вторым фИJгьтpoм нижних часITOT , На фиг.1 предсте1влена структурная схема устройства, на фиг.2 приведены временные диаграмм., иллюстрирующие его работу. Устройство содержит задающий генератор 1, первый и второй делители частоты 2 и 3, Фильтр 4, элемент точной временной задержки 5 к выходу делителя частоты 3, дополнительный элемент точной временной задержки 6, первый и второй стробоскопические преобразователи 7 и 8, дополнительный стробоскопический преобразователь 9, первый и второй фильтры нижних 4flCTOT 10 и 11 . Работает устройство следуюку1м образом. Задающий генератор 1выдает пос ледователь.ноСть импульсов с частотой . (периодом to (фиг.2,а),которые пос- тупают на вход делителя частоты 3 с коэффициентом деления п и на вход, делителя частоты 2 с коэффициентом деления ( п -1 ) или (п--1) (в дальнейвм - (nt -ij . Импульсы с выхода делителя частоты 3 с периодом следования Tr-irtjj преобразуются с помощ1 ю фильтра 4 всинусоидальное напряжение, которое подается на общие входы стробоскопических преобразователей 7 и 8 (фиг.26, в . Импульсы с выхода делителя частоты 2 (фиг.2,г) образуют последовательность стробирую Г,Р1Х импульсов, -поступающих на вторые входы стробпреобразователей / и 8. На стробпреобразователь 7 стробимпульсы поступают непосредственно, на стробпреобразователь 8 - через элемент точной временной задержки 5. Период следования стробимпульсов Тстр. nto ± t,, . Каждый последуюкшй стробимпульс по отношению к преобразуемому синусо1 дальному сигналу смещается на время, соответствующее шагу считывания сц Числа, считываемых точек преобразуемого сигнала определяется как 7/ai ±nt| |/fQ n , Период выходного сигнаla стробпреобразователя , n(n-t1)t частота выходного сигнала fnp--- o/n(nli) (фиг. 2,д). При этом выходной сигнал имеет симметричную ступенчато--осинусоидальну о форму. Сдвиг последовательности стробимпульсов на время с помощью элемента точной временной задер:чки 6 (фиг.2,е приводит к смещению выходного сигнала стробпреобразователя 8 на время что соответствует дискрету изменения фазы йЧ.Збо пт /-г,р 360/(п± 1; (фкг . 2 ,ж ).

Это значение дискрета изменения фазы является минимально возможным для фазозадающего устройства по авт.свид. № 272428. Для уменьшения дискрета изменения фазы стробирующие импульсы через дополнительный элемент точной временной задержки 6 поступают на вход дополнительного стробпреобразователя 9 1фиг.2,з /. На второй вход этого стробпреобразователя поступает сигнал ступенчато-синусоидальной формы с выхода стробпреобразователя 8. Сдвиг последовательности стробимпульсов дополнительшж элементом точной временной задержки б на время tg приводит к смещению выходного сигнала дополнительного стробпреобразователя 9 также на время tg , что -соответствует дискрету изменения фазы: to/Tnp -360/h(n±i) ,фиг.2,и ). Таким образом, необходимое значение сдвига фаз между выходными сигналами фазозадающего устройства задается элементом точной временной задержки б с дискретом ( п ±-1), а в пределах этого дискрета - дополнительным элементом точной временной задержки б с минимальным дискретом изменения фазы , Л V-ЗЬО/п ().

Выходные сигналы стробпреобразова телей 7 и 9 отфильтровываются от выеших гармоник фильтрами нижних частот 10 и 11, Полоса(Пропускания этих фильтров может существенно превьтиать частоту выходного сигнала, что практически исключает их влияние на стабильность задания фазовых сдвигов.

Для получения выходных сигналов н только синусоидальной, но и других, более сложных форм, в качестве фильтра 4 можно использовать функциональный преобразователь цифрового кода делителя частоты 3 в напряжение заданной форг/кл.

Элементы точной временной задержки могут быть выполнены в виде дискретных устройств, управляемых импульсами с выходов соответствующих разрядов делителя частоты 2.

Введение новых элементов - дополнительного стробпреобразователя и дополнительного элемента точной временной задержки при указанных BfjjLje связях между элементами позволяет существенно улучшить метрологические и эксплуатационные характеристики фазозадающего устройства и прежде всего расширить диапазон рабочих частот и у 1еньшить дискрет изменения фазы. По сравнению с известным устройством дискрет изменения фазы уменьшается примерно в / f раз. Частота задающего генератора f ограничивается быстродействием используемой элементной базы. При р 90МГц и 1 /МГц дискрет изменения фазы уменьшается в 9 раз и составляет 4° (). Отсутствие избирательных фильтров в каналах обеспечивает высокую точность и стабильность задания фазовых сдвигов в широком.диапазоне частот при относительной простоте аппаратурной реализации устройства. Устройство практически полностью может быть выполнено на цифровых интегральных микросхемах.

111

t

И

ФАЗОЗА,ЦАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО,со- держащее первый и второй делители частоты, ВХОДЫ которых соединены с задаюишм генератором,первый и второй стробоскопические преобразователи., первые. ВХОДЫ которых соединены через элемент точной временной задержки между собой и с выходом первого- делителя частоты, а вторые их входы через фильтр подсоединены к выходу второго делителя частоты, первый и второй фильтры нижних частот, первый из которых соединен с выходом первого стробоскопического преобразователя, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот и уменьшения диdкpeтa регулируемого фазового сдвига, оно снабжено дополнительньш элементом- точной временной задержки и дополнительным стробоскопическим преобразователем, причем ВЫХОД первого делителя частоты соединен через дополнительный элемент временной задержки с одним из ВХОДОВ дополнительного стробоско- пического преобразователя, второй ig ВХОД icoToporo соединен с выходом вто(Л рого стробоскопического преобразова,теля, а ВЫХОД - со вторым с ижниx частот. 4 4 оо с: 4

Г

A.,

r

У

j

j

и