Кодирующий пребразователь фаза-код Советский патент 1982 года по МПК G01R25/08 H03K13/20 

1

Изобретение относится к устройствам измерения фазового сдвига напряжений и может найти применение в измерительной технике, устройствах преобразования угол-код, средствах автоматики.

Известно устройство преобразования фазового сдвига двух напряжений в цифровой код. В преобразователе фазовыйсдвиг напряжений преобразуется во временной интервал, заполняемый счетными импульсами, число которых подсчитывается счетчиком 11Недостатком такого преобразователя является низкая точность из-за нестабильности блоков преобразования сдвига фазы во временной интервал. К этим блокам относяуся избирательные усилители, формирователи импульсов запуска и остановки счетчика и др.

Известен кодирующий преобразователь фаза-код, содержащий управляемый фазовращатель, выходом соединенный с входом первого формирователя, выход которого соединен с первьал входом фазового преобразователя,вторым входом соединенного с выходом второго формирователя и выходом - с входом квантующего преобразователя.

Выходы управляемого фазовращателя . и второго формирователя соединены с входом первого переключателя., выход

г которого через третий формирователь и фазовый детектор подключен к входу синхронного детектора, соединенного управляинйим входом с выходом коммутационного генератора и управляющим

|п входом первого переключателя. Второй переключатель входами соединен с выходами первого и второго формирователя и с выходом коммутационного генератора, а выходс 1 - с вторым входом фазового детектора. Выход син15хронного детектора соединен .с управлякнцим входом управляемого фазовращателя t2 J.

Недостатком известного преобразо20вателя является сравнительно низкая точность компенсации неоднозначности фазовых характеристик первого и второго формирователей из-за нестабильности выходной характеристики 25,управляемого фазовращателя в условиях окружающей температуры (-50) - ()с.|

Цель изобретения - повьшение точности путем введения коррекции в результат измерения квантующего преоб30разователя. Поставленная цель достигается тем, что в кодирующий преобразователь фаза-код, содержащий первый и второй формирователи, входами соединенные со входами первого переключателя а выходами со входами первого фазового преобразователя и входами второго переключателя, третий формирователь, соединенный входом с выходом первого переключателя, коммутационный генератор, квантуквдий преобразователь, первый вход которого соединен с выходом первого фазового преобразователя, введены второй фазовый преобразователь, реверсивный счетчик, блок памяти и блок управления, входы второго фазового преобразователя соединены с выходом третьего формирователя и выходом второго переключателя соответственно а выход со входом реверсивного счетчика, коммутационный генератор через блок управления выходом соединен с третьими входами переключателей и входами реверса и переноса реверсив ного счетчика, выход которого через блок памяти соединен со вторым входом квантующего преобразователя. На чертеже представлена схема кодирующего преобразователя фаза-код Преобразователь содержит три иде тичных Формирователя 1-3, два переключателя 4 и 5 напряжений, два фазовых преобразователя б и 7, комму тационный генератор 8, подключенный через блок 9 управления соответственно к входам переключателей 4,5 и входам реверса и переноса реверсивного счетчика 10, блок 11 памяти, квантующий преобразователь 12.Формирователи 1 и 2 входами соединены с входами переключателя 4, а выходами - со входами фазового преобразователя б и входами второго переключателя 5. Третий формирователь 3 соединен входом с выходом переключа теля 4. Квантующий преобразователь 12 подключен одним входом к выходу первого фазового преобразователя 6, а вторым - к выходу блока 11 памяти Вход блока 11 памяти подключен к выходу реверсивного счетчика 10. Входы второго фазового преобразо вателя 7 подключены соответственно к выходам формирователя 3 и переклю чателя 5, а выход - к выходу реверсивного счетчика 10. Преобразователь работает следующим образом. На выходах формирователей 1 и 2 формируются импульсы Старт и Сто в моменты перехода через ноль напря жений и и и, фазовый сдвиг между которыми необходимо измерить. Фазовым преобразователем б време ной интервал между импульсами Стар и Стоп заполняется счетными импульсами,число которых считывается квантующим преобразователем 12 и пребразуется в двоичное число N, пропорциональное фазовому сдвигу напряжений и. и Ujj. С помощью переключателя 4 входы формирователей 1 и 2 последовательно во времени подключаются ко входу формирователя 3, а выходы их через переключатель 5 - ко входу фазового преобразователя 7, второй вход которого соединен с выходом формирователя 3. При подключении входа и выхода формирователя 1 соответственно к входу формирователя 3 и входу преобразователя 7 на выходе последнего формируется последовательность импульсов, число N которых пропорционально фазовой неидентичности формирователей 1 и 3. Это число импульсов считывается реверсивным счетчиком 10 в сторону сложения. При подключении входа и выхода формирователя 2 соответственно к входу формирователя 3 и входу фазового преобразователя 7 на выходе последнего формируется последовательность импульсов, число N которых пропорционально фазовой неидентичности формирователей 2 и 3. Полученное число импульсов считывается реверсивным счетчиком 10 в сторону вычитания. После окончания счета разность кодов чисел импульсов ,полученная при счете в сторону сложения и счете в сторону вычитания, в виде двоичного числа переносится с реверсивного счетчика 10 в блок 11 памяти. Управление переключателями 4 и 5, направление счета реверсивного счетчика 10 и формирование команды на перенос кода разности чисел импульсов N,f - N 2. осуществляются блоком 9 управления от коммутационного генератора 8. Количество импульсов N и N можно представить в виде ы t (ifi) -1 (Уз ) . N --I ы t(Чa)-t(fг) i t fc4 где t(v,) - момент времени появления импульсов Старт на выходе формирователя 1 в функции его фазовой нестабильности;tCfj) - момент времени появления импульса Старт на выходе формирователя 2 в функции его фазовой нестабильности; t (),) - момент времени появления импульса .Стоп на выходе формирователя 3 в функции его фазовой нестабильности;

t - длительность счетных импульсов, заполняющих временной интервал между импульсами Старт и Стоп.

Разность чисел импульсов N.-Nравна

. к. ))) fi)-b

N .,--.

ь-сч, -сч.

Таким образом, разность чисел N. -П пропорциональна фазовой неидентичности (нестабильности) формирователей 1 и 2 и не содержит в себе составляющей от фазовой нестабильности Лормирователя 3, которая исключается из нее при счете в сторону сложения и -вычитания реверсивного счетчика 10.

Фазовая неидентичность формирователей 1 и 2 в виде кода, пропорциональная числу импульсов блока 11 памяти переносится в } вантуювдий преобразователь 12 с соот- ветствующим знаком, где оиа складывается (или вычитается) с информацией, полученной в результате измерения временного интервала между мо leнтaми перехода через ноль напряжений и Uj

Полученное на выходе квантующего преобразователя 12 двоичное число N после указанных вьше операций не содержит в себе погрешности измерения фазы, обусловленной фазовой нестабильностью и неидентичиостью формирователей 1 и 2.

Использование преобразователя фаза-код позволяет повысить точность преобразования за счет введения компенсации от нестабильности и неилен ичности формирователей нуль-переход - импульс в результат измерения (Ъазы.

Формула изобретения

Кодирующий преобразователь фазакод, содержащий первый и второй формирователи, входами соединенные со .входами первого переключателя, а выходами первого фазового преобразователя и входами второго переключателя третий формирователь, соединенный входом с выходом первого переключателя, коммутационный генератор,квантующий преобразователь, первый вход которого соединен с выходом первого фазового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй фазовый преобразователь, реверсивный счетчик, блок памяти и блок управления, причем входы второг фазового преобразователя соединены с выходом третьего формирователя и выходом второго переключателя соответственно, а выход со входом реверсивного счетчика, коммутационный генератор через блок управления выходсм соединен с третьими входами переключателей и входами реверса и переиоса реверсивного счетчика, вьход которого через блок памяти со вторым входом квантующего преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Преснухин А.И., Шаньгин В.Ф.

и др. Фотоэлектрические преобразователи информации. 1974, с. 228.

2.Авторское свидетельство СССР № 571899, кл. Н 03 К 13/20, 1971.