Преобразователь кода в скорость вращения вала

СОЮЗ СОБЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 11) А 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Трахтенберг Р.М. Импульсные статические системы электропривода с дискретным управлением, М.: Энерго- издат, 1982, с, 38, рис. 11.Башарин А.В. и др. Управление электроприводами. - Л.: Энергоиздат, 1982, с. 181-184.(57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с исполнительными устройствами. С целью повышения динамической точности н преобразователь кода в;. скорость вращения нала, содержащий блок 1 задания кода, генератор 2 импульсов, блок 3 преобразования кода в частоту, дискриминатор 8 фазы, блок 11 коррекции, коммутатор 13, регулятор 15 тока, усилитель 16, двигатель 17, редуктор 18, датчик 19 импульсов и датчик 20 тока, введены фазосдвига19159999 нал которого определяется соотноше-", нием0 при Б И )6 Неьх .88 ц 1 ц, приЯ - Я,В у где величина й Ю определяется количеством и младших входных разрядов компаратора 88 грубого сравнения, на которые подан потенциал "0".Первый и второй выходные сигналы 10 компаратора 87 точного сравнения определяются соотношением"0", при Ит И йвых 87"1" при Н ( ИУЗапись результатов сравнения периодов Н т з и Й в триггеры 81, 82, 83 осуществляется по переднему фронту 20 импульсов Т , поступающих на шестой вход дискриминатора 10 периода в моменты времени Е 7, Е 7 17 у й)7, 147.Цикл измерения периода частоты об- ратной связи 1 заканчивается с при ходом на седьмой вход дискриминатора 10 периода управляющего импульса У, устанавливающего счетчик 85 в нулевоесостояние.При нулевом сигнале РАБОТА на 30 одиннадцатом входе дискриминатора 10 :периода триггеры 81-83 находятся в нулевом состоянии и на первом - пятом выходах дискриминатора 10 периода соответственно имеются сигналы (Т= 35 = Т) = О, (Т, т) = 1, (Т,т) = О, (ТрТ) = 0 и (Т Т) = 1. В момент времени й 8 сигнал РАБОТА принимает ,единичное значение, При этом на выходе одновибратора 74 возникает нуле вой импульс, устанавливающий на выходе счетчика 85 максимальный код 174, заведомо превьппающий код Ит. Это вызывает появление сигнала "1" на втором выходе компаратора 87 точно го сравнения. В момент времени С 7 появления на шестом входе дискриминатора 10 периода управляющего импульса У триггер 83 переключается в единйчное состояние, а триггеры 81 50 и 82 сохраняют нулевое состояние. При этом на первом-пятом выходах дискриминатора 10 периода соответственно имеют место сигналы (Т= Т) = О, (Т. Ф Т) = 1, (Т "-Т) = О, (Т (Т) - 55 -1, (Трт) -О.Кроме того, возможна ситуация, когда импульсы частоты обратной связи следуют очень редкоПри этом по.20мере заполнения импульсами Е и счет"чика 85, на его выходе в определенный момент времени появляется. ну-левой сигнал ПЕРЕПОЛНЕНИЕ (на диаграммах фиг. 17 эта ситуация не отоб.ражена). При этом на выходах формиро"вателя 7 управляющих импульсов появляется серия из четырех управляющих импульсов У 1 - У 4. Первый импульс У 4 этой серии, поступая. на пя-.тый вход дискриминатора 10 периода",прекращает заполнение счетчика 85 импульсами. частоты заполнения 26 .При этом код И , подсчитанный счетчиком 85, равен максимальному коду ИтмаЦс,Второй импульс У этой серии, поступая на шестой вход дискриминатора 10периода, вызывает появление на первом - пятом выходах дискриминатора10 периода сигналов (Т= Т) = О,(Т т) = 1, (Т -Т) = О, (Т т)1 и (ТТ) = О. Третий импульсэтой серии У через элементы И-НЕ73 и 78 устанавливает счетчик 85 внулевое состояние, а с поступлениемчетвертого импульса У 4 этой серииначинается новый цикл измерения периода частоты обратной связи Е.Блок 12 контроля синхронной скорости (фиг. 9) предназначен для формирования кратковременного единичногоимпульса КИ на его выходе в моментперехода к режиму регулирования фазы.Работа блока 12 контроля синхроннойскорости поясняется диаграммами(фиг, 18),В исходном состоянии двигатель 17не вращается и на первый вход блока12 контроля синхронной скорости непоступают управляющие импульсы У 4.Поэтому на выходе элемента 100 И-НЕприсутствует сигнал "1". При отсутствии сигнала РАБОТА сигналы Т = Т иьТс Т, поступающие соответственнона третий и четвертый входы блока 12контроля синхронной скорости, равны"0", а сигнал НЕПРАВИЛЬНО на пятомвходе - "1". Положительный фронтсигнала НК поступает на второй входблока 12 контроля синхронной скорости спустя некоторое время после включения питания (момент времени 1 ) .При этом на выходе элемента И 96некоторое время после включения питания имеется сигнал "0", который устанавливает триггеры 101 и 102 в исходное нулевое состояние,Поскольку на обоих входах элементаИ"НЕ 99 присутствуют сигналы "1", вы 21 1599991ходной сигнал КМ блока 12 контролясинхронной скорости равен нулю.После того, как сигнал РАБОТА станет равным 1 , начнется разгон элеи Йктропривода и сигнал ТТ на чет 5вертом входе блока 12 контроля синхронной скорости станет равным "1"так как скорость вращения пока меньше заданной (момент времени ) . Сиг- Онал на выходе элемента И 95 становится равным "1" и своим передним фронтом устанавливает триггер 102 в единичное состояние. При этом на выходеинвертора 93 появляется сигнал "0",поэтому выходной сигнал элементаИ-НЕ 98 по-прежнему равен "1", и навыходе блока 12 контроля синхроннойскорости сохраняется нулевое значение сигнала КМ,20По мере разгона электропривода напервый вход блока 12 контроля синхронной скорости поступают управляющие импульсы У, которые не проходят .через элемент И-НЕ 100 и не поступают 25на входы установки в "0" триггеров101 и 102.Изменение значений логических сигналов Т = Т и Тс Т на выходах дискр.;минатора 10 производится при поступлении импульсов обратной связи в моменты времени, совпадающие с передними фронтами управляющих импульсов 1гВ момент времени , когда скоростьвращения электропривода больше илиравна заданной, сигнал Т Т становится равным "0 и на выходе инвертора93 возникает единичный сигнал, кото,рый, проходя через элементы И-НЕ 98и 99, поступает на выход блока 12контроля синхронной скорости в виде40сигнала КМ = 1. В этот же момент времени сигнал НЕПРАВИЛЬНО становитсяравным "0", что соответствует режимуправильного чередования импульсов45частот задания Ги обратной связиНулевое значейие сигнала НЕПРАВИЛЬНО блокирует работу триггеров101 и 102 по входам синхронизации .Затем в момент временина перФвый вход блока 12 контроля синхронной скорости поступает управляющийимпульс У который через элементИ-НЕ 100 и элемент И 96 подаетсяв випе нулевого импульса на входустановки в "0" триггера 102, устанавливая его в исходное нулевое состояние. Вследствие этого выхсдной сигнал элемента И-НЕ 98 становится равным "1", выходной единичный импульсКМ блока 12 контроля синхронной скорости заканчивается.Рассмотрим работу блока 12 контроля синхронной скорости при уменьшении заданного значения скорости электропривода.Пусть в момент времениумень 5шается частота следования импульсовчастоты задания К в результате чего1нарушается порядок чередования им"пульсов частот Ги Г,.При этом сигнал НЕПРАВИЛЬНО становится равным "1".На выходе элемента ИЛИ-НЕ 91 формируется сигнал Т Т, который равен1 при Т Т и 0 при Тз . Т. Элементы И 94 и 95 представляют собой ключи,отпираемые. единичным значением сигналаНЕПРАВИЛЬНО. Через элементы И 94 и 95проходят соответственно сигналы ТзТи ТТ. В момент времени(приГ сГ) сигнал (Тз) Т) = 1, а сигнал(Т ( Т) = О. Поэтому в единичное состояние устанавливается триггер 101,запоминая соотношение периодов частотзадания и обратной связи в момент выхода иэ режима регулирования фазы. Значение сигнала КМ при этом сохраняетсяразным нулю, В дальнейшем по мере торможения электропривода период частотыобратной связи увеличивается и в момент времени Т , синхронизированныйс передним фройтом управляющего импульса У, период частоть задания Тстановится меньше или равным периодучастоты обратной связи Т. При этомсигнал Т Т на выходе элемента ИЛИ-НЕ91 становится равным "0", инвертируется инвертором 92 и поступает на первый вход элемента И-НЕ 97. В результате этого на выходе элемента 97 И-НЕпоявляется сигнал логического"О, который приводит к появлению на выходеблока 12. контроля синхронной скорости сигнала КМ = 1. При этом сигналНЕПРАВИЛЬНО становится равным "0",а электропривод переводится в режимрегулирования фазы.1В момент времени Т поступает упТравляющий импульс У, который проходит через элемент И-НЕ 1.00, инвертируется в нем, проходит через элементИ 96 и поступает на вход установкив "0" триггера 101, устанавливая егов исходное нулевое состояние,Выходной сигнал элемента И-НЕ 97становится равным "1", а выходной23 159999 единичный импульс ВМ заканчивается.При выпадании электропривода иэ синхронизма под действием возмущений блок 12 контроля синхронной скорости работает аналогично.5Задатчик 14 интенсивности (фиг. 11) содержит в своем составе цифровое интегрирующее звено, роль которого выполняет счетчик 115. Выходной код счетчика 115 преобразуется в аналоговую форму ЦАП 16, Темп интегрирования и скорость изменения сигнала на выходе задатчика 14 интенсивности 11определяются значени ем частот Г и Г генератора 107 частоты, импульсы которых через ключ 108 и элементы 112, 113 И-НЕ поступают на суммирующий или вычитающийся входы счетчика 115. Частота КГ.20 Управление ключом 108 осуществляется сигналом ТТ, поступающим на второй вход задатчика 14 интенсивности, Если фактическое значение скорости вращения электропривода значительно отличается от заданного, то сигнал Т х Т равен 0 и для заполнения счетчика 115 используется высо- . кая частота Е 1. Если фактическое значение скорости близко к заданному, то сигнал Т х Т равен " 1" и темп изменения Бснижается в соответствии со значением частоты Г, В режиме увеличения скорости 11 д увеличивается, при уменьшении скорости - уменьшается. В режиме регулирования фазы импульса частот Е или Г на счетчик 115 не поступают и Б = сопз, Значение Ю д при этом пропорционально заданному значению скорости.Работа задатчика 14 интенсивности поясняется диаграммами (фиг. 19) .В исходном состоянии нулевой импульс НК устанавливает триггеры 110 и 111, а также счетчик 115 в нулевое состояние, при этом 0 и= 0Если сигнал РАБОТА равен "О", то сигнал ЗАМЕДЛЕНИЕ на четвертом входе равен "1", а сигналы НОРМА на пятом входе и УСКОРЕНИЕ на третьем входе задатчика 14 интенсивности равны 0 . Таким1150 образом, сигналы на втором, третьем и четвертом входах элемента И-НЕ 112 равны "1". В результате на вычитающий вход счетчика 115 поступает импульс частоты Г, который вызывает появле 55 ние нулевого потенциала на выходесчетчика 115. Этот сигнал нулевого уровня поступает на вход уста 1 24новки в "1" триггера 110 и увеличивает его в единичное состояние. Нулевойсигнал на инверсном выходе триггера110 блокирует дальнейшую подачу импульсов частоты К через элемент И-НЕ112 на вычитающий вход счетчика 115,на входе установки в "0" которого имеется сигнал " 1". Выходное напряжениезадатчика 14 интенсивности сохраняетнулевое значение,При появлении единичного значениясигнала РАБОТА в момент временина третьем входе задатчика 14 интенсивности появляется единичный сигналУСКОРЕНИЕ, устанавливающий триггер110 в нулевое состояние, Сигнал ЗАМЕДЛЕНИЕ становится равным "0". Поскольку сигнал НОРМА нулевой, то напервом, втором и четвертом входахэлемента И-НЕ 113 присутствуют сигналы 1 . В результате импульсы час-.11 11тоты Еначинают поступать на сумми-рующий вход счетчика 1 1 5 , на входеустановки в " 0" которого имеется сигнал " 0" . Напряжение Н , и нарастает ,нарастает и скорость элек троприв ода .По мере приближения скорости электропривода к заданному значению вмомент времени Тсигнал Тх Т навтором входе зада тчика 1 4 и нте нсивности становится равным " 1 " , переключает ключ 1 08 и темп нарастания Нснижается .В момент времени йпроисходитпереход к режиму регулирования фазы .При этом сигнал НОРМА " принимает единич но е значение , а сигналы УСКОРЕНИЕ ,ЗАМЕДЛЕНИЕ - нулевое . Единичное значение сигнала НОРМА и нв ер ти руе тся и нв ертором 1 09 и блокирует подачу импул ьсов частоты Гна счетчик 1 1 5 . Ростнапряжения Ппрекращается .В момент зр емени йначинаетсяпроцесс торможения электр опр ив ода ,например , до нулевой скорости . В этомслучае код задания скорости Инафиг . 1 задает нулевую частоту задания Г. Код периода задающей частотыИ при э том приобретает значение ,определяемое числом разрядов дискрими нат ора 1 О пе риода . В этот моментвремени сигналы на входах зада тчика1 4 интенсивности равны : ЗАМЕДЛЕНИЕединичный , НОРМА , УСКОРЕНИЕ, Т з с Т -нулевые . Положительный передний фро нтсигнала ЗАМЕДЛЕНИЕ подтверждает нулев ое состояние триг г ер а 1 1 1, Импульсычастоты Йначинают поступать черезэлемент 112 И-НЕ на вычитающий входсчетчика 115. Выходное напряжениеП ц плавно уменьшается, тормозя электропривод. На подходе к нулевомузначению скорости в момент временисигнал Тз = Т становится равным"1" и темп торможения уменьшается,В момент временисодержимоесчетчика 115 равно нулю, напряжениеУи = 0 и следующий импульс частотыпоступая на счетчик 115, устанавливает триггер 110 в единичное состояние, блокируя дальнейшее изменениевыходного напряжения задатчика 14интенсивности,ФТриггер 111 предназначен для блокировки поступления импульсов частотЕ и К на суммирующий вход счетчика 115 при достижении этим счетчиком 20максимального кода на своих выходах,В результате ограничивается максимальное значение Н,.Для пуска электропривода на заданную кодом И скорость необходимо 25переключить ключ 37 в блоке 5 задания режима, после чего сигнал РАБОТАприобретает единичное значение (момент временина Фиг. 20). Поступаяна четвертый вход Формирователя 7управляющих импульсов, сигнал РАБОТАвызывает появление на его выходах вмомент времени г. серию из четырехуправляющих импульсов У - 7, Поступая на одиннадцатый вход дискриминатора 10 периода, сигнал РАБОТА вызывает появление на его втором выходесигнала Т 5 Т, равного "1", а на пятомвыходе - сигнала Т -" Т, равного "0",Значения логических сигналов на первом, третьем и четвертом выходах .дискриминатора 10 сохраняют прежние значения (Тз = Т) = О, (Т Т) = 0 и(Т Ф Т) = 1. Таким образом, в моментвремени С, на первом и втором входахкоммутатора 13 имеют место сигналы"1", на его третьем входе - сигнал"0", а на четвертом входе сохраняется единичный сигнал НЕПРАВИЛЬНО, поскольку триггер б 5 памяти остается вединичном состоянии, В этом случаена первом выходе коммутатора 13 Формируется единичный сигнал УСКОРЕНИЕ,а на его втором и третьем выходах -нулевые сигналы ЗАМЕДЛЕНИЕ и НОРМА;В этом случае начинает плавно увеличивать свое выходное напряжение Уизадатчик 14 интенсивности с темпомобеспечивающим поедельно допустимоеускорение электропривода. Выходной сигнал задатчика 14 интенсивностипоступает на контур регулированияскорости, При этом благодаря наличиюобратной связи по скорости обеспечивается слежение частоты вращения двигателя 17 за сигналом задатчика 14 интенсивности независимо от величинымомента статической нагрузки на валудвигателя 17, т.е. обеспечиваетсяплавный разгон двигателя 17 с постоянным ускорением. При этом на выходедатчика 19 импульсов имеют место импульсы частоты к обратной связи с постепенно уменьшающимся периодом Т,В начальной стадии пуска импульсычастоты обратной связи К имеют значительный период. В этих условияхнашестом выходе дискриминатора 10 периода может возникнуть сигнал ПЕРЕПОЛНЕНИЕ, равный "0". Этот сигнал поступает на пятый вход Формирователя 7управляющих импульсов и приводит кпоявлению на его выходах серии из четырех импульсов У 1- 1 Импульс У,поступая на пятый вход дискриминатора 10 периода, прекращает подсчеткода И в счетчике 85 дискриминатора10 периода, Импульс Т поступая наж.-.;естсй вход дискриминатора 10 периода,осуществляет запись результата сравнения кодов И и М- в триггеры 81-83дискриминатора 10 периода. Так какзначение кода М соответствует максимальной емкости счетчика 85 дискриминатора 10 периода, на первом - пятомвыходах дискриминатора 10 сохраняютсяпрежние значения сигналов (Т = Т)= О, (Т, Т) = 1, (Т,:Т) - О, (Т, -Т) = 1, (Т.р Т) = О, Имп.льспоступая на седьмой вход дискриминатора 10 периода, обнуляет счетчик 85дискриминатора 10, подготавливая егок следующему циклу измерения периодаТ частоты обратной связи, которыйначинается с приходом импульса У навосьмой вход дискриминатора 10 периода,С каждым вновь приходящим импульсом частоты задания й и частоты обратной связи Е Форирователи 6 и 7управляющих импульсов вырабатываютсерии управляющих импульсов соответственно Х 1- Х и У - У. Эти импульсы поступают на соответствующие входыФормирователя 9 и дискриминатора 10периода. Поскольку периоды частот2 и Е отличаются значительно, импульсы этих частот чередуются неправильно. При этом управляющие импуль 27159999 сы Х и Хр синхронизированные с передним фронтом импульсов частоты задания Е ,поступают на соответствующие входы формирователя 9 чаще управляющих импульсов У и Ур синхронизиро 5 ванных с передним фронтом импульсов частоты обратной связи Е, и на выходе формирователя 9 имеется единичное состояние триггера 65 памяти и единичное значение сигнала НЕПРАВИЛЬНО. В дискриминаторе 10 периода непрерывно осуществляется подсчет значений кода В- и кода Б.р пропорциональных значениям периодов Тз и Т. В моменты времени, синхронизированные с передними фронтами управляющих импульсов У , на выходах дискриминатора 10 перйода обновляются значения логических сигналов (Т = Т), (Тс Т), 20 (ТТ) р (Т 14 Т) р (ТТ) В соот ветствии с текущими значениями периодов частоты задания Т и частоты об 3ратной связи Т. Значение кода И пот ступает на входную шину фазосдвигателя 4, который, благодаря наличию единичного сигнала НЕПРАВИЛЬНО осуществляет непрерывный контроль за фазовым сдвигом между опорной задающей частотой Е на первом входе фазосдвигателя 4 и частотой обратной связи Е (импульсы У 1 на третьем входе фазосдвигателя 4) . Поскольку при этом выходной сигнал ВМ блока 12 контроля синхронной скорости равен "О", то фазовый сдвиг выходной часто- З 5 ты Е , фазосдвигателя 4 не изменяетсяоПо мере увеличения скорости вращения двигателя 17 значения периодов частоты задания Т и частоты обратной 40Эсвязи Т сближаютсяр что приводит к появлению в момент времени Ср синхронизированный с передним фронтом импульса Ур единичного сигнала (Т - Т)=1 на третьем выходе дискриминатора 45 10 . периода, который поступает на второй вход задатчика 14 интенсивности и приводит к резкому снижению темпа нарастания его выходного напряжения. Вследствие этого при под ходе к синхронной (заданной) скорости ускорение электропривода резко снижается до уровня, обеспечивающего требуемую динамическую погрешность измерения соотношения периодов Т 55 и Т и, следовательно, соотношения заданной и фактической скоростей при любых значениях частот Еи Е, в том числе и достаточно низких. 28 По мере дальнейшего разгона электропривода наступает момент временисинхронизированный с передним фронтом управляющего импульса Т когда имеет место либо равенство периодов Т = Т, либо их соотношение Т Т. В этот момент. времени на третьем и четвертом входах блока 12 контроля синхронной скорости появляются соответственно либо сигналы (Т = Т)=1 и (Т с Т) = 0 (при точном равенстве периодов Тз и Т), либо сигналы (Тз= Т) = Ои (ТзсТ) = 9 (при соотношении периодов ТТ) . В обоих случаях в укаэанный момент времени з на выходе блока 12 контроля синхронной скорости образуется кратковременный единичный импульс ВМр синхронизированный с передним фронтом управляющего импульса Т. Импульс РМ поступает на вход синхронизации триггера 65, устанавливая в нулевое состояние его. выходной сигнал НЕПРАВИЛЬНО. На входе установки триггера 65 в единичное состояние при этом имеет место единичный сигнал с выхода элемента И 68. Импульсы "0" на данном выходе отсутствуют, поскольку импульсы задания и обратной связи чередуются правильно.Кроме того, импульс ВМ в момент временипоступает на пятый вход фазосдвигателя 4 и приводит к такому изменению фазы импульсов Е относительно импульсов опорной частоты Е которое обеспечивает нулевое фазовое рассогласование между импульсными последовательностями частоты заданияи частоты обратной связи Е.Нулевой сигнал НЕПРАВИЛЬНО, поступая на шестой вход фаэосдвигателя 4,блокирует работу счетчика 30 фазо- сдвигателя 4, обеспечивая постоянство фазового сдвига частот Е 5 и Е.оп. Кроме того, нулевой перепад НЕПРАВИЛЬНО поступает на пятый вход блока 12 контроля синхронной скорости, блокируя поступление сигналов на триггеры 101 и 102 блока 12 и, следовательно, работу этого блока.Одновременно нулевой сигнал НЕПРАВИЛЬНО поступает на четвертый вход коммутатора 13, выходные сигналы которого становятся равными: УСКОРЕНИЕ - "0", ЗАМЕДЛЕНИЕ - "0", НОРМА - "1", Единичный сигнал НОРМА поступает на пятый вход задатчика 14 интенсивности, после чего его выходное напряжение остается посто 30159999129я иным Б = с оп з С, обеспечивая заданное значение:корости вращенияэлектропривода,В этот же момент временио нулевой сигнал НЕПРАВИЛЬНО поступает нашестой вход дискриминатора 8 фазы,разрешая, подсчет текущего фазовогорассогласования между импульсами частот Г и Е. При этом на выходе дискриминатора 8 фазы появляется сигнал11 , величина и знак которого зависит от текущего фазового рассогласования между управляющими импульсамиХ 1 и У, на соответствующих входахдискриминатора 8 фазы.Таким образом, в момент времени1 происходит переход к режиму регулирования фазы. В этот момент времени значение скорости тем точнее со 20ответствует заданному, ем точнеевыполнено равенство периода Т и Т,Поскольку сравнение периодов Т иТ осуществляется в моменты поступления управляющих импульсов ч, синх ронизированных с импульсамн частотыобратной связи Г, значения периодовТ и Т в момент замыкания контурарегулирования фазы (например, в момент времени С) при заданном значении частоты Е могут быть сделаныв предлагаемом электроприводе какугодно близкими путем снижения ускорения электропривода на временномучастке С - С и выбора соответствующего числа разрядов дискриминатора 10 периодаНеобходимое значение ускорения электропривода обеспечивается путем подбора нужного значения частоты Г в генераторе 10740частоты, входящего в состав задатчика 14 интенсивности.В дальнейшем, при работе контурарегулирования фазы, контроль за работой электропривода, необходимый дляопределения момента включения контура автоматической синхронизациипри выпадании электропривода из "синхронизма", осуществляется только спомощью формирователя 9, которыйконтролирует правильность чередования импульсов частот К и й. Влияние дискриминатора 10 периода на работу контура регулирования фазы приэтом отсутствует, так как несмотряна постоянный контроль за соотношением периодов Тэ и Т и соответствующее этому изменение входных логических сигналов блока 12 контроля и коммутатора 13, выходные сигналы этихблоков сохраняются, т.е ВИ - "0",УСКОРЕНИЕ - "0"1 ЗАМЕДЛЕНИЕ - "0",НОРМА - " 1". Это обеспечивается блокирующим действием сигнала НЕПРАВИЛЬНО на выхоце триггера 65, которыйравен "0" при правильном чередованииимпульсов частот й; и д, независимоот соотношения их .периодов Т и Т,Следовательно, зона нечувствительности дискриминатора 10 периода,определяемая числом его разрядов идинамической ошибкой измерения гериодов Т и Т, может быть как угодномалой, Это не приводит к возникновению низкочастотных автоколебаний вэлектроприводе, Тем самым обеспечивается возможность точного заданияскорости в конце процесса синхронизации,Если величина возмущений, действующих на электропривод, значительна, тс в процес"е работы контура регулирования фазы может нарушатьсяпоследовательность поступления импульсов частот Г и Г. Например,резкое увеличение момента статичес-,кой нагрузки привоцит к быстромууменьшению скорости вращения и послеприхода импульса обратной связи Еприходят подряд два или более импульсов частоты задания Й (момент времени г. ), В этом случае на выходеэлемента И 68 появляется сигнал "0"и триггер 65 в момент времени С, устанавливается в единичное состояние.Его единичный выходнсй сигнал НЕПРАВИЛЬНОустанавливает выходное напряжение дискриминатора 8 фазы в нулевое значение. Одновременно единичное значение сигнала НЕПРАВИЛЬНО разрешает контроль за фазовым сдвигом между частотой Йд и частотой обратной связи Г с помощью фазосдвигателя 4.В этот же момент времени С единичФ ный сигнал НЕПРАВИЛЬНО, поступая на четвертый вход коммутатора 13, разрешает прохождение на выходы его входных сигналов, являющихся результатом сравнения значений периодов Т и Т. Поскольку при этом период Т меньше Т, то на первом - третьем входах коммутатора 13 присутствуют соответственно сигналы (Т; с. Т) = 1, (Т 1 Т) =и Т) Т) = О, Это приводит к появлению на выходах коммутатора1599913 сигналов: УСКОРЕНИЕ - "1", ЗАМЕД ЛЕНИЕ 0 НОРМА 0Кроме того, единичный сигнал НЕПРАВИЛЬНО поступает на пятый входблока 12 контроля синхронной скорости и разрешает установку сигналом(Т( Т)1 на его четвертом входе .в единичное состояние триггера 102.Таким образом, осуществляется запоминание начального (в момент времени%выпадания из синхронизма) соотношения периодов Т рац - ТначфЕдиничный сигнал УСКОРЕНИЕ приводит к плавному увеличению выходногонапряжения задатчика 14 интенсивности с темпом, определяемым значениемлогического сигнала Т Т (на фиг20изображен случай при единичном значении Т 1 й Т) . При этом возрастает скорость вращения двигателя 17 и частота 20обратной связи плавно возрастает.В момент временина выходе бло 5ка 12 контроля синхронной скоростипоявляется кратковременный единичныйимпульс М 1, который переводит электропривод в режим регулирования фазы сначальным фазовым рассогласованиеммежду импульсами частот 1 и Г,равным нулю, и скоростью вращения,равной заданной. Сигнал НОРМА на выходе коммутатора 13 при этом равен"1" и напряжение задатчика 14 интенсивности не меняется и . сопзй.При работе электропривода в режиме отработки заданной программной 35траектории при большой скорости изменения кода И в блоке 1 задания кодатакже возможно выпадение электропривода из режима синхронного вращения.Например, резкое уменьшение кода И40в момент времени : приводит к снижению частоты задания Еи поступлению двух подряд или более импульсовчастоты обратной связи Й, При этомсигнал НЕПРАВИЛЬНО на выходе формирователя 9 становится равным " 1", устанавливает в ноль выходное напряжениедискриминатора 8 фазы, разрешаетконтроль за фазовым рассогласованиеммежду частотами,й и Г в фазосдвигателе 4, запоминает начальное соотношение периодов Т и Т (Ть,нач Тнач )в блоке 12 контроля сынхронной скорости.Кроме того, поскольку при этом 55логические.,сигналы на первом - тре. тьем входах коммутатора 13 равны соответственно (ТТ) = О, (ТФ Т)1, (Т ъТ) = 1, то с учетом еди 3291ничного сигнала НЕПРАВИЛЬНО на выходах коммутатора. 13 появляются нулевые сигналы УСКОРЕНИЕ и НОРМА и единичный сигнал ЗАМЕДЛЕНИЕ, Вследствие этого выходное напряжение задатчика 14 интенсивности начинает плавно уменьшаться. При больших рассогласованиях частот Г и Г, следовательно, периодов Тз и Т, сигнал на третьем выходе дискриминатора 10 периода Т,рТ является нулевым, что обеспечивает режим торможения с постоянным максимально допустимым ускорением на всех частотах вращения электропривода независимо от значения нагрузки на валу двигателя 17.По мере сближения значений периодов Т и Т сигнал Т" Т на третьем выходе дискриминатора 10 периода в момент времени 7 становится единичным и темп торможения электропривода уменьшается. При этом обеспечивается точное задание начальных условий при замыкании контура регулирования фазы. Сочетание быстрого торможения при большом рассогласовании значений заданной и фактической скоростей и точного задания начальных условий в момент перехода к режиму регулирования фазы (момент времени С 8) и в этом случае позволяет снизить динамичес" кую ошибку регулирования мгновенной скорости.Если код Ы меняется достаточно медленно, что соответствует отработке медленных программных траекторий при небольших ускорениях электропривода, то выпадания из синхронизма не происходит.Для торможения электропривода с любого значения скорости до нуля необходимо вернуть ключ 37 в блоке 5 задания режима в исходное состояние. При этом сигнал РАБОТА становится нулевым (момент времени 9). Выходной сигнал НЕПРАВИЛЬНО формирователя 9 становится единичным. При этом устанавливается в ноль напряжение 0 дискриминатора 8 фазы, в фазосдвигателе 4 начинается контроль за фазовым сдвигом между частотами Гаи Х, а в блоке 12 контроля синхронной скорости запоминается начальное соотношение периодов Т и Т,В этот же момент времени Сз на выходах дискриминатора 10 периода устанавливаются исходные сигналы, 1 На выходах коммутатора 13 имеют место нулевые сигналы УСКОРЕНИЕ и НОРМАи единичный сигнал ЗАМЕДЛЕНИЕ. Вследствие этого выходное напряжение задатчика,14 интенсивности плавно уменьшается до нуля, тормозя электропривод до нулевой скорости с максимальным темпом.В момент времени й скорость двигателя 17 становится равной нулю, а схема электропривода устанавливается в исходное состояние.При работе электропривода с фазовым управлением в режиме регулирования Фазы (промежутки времени 5689) логические сигналы 15 Т 9= Т, Т сТ, Т ъТ могут принимать любые значения (на диаграммах фиг,20 эта ситуация не отражена).Таким образом, электропривод с фазовым управлением обеспечивает большую точность регулирования скорости за счет создания близких к нулю начальных рассогласований по скорости и Фазе в момент перехода к режиму регулирования фазы,25Формула изобретенияПреобразователь кода в скорость вращения вала, содержащий блок задания кода, выходы которого соединены с информационными входами блока образования кода в частоту, тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора импульсов, дискриминатор фазы, выход которого соединен с входом блока коррекции, регулятор тока, выход которого через усилитель соединен с входом двигателя, вал двигателя кинематически связан с ва 40 лом датчика импульсов, выход двигателя через датчик тока соединен с первым входом регулятора тока, и коммутатор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения динамической точности преобразователя, в него введены фазосдвигатель, блок задания режима, первый и второй формирователи импульсов, формирователь сигнала синхронизма, дискриминатор периода, блок контроля синхронной скорости, задатчик интенсивности и блок преобразования частоты в напряжение, выход блока преобразования кода в частоту соединен с первым входом фазосдвигателя, выход которого 55 соединен с первым входом первого формирователя импульсов, выход датчика импульсов соединен с входом блока преобразования частоты в напряжение и первым входом второго формирователя импульсов, выходы с первого по четвертый первого Формирователя импульсов и выходы с первого по четвертый второго Формирователя импульсов соединены с входами с первого по восьмой соответственно дискриминатора периода, второй выход генератора импульсов соединен с вторым входом фазосдвигателя, первым входом дискриминатора фа.ы и девятым входом дискриминатора периода, первый выход первого формирователя импульсов и выходы с первого по третий второго формирователя импульсов соединены с входами с второго по пятый соответственно дискриминатора фазы, первые выходы первого, второго формирователей импульсов и четьертые выходы первого, второго Формирователей импульсов соединены с входами с первого по четвертый соответственно Формирователя сигнала синхронизма, первый и третий выходы второго формирователя импульсов соединены соответственно с третьим входом фазосдвигателя и с первым входом блока контроля синхронной скорости, первый выход блока задания режима соединен с вторыми входами первого второго формирователей импульсов и блока контрол,. синхронной скорости, четвертым входом фазосдвигателя, десятым входом дискриминатора периода и первым входом задатчика интенсивности, первый выход генератора импульсов соединен с третьими входами первого и второго Формирователей импульсов, второй выход блока задания режима соединен с четвертым входом второго Формирователя импульсов, пятым входом формирователя сигнала синхронизма и одиннадцатым вхсдом дискриминатора периода, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока контроля синхронной скорости, третий выход - с вторым входом задатчика интенсивности, второй, четвертый и пятый выходы - соответственно с первым, вторым .и третьим входами коммутатора, шестой выход - с пятым входом второго Формирователя импульсов, выход блока контроля синхронной скорости соединен с.пятым входом Фазосдвигателя и шестым входом формирователя сигнала синхронизма, выход которого сое 1599991 36контроля сивности грсинхронной скорости, шестыми входами тора периода соединена с группой дискриминатора фазы и фазосдвигателя входов фазосдвигателя, выходы блока и четвертым входом коммутатора, вы- коррекции, задатчика интенсивности5ходы с первого по третий коммутатора и блока преобразования частоты в соединены с входами. соответственно напряжение соединены с входами сос третьего по пятый задатчика интен- ответственно с второго по четвертыйрегулятора тока.1599991 10 тель 4, блок 5 задания режима, первый 6 и второй 7 формирователиимпульсов, формирователь 9 сигнала синхронизма, дискриминатор 10 периода, блок 12 контроля синхронной скорости, эадатчик 14 интенсивности и блок 21 преобразования частоты в напряжение. Преобразователь работает в режиме частотной следящей системы, обеспечиваюцей вхождение двигателя в синхронизм после резких отклоненийИзобретение относится к автоматике и может. быть использовано для связи цифровых вычислительных устройств с исполнительными устройствами.Цель изобретения - повышение динамической точности преобразовате- ля путем уменьшения времени переходных процессов и повышения плавности отработки входного воздействия,На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя кода в скорость вращения вала; на фиг. 2фструктурная схема фазосдвигателя; на фиг. 3 - структурная схема блока задания режима; на Фиг. 4 - структурная схема первого Формирователя импульсов; на Фиг. 5 - структурная схема второго формирователя импульсов; на Фиг. 6 - структурная схема дискриминатора фазы; на фиг. 7 - 35 структурная схема формирователя сигнала синхронизма; на фиг. 8 - структурная схема дискриминатора периода; на фиг. 9 - структурная схема блока контроля. синхронной скорости; на 40 Фиг. 10 - структурная схема коммутатора; на Фиг. 11 - структурная схема задатчика интенсивности; на фиг, 12 и 13 - временная диаграмма работы Фазосдвигателя; на Фиг. 14 - времен ная диаграмма работы первого формиро" вателя импульсов; на фиг. 15 - временная диаграмма работы дискриминатора Фазы; на фиг, 16 - временная диаг" рамма работы формирователя сигнала 50 синхронизма.на Фиг. 17 - временная диаграмма работы дискриминатора периода; на фнг. 18 - временная диагража работы блока синхронной скорости; на Фиг. 19 - временная диаграмма 55 работы задатчика интенсивности; на фиг, 20 - временная диаграмма работы преобразователя кода в скорость вращения вала. скорости вращения двигателя от номинальной, и в режиме фазовой следящей системы, обеспечивающей удержание синхронной скорости вращениядвигателя. Управление осуществляетсяпутем сравнения по частоте и фазе импульсной обратной связи с выхода датчика 19, кинематически связанного свалом двигателя 17, с импульсами,частота. которых пропорциональна входному коду преобразователя. 20 ил. Преобразователь кода в скоростьврацения вала (фиг, 1) содержит блок 1задания кода, генератор 2 импульсов,блок 3 преобразования кода в частоту,Фазосдвигатель 4, блок 5 задания режима, первый 6 и второй 7 формирователи импульсов, дискриминатор 8 фазы,формирователь 9 сигнала синхронизма,дискриминатор 10 периода, блок 1 1коррекции, блок 12 контроля синхронной скорости, коммутатор 13, задатчик14 интенсивности, регулятор 15 тока,усилитель 16, двигатель 17, редуктор18, датчик 19 импульсов, датчик 20тока. и блок 21 преобразования частоты в напряжение.Фазосдвигатель 4 (Фиг. 2) образуетэлементы И-НЕ 22 и 23, элемент И 24,инвертор 25, элементы 26 и 27 задержки,триггеры 28 и 29, счетчики 30 и 31импульсов, регистр 32, а также цифровые компараторы 33 и 34,Блок 5 задания режима (Фиг, 3)состоит из источника 35 напряжения,блока 36 токоограничивающих элементов (резисторов), ключа 37, триггера38, повторителя 39 и интегрирующегоэлемента (конденсатора) 40.Первый формирователь 6 импульсов(Фиг, 4) выполнен на элементе И 41,триггере 42, регистре 43, шине 44единичного потенциала, второй формирователь 7 импульсов (Фиг. 5)на,элементе И 45, одновибраторах 46и 47, элементе ИЛИ 48, триггере 49,регистре 50 и шине 51 единичного. потенциала.Дискриминатор 8 Фазы (фиг. 6) содержит инверторы 52 и 53, элементИ 54, элементы И-НЕ 55 и 56, триггерыАССТЙ Сб Сн Сн ССФУ Сбб С бб п Си Си С 22 С 2 б С 2 б СббС 2 б С Сб С 22 СЗСК С(б Сбб СббИ111111111С 2 Сб Сб С 2 Сб С 2 бс 22222 С 2 б С С 2 бС 2 Сббббб С 2ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Производственно КИОДО ЯРЯ Заказ 3150ВНИИПИ Государственно11303 Тираж 668 По комитета по изобретениям и от Москва, Ж, Раушская наб.,исноерытиям при ГКНТ ССС5 15999Формирователь 9 сигнала синхрониз- ма (фиг. 7) состоит из триггеров 63- 65, элементов И 66-68, а также элемента ИЛИ-НЕ 69.Дискриминатор 10 периода (фиг. 8) образуют элементы И-ИЛИ-НЕ 70 и 71, инверторы 72 и 73, одновибратор 74 элементы И 75-78, триггеры 79-83, счетчики 84 и 85 импульсов, регистр 86, цифровые компараторы 87 и 88, шины 89 нулевого потенциала и шины 90 единичного потенциала.Блок 12 контроля синхронной скорости (Фиг. 9) содержит элемент ИЛИ-НЕ 91, инверторы 92 и 93, элементы И 94-96, элементы И-НЕ 97-100, триггеры 101 и 102, а также шину 103 единичного потенциала.Коммутатор 13 (Фиг. 10) выполнен на элементах И 104 и 105 и элементе И-НЕ 106.Задатчик 14 интенсивности (Фиг.11) содержит генератор 107 импульсов, ключ 108, инвертор 109, триггеры25 110 и 111, элементы И-НЕ 112-114, счетчик,115, ЦАП 116, шину 17 нулевого потенциала и шины 118 единичного потенциала.Преобразователь кода в скорость вращения вала работает следующим образом.Код И, задающий требуемую скорость вращения электропривода с выхода блока 1 поступает на входную шину блока 3 преобразования кода в 35 частоту, в котором в соответствии со значением Б , частота синхронизации 1: , поступающая с первого выхода генератора 2, преобразуется в опорную частоту задания й рЧас тота Й 1,поступает на первый вход фазосдвигателя 4, который преобразует ее в частоту задания Г того же периода, но сдвинутую относительно частоты йпо Фазе, В даль нейшем регулирование фазы импульсов датчика 19 осуществляется относительно импульсов частоты задания ь;В электроприводе с Фазовым управ лением в зависимости от взаимного расположения импульсов частоты задания Й и обратной связи Г имеют место режим синхронного или режим несинхронного вращения Последний в свою 55 очередь может быть разделен на режимы УСКОРЕНИЕ и ЗАМЕДЛЕНИЕ. В режиме синхронного вращения работает контур регулирования Фазы. При несинхронном 91вращении (при выпадании электропривода из синхронизма) работает контуравтоматической синхронизации, обеспечивая режимы УСКОРЕНИЕ или ЗАМЕДЛЕНИЕ. В состав контура регулированияФазы входят дискриминатор 8 фазы,блок 11 коррекции, .регулятор 15 тока, усилитель 16 мощности, двигатель17 с датчиком 20 тока в якорной цепи,редуктор 18, датчик 19 импульсов скорости и блок 21 преобразования час"тоты в напряжение. В режиме несихронного вращения контур регулированияФазы разомкнут и дискриминатор 8 фазы установлен в нулевое состояние(П = 0), В этом режиме работаетконтур автоматической синхронизации,содержащий формирователь 9 сигналасинхронизма, дискриминатор 10 периода, блок 12 контроля синхронной скорости, коммутатор 13 и задатчик 14интенсивности.После включения питания на выходеповторителя 39 блока 5 формируетсякратковременный импульс начальнойустановки НК, равный "0", которыйустанавливает в исходное нулевоесостояние регистры 43 и 50 первогоЬ и второго 7 формирователей управляющих импульсов. Импульс НК, постуЩ Впая на вход регистра 32 Фазосдвига-.теля 4, задает нулевой фазовый сдвигмежду входной Г д и выходной Г частотами фазосдвигателя 4, поступМя навход дискриминатора 10 периода, устанавливает в исходное нулевое состояние счетчики 04 и 05 и регистр 86,поступая на вход задатчика 14 интенсивности, устанавливает триггеры 110и 111, счетчик 115 и выходное напряже.ние ЦАП 116 в ноль, поступая на второй вход блока 12 контроля синхронной скорости, устанавливает триггер101 в нулевое состояние, обеспечиваянулевое значение выходного сигналаэтого блока,В исходном состоянии двигатель 17не вращается, триггер 38 блока 5 находится в "О", а сигнал РАБОТА на выходе блока 5 задания режима равен0. Поступая на одиннадцатый входдискриминатора 10 периода, нулевойсигнал РАБОТА устанавливает триггеры8 1-83 в "О", на первом, втсром и третьем выходах дискриминатора 10 периода устанавливаются сигналы "0". Начетвертом и пятом выходах дискриминатора 10 периода устанавливаются сигналы "1". На выходах регистра 86 дис 1599991криминатора 10 периода при этом имеетместо код периода МтНулевой сигнал РАБОТА поступает такжена пятый вход блока 9,обеспечивая черезэлемент И 68 установку в единичноесостояние триггера 65, Выходной сигнал НЕПРАВИЛЬНО с выхода триггера 65поступает на шестой вход дискриминатора 8 фазы, устанавливая на его выходе напряжение Ц , равное нулю, ипоступает на четвертый вход коммута"тора 13. Поскольку на первом входекоммутатора 13 присутствует сигнал"0", то на первом его выходе имеетместо нулевой сигнал УСКОРЕНИЕ. Второй и третий входы коммутатора 13подключены соответственно к четвертому и пятому выходам дискриминатора 10 периода, имеющим единичный потенциал. Поэтому на втором выходе коммутатора 13 в исходном состоянии присутствует единичный сигнал ЗАМЕДЛЕНИЕ, а на его третьем выходе - нулевой сигнал НОРМА. Выходное напряжение 25задатчика 14 интенсивности равно нулю. Сигнал НЕПРАВИЛЬНО поступает также на входы фазосдвигателя 4 и блока12 контроля синхронной скорости, разрешая их работу. При этом выходнойсигнал блока 12 контроля синхроннойскорости сохраняет нулевое значение,а в фазосдвигателе 4 сохраняется нулевой фазовый сдвиг между входнойЕ , и выходной Ечастотами,Работа фазосдвигателя 4 поясняется диаграммами на Фиг, 12 и 13. На основе второго счетчика 31 собран генератор линейно"нарастающего40 периодического сигнала пилообразной формы, представленного цифровым кодом И(С) на его выходных разрядах, Период этого сигнала равен периоду частоты Е , поступающей на первый вход фазосдвигателя 4, поскольку каждый импульс частоты Е р устанавливает счетчик 31 в нулевое состояние. Темп нарастания сигнала Иопределяется значением частоты заполнения Е , поступающей на вход счет 50 чика 31, .Выходной код второго счетчика 31 сравнивается в компараторе 34 с кодом управления фазой И на выходе регистра 32, В момент равенства кодов регистра 32 и счетчика 35 на выходе компаратора 34 возникает им" пульс частоты задания Е, являющийся выходным сигналом фазосдвигателя +. На диаграммах на фиг. 12 видно, что период выходной частоты Е фазосдвигателя 4 равен периоду его входной частоты Е, а фазовый сдвиг Ьймежду ними определяется значением кода ИТакйм образом, управление фазой импульсов частоты задания Е сводится к вычислению кода И , значение которого хранится в регистре 32. Обновление значения кода Б осуществляется в момент перехода к режиму регулирования фазы путем перезаписи содер"жимого счетчика 30 в регистр 32 посигналу ВМ, поступающему на тактовыйвход регистра 32 в виде единичногоимпульса (момент времени Тна фиг.12),синхронизированного с передним фронтом импульса частоты обратной связи Е,Дискриминатор 8 фазы построен таким образом, что нулевое значениефазового рассогласования отвечаетвременному сдвигу Д .между переднимифронтами импульсов частот Е, и Е,равному Т /2 (где Т - период входной опорной частоты Е д), т.е. в этовремя импульсы частоты обратной связиЕ располагаются посредине временногопромежутка между импульсами частотызадания Е,. Таким образом, в моментперехода к режиму регулирования фазыначальное значение 6должно быть равно Т/2.Это условие обеспечивается соответствующим выбором кода М . Подсчетзначения кода Мосуществляется заранее в режиме несинхронного вращения,который предшествует режиму регулирования фазы и которому соответствуетединичное значение сигнала НЕПРАВИЛЬНО. В режиме регулирования фазы кодИ= сопя.На фиг. 13 а показано взаимное расположение импульсов частот Е ш,Е , Е в момент времени с,2 перехода к режиму регулирования фазы дляслучая, когдасТ/2, где Ь С,=с - С- временной сдвиг между перейдними фронтами импульсов частот Е,рИ Е 11При переходе к режиму регулирования фазы обеспечивается равенствочастот Е и Е 1, а Е = Е . Поэтомуравны и периоды следования этих частот. Иэ фиг. 13 а видно, что начальный временной сдвиг й (0) равенТ/2, если после прихода импульсаЪВ момент времени 1, когда содержимое счетчика 30 достигло значения кода И , импульс обратной связи Е еще не йоступил и управляющий импульс 5 У на третьем входе фазосдвигателя 4 отсутствует, При этом выходной сигнал компаратора 33 устанавливает счетчик 30 в нулевое состояние. Тем самым дальнейший отсчет временного сдвигаСв счетчике 30 осуществляется с потерей половины кода РЪВ момент времени й на третий вход фазосдвигателя 4 поступает управляющий импульс У , который в мо-мент временипрекращает подачу импульсов частоты Гна суммирующий вход счетчика 30. Таким образом, при 1 ) С на выходе счетчика 30 присутствует код И. Поскольку при этом единичный сигнал И 1 на пятом входе фазосдвигателя 4 отсутствует, запись кода М в регистр 32 не производится.Далее в процессе изменения скорости электропривода период частоты об ратной связи Г (импульсов У) изменяется и в момент времени йприхода управляющего импульса У выполняются условия перехода к режиму регулирования Фазы. При этом в момент 30 времени С 1 на пятый вход фазосдвигателя 4 поступает единичный импульс ВИ, осуществляющий запись подсчитан ного к этому времени кода Б из счетчика 30 в регистр 32, что приводит к соответствующему изменению фазы импульсов Г на выходе фазосдвигателя 4. Одновременно с этим в момент временисигнал НЕПРАВИЛЬНО на шестом входе фазосдвигателя 4 становит ся нулевым и блокирует работу ключа, состоящего иэ триггеров 28 и 29 и элемента И 23.Полученный фазовый сдвигТмежду частотами Г) щ и Е не изменяет 45 ся до тех пор, пока не изменится зна" чение кода Мв регистре 32Работа первого формирователя 6 управляющих импульсов (фиг. 4) поясняется диаграммами (см. Фиг. 14).Триггер 42 и регистр 43 устанавливаются в исходное нулевое состояние сигналом НК. Первый же импульс последовательности Г своим передним Фронтом в момент времени Й 1 переклю чает триггер 42 в единичное состояние. При этом на первом информационном входе регистра 43 появляется единичный сигнал. В момент времениимпульс частоты Ес своим передним Фронтом переписывает сигнал 1 с первого входа регистра 43 на его первый пряМой выход Х . На инверсном выходе Х регистра 43 появ.". ляется сигнал нулевого уровня, сбрасывающий через элемент И 4 1 триггер 42 в исходное нулевое состояние, после чего на первом и втором входах регистра 43 имеют место соответственно сигналы О и 1.В момент времени, совпадающий с передним Фронтом следующего импульса частоты Гс, логические сигналы на первом и втором входах регистра 43 переписываются соответственно на его первый Хи второй Х прямые выходы. При этом на первом входе регистра 43 остается уровень О", а на втором и третьем его входах появляются соответственно уровни Ои 1Следующий импульс последовательности Гс своим передним фронтом в момент времени С 4 переписывает сигнал О на втором входе и " 1 на третьем входе регистра 43 соответственно на его второй Х и третий Хвыходы, При этом на четвертом входе регистра 43 устанавливается сигнал 1", а на остальных его входах имеют место сигналы О.В момент времени С 5 на третьем выходе Хрегистра 43 устанавливается сигнал О", а на его четвертом выходе Х+- 1При этом на всех входах регистра 43 имеют место сигналы 0 В момент времени 16 сигнал О появляется и на четвертом выходе Х регистра 43, после чего регистр 43 и весь формирователь 6 управляющих импульсов оказывается в исходном состоянии.Таким образом, переднему фронту каждого импульса частоты задания Й на выходах первого Формирователя 6 управляющих импульсов соответствует серия из четырех коротких единичных управляющих импульсов Х,-Х 4. Длительностьэтих импульсов и временной сдвиг Ь 1 между передними фронтами импульса частоты Г и переднего им 3пульса Х 1 серии определяются периодом частоты синхронизации 1 . Величина временного сдвига с не превышает величину периода частоты Г , т.е.15999 является при соответствующем выборезначения Е очень небольшой,Функциональная схема второго формирователя 7 управляющих импульсовпредставлена на фиг. 5, Второй форми 5рователь 7 отличается от первого формирователя 6 управляющих импульсовналичием дополнительных элементов -первого и второго одновибраторов 46и 47 и элемента ИЛИ 48, Эти элементы обеспечивают формирование сериииз четырех коротких единичных управляющих импульсов У на выходахформирователя 7 при появлении на егочетвертом входе единичного сигналаРАБОТА или при появлении на его пятом входе нулевого сигнала ПЕРЕПОЛНЕНИЕ. В остальном работа второгоформирователя 7 управляющих импульсов описывается диаграммой, аналогичной диаграмме, представленной нафиг. 14. При этом каждая серия управляющих импульсов 71 в У появляется на выходах формирователя 7 с некоторой небольшой случайной задержкойАС относительно переднего фронта .каждого импульса частоты обратной связиГ, поступающей с выхода датчика 19импульсов, 30Работа дискриминатора 8 фазы(фиг. 6) поясняется временными диаграммами (фиг. 15), причем переднимфронтам частот задания Г и обратнойсвязи Й отвечают управляющие импульсысоответственно Х 1 и У, - Ус соответствующих выходов первого 6 и второго 7формирователей управляющих импульсов.Выходной сигнал дискриминатора 8фазы равен нулю (11,= 0), когда перед-Оний фронт импульса частоты обратнойсвязи Е(У) находится точно посередине временного промежутка между передними фронтами импульсов частоты задания Е(Х) (промежуток времени-на фиг. 15). Указанному положению ймпульсных последовательностейГи Г соответствует нулевой фазовыйсдвиг. Таким образом, значение временного промежутка между передними фронтами импульсов частот Е(Х) и Г(У),равное половине периода частоты задания Т,/2, отвечает значению ошибкирегулирования фазы, равной нулю. Приуменьшении указанного временногосдвига фазовое рассогласование является отрицательным (например, промежуток времени с- г. - с на фиг, 15),а при увеличении - положительным (на 91 14пример, промежуток времени С- С,на фиг. 15).Для вычисления напряжения Ьиспользуется ЦАП 61 в двухполярном включении. При этом напряжение П , равное нулю, соответствует коду Й,= 1000, а минимальное отрицательное 11О,и максимальное положительное ПО напряжения на выходе дискриминатора 8 фазыотвечают соответственно кодам И == ООО и И = 111 на входах ЦАП 6 1.Дискриминатор 8 фазы измеряет фазовое рассогласование при условии наличия нулевого сигнала НЕПРАВИЛЬНО. Впротивном случае счетчик 59 и регистр60 установлены в нулевое состояние,При этом выходной сигнал ЦАП 61 равеннулю, так как его входной код И =1000.При появлении нулевого сигнала НЕПРАВИЛЬНО счетчик 59 и регистр 60 переводятся соответственно в режим вычисления и хранения текущего фазовогорассогласования, а выходной сигналэлемента И-НЕ 56 равен значениюстаршего разряда 1) регистра 60, т,е,код И р на входе ПАП 61 равен коду,записанному в регистре 60,На триггерах 57 и 58 и элементеИ 54 собран ключ, открывающийся попереднему фронту сигнала Х(моментывремени , йб, с, Т, на фиг. 15) изакрывающийся по переднему фронту сигнала У (моменты времениса ). При открытом состоянии этого ключа импульсы частоты заполненияЕчерез элемент И 54 поступают насуммирующий вход счетчика 59, которыйизмеряет фазовый сдвиг между сигналами Хи У т.е. между импульсами частоты задания Еи частоты обратнойсвязи Г,С приходом управляющего импульсаУ (моменты времени С 6, ,0, С ) измеренный счетчиком 59 код М заносится в регистр 60 и на выходе дискриминатора 8 фазы формируется напряжение11, пропорциональное текущему фазовому рассогласованию.В моменты времени С., в1 когдапоявляются управляющие импульсы Уз,счетчик 59 устанавливается в нулевоесостояние, подготавливая дискриминатор 8 к вычислению нового значенияфазового рассогласования.Формирователь 9 сигнала .синхронизмаправильности чередования импульсов частоты задания Гз и частоты обратной связи Г и формирования сигнала НЕПРА-ВИЛЬНО при отсутствии синхронизма. Правильным чередованием импульсов частот Г и Е считается такое их чередование, когда они следуют поочередно, т,е. нет ситуации, когда между двумя импульсами частоты Г(5) присутствуют два или более импульсов частоты Г(Г ) . На входы формирователя 9 поступают не сами импульсы частот Г и Г, а управляющие импульсы Х и 7, синхронизированные с передними Фронтами 15 импульсов частот Й и Г соответственЭноРабота формирователя 9 поясняется диаграммами (фиг. 16).20На первьв и третий входы формирователя 9 в моменты времени С,5ф с 2 Фф 25 поступают импульсыХ 1 и Х, а на второй и четвертыйвходы - в моменты времени С 2, с , 25Г 6 Рф е У 12 Ь С 27 импУльсы 71 и Уф,В исходном состоянии на пятом входеформирователя 9 присутствует нулевойсигнал РАБОТА, блокирующий его выход.Триггер 63 находится в единичном 30состоянии, т.е. на соответствующихвходах элементов И 66 и 67 имеют место соответственно нулевой и единичный сигналы. Триггер 64 находится внулевом состоянии, на его инверсномвыходе присутствует сигнал " 1". Навходах элемента 69 ИЛИ-НЕ имеют местосигналы "0", а иа его выходе - "1".С появлением единичного сигналаРАБОТА на выходе элемента И 68 также 40появляется единичный сигнал. Управляющий импульс У, появляющийся в моментвремени С 2, не. вызывает никаких изменений в состоянии элементов формирователя 9, так как не проходит на выход 45элемента И 66, заблокированного повторому входу сигналом нулевого уровня с инверсного выхода триггера 63,В момент времени С появляется.еди 3ничный импульс У, переключающий триг гер 64 в единичное состояние, так какна его информационном входе присутствует единичный сигнал. При этом наинверсном выходе триггера 64 появляется сигнал нулевого уровня переклю 55чающий триггер 63 в нулевое состояниеНа прямом выходе триггера 63 появляется нулевой сигнал, возвращающий триггер 64 в исходное нулевое состояние. При этом единичное значение на выходеэлемента И 68 не изменяется.Если импульсы Х, У чередуются правильно, то следующим должен появитьсяна первом входе формирователя 9 импульс Х (момент времени + на фиг.16).Этот импульс не вызывает никаких изменений в состоянии элементов формирователя 9 и на выходе элемента И 68 попрежнему присутствует единичный сигнал.В момент времени й на третьем вхоЯде формирователя 9 появляется импульсХ, переключающий триггер 63 в единичное состояние.В момент времени С,на соответствующие входы формирователя 9 поступают управляющие импульсы У и У,т.е. сохраняется правильное чередование импульсов Х, У. При этом работаформирователя 9 не отличается от егоработы в моменты времени 2,Предположим, что в момент времениС 5 появляется второй подряд импульсчастоты обратной связи, Это приводитк тому, что вслед за импульсом У, вмомент времени С на четвертом входеформирователя 9 йоявляется импульсУ 1 на его втором входе. Имеет местонеправильное чередование импульсовчастот Ги Г, когда чаще следуютимпульсы частоты Г. В этом случаеимпульс Ув момент временипродходит на выход элемента И 66, так какна втором входе этого элемента присутствует разрешающий единичный сигнал с инверсного выхода триггера 63.Этот импульс У проходит на выходэлемента ИЛИ-НЕ 69, инвертируясь внем, и появляется на выходе элементаИ 68 в виде импульса "О", устанавливая триггер 65 в единичное состояние,В промежуток времени4 С й С 2 эимеет место правильное чередованиевходных импульсов Х,.У . и на выходеформирователя 9 сохраняется единичныйсигнал.Далее предположим, что поступаетвторой подряд (после момента времениТ ) импульс частоты задания Г, Этоприводит к тому, что на первом входеформирователя 9 в момент временипоявляется импульс Х. Имеет место неправильное чередование импульсов частот Е и Й , когда чаще следуют импульсы частоты Г,. В этом случае импульсХпроходит на выход элемента И 67и далее на второй вход элемента ИЛИНЕ 69, инвертируется и в виде импульса "0" появляется на выходе элементаИ 68 и устанавливает в "1" триггер 65.Таким образом в случае неправиль 95ного чередования импульсов частотГз,и Г на выходе формирователя 9 вырабатывается единичный потенциал.Дискриминатор 10 периода (фиг, 8)предназначен для измерения периодовимпульсных последовательностей Г и Г,сравнения измеренных значений Ти Тпо величине и занесения результата втриггеры памяти. Период частоты задания Г. измеряется элементом И-ИЛИ-НЕ70, инвертором 72, триггером 79, элементами И 75 и 76, счетчиком 84 и регистром 86. Период частоты обратнойсвязи Е измеряется элементом И-ИЛИ-НЕ71, инвертором 73, триггером 80, одновибратором 74, элементами И 77 и 78и счетчиком 85, Измеренные значенияпериодов Т и Т сравниваются в цифровых компараторах грубого 87 и точного88 сравнения. Результаты сравнения д 5заносятся в триггеры 8 1-83.Работа дискриминатора 10 периода(фиг. 17),Начальное нулевое состояние триггера 79, счетчика 84 и регистра 86обеспечивается сигналом начальногосброса по питанию НВУправляющий импульс Х 1, появляющийся на первом входе дискриминато 35ра 10 периода в момент временина выход первого элемента И-ИЛИ-НЕ 70не проходит, так как на четвертомвходе этого элемента имеется сигнал"О" с прямого выхода триггера 79. 4Управляющие импульсы Х и Х, появ.ляющиеся соответственно на втором итретьем входах дискриминатора 10 периода в моменты времени 2 изу неизменяют нулевого состояния счетчика84 и регистра 86, а управляющий импульс Х 4. на четвертом входе дискриминатора 10 периода в момент времениг. вызывает появление на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 70 нулевой импульс,5 Озадний положительный фронт которогов момент времени С переключает триггер 79 в единичное состояние, поскольку на информационном входе триггера79 в этот момент времени имеет место55единичный сигнал. В результате этогоединичный сигнал появляется на четвертом входе элемента И-ИЛИ-НЕ 70 ивтором входе элемента И 75, Импульсы частоты заполнения Г на девятом входе дискриминатора 10 периода через элемент И 75 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 84 . Начинается отсчет периода следования импульсов частоты задания Г.При поступлении очередного импульса частоты задания Г в момент временина первый вход дискриминатора 1 О периода поступает управляющий импульс Хг. При этом на выходе элемента И-ИЛИ. НЕ 70 появляется нулевой импульс, задний положительный фронт которого в момент времени С, переключает триг. гер 79 в нулевое состояние, поскольку на информационном входе триггера 79 в этот момент времени имеется нулевой сигнал. В этот же момент времени й прекращается заполнение счетчика 84 импульсами частоты Г (прекращается отсчет периода следования импульс. сов частоты задания Е). Управляющий импульс Х в момент временизаписывает подсчитанный счетчиком 84 код М т в регистр 86, а импульс Хз в момент времени , переводит счетчик 84 в нулевое состояние, подготавливая его к следующему циклу измерения периода частоты задания Е, начинающегося в момент временис периодом импульса Х на соответствующий вход дискриминатора 10 периода.Период частоты обратной связи Г измеряется аналогично. Заполнение счетчика 85 импульсами частоты заполнения Г япроисходит в промежуток времени между управляющии импульсами У и У принадлежащими двум соседним сериям управляющих импульсов У,и поступающим соответственно на восьмой и пятый входы дискриминатора 10 периода в моменты времении 1 ь1 ю и 16 е г-е 9 и с 36 ф Й ъ 9 иПодсчитанный счетчиком 85 код И поступает на вторую входную шину компаратора 87 точного сравнения, на первую шину которого подается код ИтКроме того, старшие разряды и 1тп в+В кодов Ч, и И поступают на соответствуютщие старшие разряды Аг,+ , Аи В+, . . . В, входных шин компаратора 88 грубого сравнения, на младшиевходные разряды А , Аи ВВ г 1 которого подан потенциал "0". Этим достигается приближенное сравнение кодов Ит,и И,- в компараторе 88 грубого сравнения, выходной сиг