Устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код Советский патент 1980 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к области автоматики и вычислиг ельной техники и может быть использовано, например, в аналого-цифровых преобразователях.

Известно устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержащее нуль-органы, вырабатывающие в момент перехода через нуль опорного и рабочего напряжений короткие импульсы, которые поступают на входы Rs -триггера, управляющего прохождением через элемент И на вход счетчика импульсов с выхода генератора стабильной частоты

ш,

Недостатком такого устройства явля ется недостаточно четкая его работа при совпадении импульсов, формируемых на выходах нуль-органов при сдвиге фазы рабочего напряжения относительно опор|НОГО близком или равном нулю.

Из известных устройств для преобразования сдвига фазы в цифровой код наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее

формирователи входных снг-налов, выходы которых подключены к входам логтсческой схемы, реализующей логические функции

PJ (av0)- а-6 и Bj-avfe. Один из

входов логической схемы подюночен ко входу блока управления, а другой - ко входу схемы совпадения, другой вход ко торой соединен с выходом блока управления. Схема совпадения упрощает прохождение импульсов тактового генерато10ра на вход счетчика 2.

Устройство обеспечивает преобразование фазовых сдвигов до при фазовом сдвиге рабочего напряжения относительно опорного, превышающем 180 ,

15 погрешность преобразования устройством сдвига фазы в цифровой код увеличивается пропорционально увеличению фазового сдвига и в пределе может достигать 180° .

20

Целью настоящего изобретения является расщирение диапазона измерения с сохранением высокой точности преобразования при совпадении пусковых им1гульсов, ког-

да сдвиг фазы близок к нулю или равен нулю.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержащее первый и второй формирователи входных сигналов, при этом выход второго форми- рователя соединен с первым входом первого элемента И-НЕ,сбдёржащее также второй и третий элементы И-НЕ, элемен ты НЕ и ИЛИ, блок управления, генератор импульсов и счетчик, введены пер- вый, второй, третей, четвертый и пятый RS -триггеры, причем выход первого формирователя входных сигналов соединен со счетным входом первого триггера, первый выход которого подсоединен к входу блока управления и первому входу элемента ИЛИ, а ьторой выход к S -входам второго и пятого триггеров, R -вход второго триггера соединен с первым выходом блока управления, а выход его со вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подк почен к S входу третьего триггера, R - вход кото рого соединен со вгорым выходом блока управления, а выход его - с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, соединенного своим входом с выходом второго формирователя входных сигналов, при этом выход второго элемента И-НЕ соединен с f -входом четвертого триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с i. -«ходом пятого триггера, подключенн го выходом к первому входу третьего элемента И-НЕ,3 «вход четвертого триггера соединен с третьим выходом блока управления, а выход четвертого триггера соедшген со вторые/ входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход со входом счетчика. На чертеже представлена структурная схема устройства для преобразования сдвига фазы в цифровой код. Устройство содержит формирователи 1 и 2 входных сигналов, триггер 3 со счетным входом и импульсными выходам элемент НЕ 4, блок 5 управления, RS триггеры 6, 7, 8 и 9, элементы И-НЕ 10, .11 и 12, генератор 13 импульсов элемент ИЛИ 14 и счетчик 15. Выходы счетчика 15 являются выходом устройст ва.

На входы формирователей 1 и 2 подаются соответственно опорное О и рабочее Up напряжения, фазовый сдвиг М между которыми необходимо преобразовать в цифровой код. На выходах формирователей формируются управляющие импульсы в момент изменения знака напряжений Uon и J р с минуса на плюс. Импульсы формирователя поступают на вход

триггера 3, на npsTMOM и инверсном выходах которого формируются управляющие импульсы, частота следования которых в два раза меньше. Импульсы с прямого выхода триггера 3 поступают на вход

блока 5 управления, который вырабатывает три следующие одна за другой коман.ды, устанавливающие триггеры 6, 7 и 8 в исходное состояние. Первая команда с первого выхода блока 5 управления по-

ступает на R -вход триггера 6, а вторая команда К2 со второго выхода блока 5 управления поступает на R - вход триггера 7, устанавливая триггеры б и 7 в нулевое состояние, при котором с выходов триггеров 6 и 7 на входы элементов И-НЕ Ю и И-НЕ 11 поступают запрещающие потенциалы. Третья команда с третьего выхода блока 5 управления поступает на S - вход триггера 8, устанавливая его в единичное состояние, при котором с выхода триггера 8 на вход элемента И-НЕ 12 поступает разрешающий потенциал. Началу преобразования соответствует появление на инверсном выходе триггера 3 управляющего импульса, который поступает на S - входы триггеров 6 и 9 и устанавливает их в единичное состояние, при котором с выходов триггеров 6 и 9 на входы элементов И-НЕ 10 и И-НЕ 12 поступают разрешающие потенциалы. Импульсы с выхода генератора 13 импульсов начинают поступать через элемент И-НЕ 12 на вход счетчика 15. При совпадении разрешающего потен- циала на выходе триггера 6 с паузой между импульсами формирователя 2 на выходе элемента И-НЕ 10 вырабатывается сигнал, который устанавливает триггер 7 в единичное состояние, при котором с выхода триггера 7 на вход элемента И-НЕ 11 поступает разрешающий потенциал. Импульс с выхода формирователя 2 поступает на вход элемента НЕ 4. С выхода элемента НЕ 4 проинвертйрованный импульс поступает на вход элемента И-НЕ 11, на выходе Которого вырабатывается им-

пульс, который поступает на R - вход триггера 8 н через элемент ИЛИ 14 поступает также на R - вхоц триггера 9, устанавливая триггеры 8 и 9 в нулевое состояние. С триггеров 8 и 9 на вкоа элемента И-НЕ 12 поступают запрещающие потенциалы, прекращая поступление импульсов с выхода генератора 13 на вход счетчика 15. В счетчике 15 фиксируется количество импульсов, пропорциональное фазовому сдвигу V .

Таким образом, настоящее устройство, благодаря введению новых элементов и связей, отличается более (высокой тон- ностью преобразования при любом значе-i НИИ фазового сдвига рабочего напряжения относительно опорного напряжения.

Сравнительные испытания данного устройства с известным показали, что пог- решность преобразования сдвига фазы в цифровой код при применении изобретения в диапазоне углов от О до 180° не превышает погрешности известного устройства, а в диапазоне углов от 18О до 360 может быть уменьшена в 0-Ч/36М раз, . . гаеЛ - фазовый сдвиг рабочего напряжения относительно опорного в градусах; - частота опорного напряжения в Гц.

Это позволяет использовать устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код в преобразователях, в которых требуется высокая точность преобразования в диапазоне углов от О до 36О .

Формула изобретения 0

Устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержащее первый и второй формирователи входных сигналов, при этом выход второго формирова-45 теля соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, содержащее также

рой и третий элементы И-НЕ, элемент. НЕ и ИЛИ блок управления, генератор импульсов и счетчик, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в него введены первый, второй, третий, четвертый и пятый RS - триггеры, причем выход первого формирователя входных сигналов соединен со счетным входом первого тригера, первый выход которого подсоединен к входу блока управления и nepBONiy ду элемента ИЛИ, а второй выход - к S - входам второго и пятого триггеров, Р. - вход второго триггера соединен с первым выходом блока управления, а выход его - со вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к в - входу третьего триггера, R - вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а выход его - с первы входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, соединенного своим входом с выходом второго формирователя входных сигналов, при этом выход второго элеj мента И-НЕ соединен с R - входом чет- ;Вертого триггера и вторым входом элемента И/1И, выход которого соединен с f - входом пятого триггера, подключенного выходом к первому входу третьего элемента И-НЕ, S - вход четвертого триггера соединен с третьим выходом блока управления, а выход четвертого триггера соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со входом счетчика.

Источники информации, прин$ггые во внимание при экспертизе

1.Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код , Л. 1974, Энергия, с. 153-155.

2.Авторское свидетельство СССР № 244735, 01 Ft 25/08, 1967 (прототип).