Генератор парных импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/78 

1

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к генераторам парных импульсов с регулируемым фазовым сдвигом, и может быть использовано, например в измерительной технике для 5 получения регулируемого с малым шагом дискретности и с высокой точностью фазового сдвига в стробоскопичепких преобразователях, фазометрах и т.д.10

Известен датчик интервалов времени, представляющий собой генератор парных импульсов с регулируемом фазовым сдвигом. Устройство содержит синтезатор двух колебаний, а также 5 каналы формирования импульсов начала интервала и конца интервала, каждый из которых включает .пересчетные устройства, временные селекторы и вентили. Кроме того, датчик содержит нас- 20 кад совпадения, два дешифратора, два управляющих счетчика и блок управления.

Общими признаками с предложенным 25 устройством являются пересчетные устройства, временные с.електоры и управляющие счетчики. Принцип действия у стройства основан на цифровом формирбва- НИИ фазового сдвига выходных импуль- зо

сов, который меняется с каждым периодом на постоянную величину ij .

Известное устройство обладает низкой надежностью и точностью работы вследствие того, что каскад совпадения сравнивает импульсы, частоты которых не связаны между собой из-за отсутствия обратной связи между каскадом совпадения и синтезатором колебаний. Кроме того, недостатком датчик.а является также ограничение пределов регулировки фазового сдвига, поскольку его максимальная величина не может превышать период следования импульсов на выходе каскада совпадения.

Наиболее близким по своей сущности техническим решением к изобретению является генератор парных импульсов с цифровым формированием фазового сдвига, содержащий опорный и подстраиваемый генераторы, соединенные с соответствующими счетчиками. Фазовый дискриминатор, два временных селектора, схему сравнения кодов, два управляющих счетчика, дополнительный счетчик, элемент задержки и триггер. Число, записанное в управляющем счетчике долей периодами число, записанное в управляющем счетчике периодов, определяют заданную величину .времеиного интервала, состо.чшего из соот ветствующего количества долей перио да и периодов колебаний опорного ге нератора 2 . Известное устройство обладает низкой надежностью работы из-за того что в зависимости от соотношения чисел в управляющих счетчиках возможно появление ложных выходных импуль сов. В частности возможно появление на выходе одного из временных селекторов импульсов, опережающих требуемые, поскольку коммутируемый элемент задержки включается в зависимости только от кода числа в управляющем счетчике долей периода, в то время, как фаза сигнгша, отпирающе.го этот временной селектор, определяется ком бинацией чисел в обоих управляющих счетчиках. Кроме того, недостатком устройсд ва является также недостаточная точность воспроизведения заданного фазового сдвига, характеризуемая систе матической относительной погрешностью. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и повышение .точности .за счет устранения систематической погрешности. Цель достигается тем, что в генератор парных импульсов, содержащий опорный и подстраиваемый генераторы, каждый из которых соединенчерез соответствующие счетчики со входами фазового дискриминатора, выход которого подключен к управляюгцему входу подстраиваемого генератора, компара тор, первые входы которого соединены с кодовыми выходами управляющего счетчика долей периода, второй выход которого соединен с управляющим входом элемента задержки, а третий через управляющий счетчик периодов подключен ко входу делителя с переменным коэффициентом деления, выход компаратора соединен со входом первого временного селектора, выход которого подключен ко входу первого триггера, выходом соединенного со вторым входом первого временного се лектора, а также второй временной селектор, дополнительно введен второй триггер, первый вход которого подключен к выходу компаратора, а в рой соединен со вторым входом перво триггера и выходом второго в ременно го селектора, первый вход которого подключен к выходу делителя с переменным коэффициентом деления, -а вто рой соединен с выходом опорного ген ратора и вторым входом делителя, с переменным коэффициентом деления,тр тий вход которого подключен к выход элемента задержки. При этом второй вход элемента задержки соединен с выходом второго триггера, выход под страиваемого генератора подключен к третьему входу первого временного с лектора, а кодовые выходы счетчика подстраиваемого генератора соединены со вторыми входами компаратора. Введение дополнительного триггера и новых связей обеспечивает максимальную надежность устройства благодаря устранению возможности появления ложных выходных импульсов при любых комбинациях чисел в управляющих счетчиках. Это достигается изменением алгоритма работы временных селекторов и коммутируемого элемента задержки. Одновременно с этим удается устранить также систематическую погрешность формирования фазового сдвига, и, следовательно, повысить точность работы устройства. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого генератора парных импульсов. Генератор содержит опорный 1и подстраиваемый 2 генераторы. Выход опорного генератора 1через счетчик 3 и выход подстраиваемого генератора 2 через счетчик 4 соединены со входами фазового дискриминатора 5, выход которого соединен с управляющим входом подстраиваемого генератора 2. Входы компаратора 6 соединены соответственно с кодовыми выходами счетчика 4 и управляющего счетчика 7 долей периода, который через управляющий счетчик 8 периодов подключен к первому входу делителя 9 с переменным коэффициентом деления. Второй выход управляющего счетчика 7 соединен с управляющим входом элемента 10 задержки. Выход первого временного селектора 11 подключен ко входу первого триггера 1.2, а выход компаратора 6 сравнения кодов подключен к первым входам второго триггера 13 и временного селектора 11, второй вход которого соединен с выходом триггера 13, а третий вход соединен свыходом подстраиваемого генератора 2. Вторые входы триггеров 12 и 13 подключены к выходу второго временного селектора 14, первый вход которого соединен с выходом делителя 9, а второй соединен с выходом опорного генератора 1 и вторым входом делителя 9, к третьему входу которого через элемент 10 задержки подключен выход триггера 13. Устройство работает следукяцим образом. Опорный генератор 1 вырабатывает импульсы с периодом следования Т, которые поступают через счетчик 3 емкостью N-1 на фазовый дискриминатор 5, на другой вход которого через счетчик 4 емкостью N поступают импульсы с выхода подстраиваемого генератора 2. Благодаря действиюастатической састемы фазовой автоподстройки частоты, включающей фазовый дискриминатор 5, счетчик 4 и подстраиваемый генератор 2, период следования импульсов на выходе последнего станоТ- -ТN - N нится равным: iioM нулевому состоянию счетчиков 3 л 4 соответствует равенство фаз коле баний обоих генераторов 1 и 2. Очевидно, что при этом временной интервал между соответствующими импульсами генераторов 1 и 2 с кавдым их периодом увеличивается на величину . Если в счетчиках 7 и 8 записаны соответственно числа m и п, то в момент появления числа m в счетчике 4 компаратор 6 вЕядает импульс, отпирающий временной селектор 11 и переключающий триггер 13. Выходной сигнал последнего, пройдя через элемент задержки 10, разрешает счет делителю 9, коэффициент деления которого определяется кодом числа п, поступающим из счетчика 8, следователь но, через п периодов колебаний генератора 1 на выходе делителя 9 появит ся сигнал, отпирающий временной селектор 14. Последний выдает очередной импульс от генератора 1, возвращающий триггер 13 в исходное состояние. При этом также прекращает счет и возвращается в исходное состояние делитель 9, исключая возможность появления повторных импульсов на выходе временного селектора 14 до появле ния очередного импульса на выходе временного селектора 11. Длительност временного интервала между импульсам генерируемыми устройством, составляе t mT-vnT-m{T-ДТ) пТ- тЛТ , причем систематическая погрешность в предлагаемом устройстве равна нулю Коммутируемый элемент 10 задержки пр дотвращает появление на выходе време ного селектора 14 ложного импульса, предществующего требуемому. Величина задержки и диапазон ее действия определяется задержками применяемых логических элементов. Триггер 12 пре дотвращает появление ложных импульсов на выходе временного селектора 1 блокируя последний до появления очередного импульса на выходе временного селектора 14. Подавая каждый импульс конца интервала на вход счетчика 7, можно ре ализовать автоматическое изменение фазового сдвига по линейному закону. Таким образом, совокупность вновь введенного элемента и новых связей позволяет реализовать устройство, обладающее максимальной надежностью при любых числах в управляющих счетчиках 7 и 8. Кроме того, предлагаемый генератор обеспечивает высокую точность формирования заданного фазового сдвига между выходными импуль сами. Максимальный фазовый сдвиг в предлагаемом устройстве не ограничен . Принципиальная схема генератора позволяет конструктивно реализовать его на микросхемах со средней степенью интеграции, поскольку она распадается на узлы с относительно мапым Числом связей между ними, причем больлинство узлов допускают технологический разброс параметров, в частности задержки распространения сигнала, без ухудшения параметров устройства в целом и необходимости индивидуапьной настройки. Формула изобретения Генератор парных импульсов, содержащий опорный и подстраиваег ий генераторы, каждый из которых соединен через соответствующие счетчики со входами фазового дискрим1натора, выход которого подкпюче к управляющему входу подстраиваемого генератора,компаратор , первые входы KOTOpoio соединены с кодовыми выходами управляющего счетчика доли периода,второй выход которого соединен с управляющим входом элемента задержки, а третий через управляющий счетчик периодов подключен ко входу делителя с переменным коэффициентом деления, выход компаратора соединен со входом первого временного селектора, выход которого подключен ко входу первого триггера, выходом соединенного со вторым входом первого временного селектора, а также второй временной селектор, о т л ичающийся тем, что, с целью повьпиения надежности и точности, з него введен второй триггер, первый вход которого подключен к выходу компаратора, а второй соединен со вторым входом первого триггера и выходом второго временного селектора, первый вход которого подключен к выходу делителя с переменным коэффициентом деления, а второй соединен с выходом опорного генератора и вторым входом делителя с переменным коэффициентом деления, третий вход которого подключен к выходу элемента задержки, при этом второй вход элемента задержки соединен с выходом второго триггера, выход подстраиваемого генератора подклк)чен к TpeTbef-iy входу первого временного селектора, а кодовые выходы счетчика подстраиваемого генератора соединены со вторыми входами компаратора. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 236519, кл. Н 03 К 1/02, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 526062, кл. Н 03 К 3/78, 1974.