Преобразователь фазового сдвига во временной интервал

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ.РЕСПУБЛИК И 9 К 13/2 ЕТ ЕЛЬСТВУ тво СССР1982,о СССР1979. М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(56) 1. Авторское свидетельУ 949808, кл. Н 03 К 13/20,2. Авторское свидетельствЯф 678666, кл. Н 03 К 13/20,(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГОСДВИГА ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ, содержащий первый, второй и третий триггеры, источник опорного напряжения,интегратор, первый и второй ключи,инвертор, детектор нуля и два формирователя, выход одного из которых,подключен к первому входу первоготриггера, второй вход которого соединен с выходом второго формирователяи со счетным входом второго триггеравыход источника опорного напряженияподключен к потенциальному входу,пер1088113 вого ключа, выходы первого и второгоключей через интегратор и детекторнуля соединены с вторым входом третьего триггера, первый вход которогоподключен к инверсному выходу второго триггера и управляющему входу вто"рого ключа, потенциальный вход которого соединен с выходом инвертора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьппения точности преобразо.вания, в него дополнительно введеныпреобразователь период - код, элемент И и цифроаналоговый преобразователь, потенциальный вход которогосоединен с выходом источника опорного напряжения, выход - с. входом инвертора, прямые выходы первого и вто.рого триггеров соединены через элемент И с управляющим входом первогоключа, прямой выход второго триггерачерез преобразователь период-код подключен к управляющим входам цифроана"логового преобразователя.20 1 1088Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано при измерении фазовыхсдвигов,Известен преобразователь фазовогосдвига во временной интервал, содер,жащий источник опорного напряжения,.четыре ключа, два интегратора, инвертор, детектор нуля, два триггера,задатчик времени, элемент И, два эле.мента ИЛИ, распределитель импульсови два формирователя коротких импульсов Г 1 .Недостатками устройства являютсянизкое быстродействие, вызванноепоследовательным преобразованием измеряемых величин, и значительнаясложность конструкции, обусловленнаяструктурным методом построения дляобеспечения необходимой точности.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяпреобразователь Фазового сдвига вовременной интервал, содержащий тритриггера, источник опорного напряжения, два интегратора, три ключа, инвертор, детектор нуля и два формирователя коротких импульсов, выход одного из которых подключен к первомувходу первого триггера, второй входкоторого соединен с выходом второгоформирователя коротких импульсов,выход источника опорного напряженияподключен к потенциальным входам первого и второго ключей, управляющиевходы которых соединены соответствен-З 5но с выходом первого триггера и спрямым выходом второго триггера, инверсный выход которого подключен к.,первым входам третьего ключа и третьего триггера, выход первого ключачерез первый интегратор и детекторнуля соединен с вторым входом третьего триггера, выход второго ключачерез второй интегратор и инверторподключен ко второму входу третьего 45ключа, выход которого связан.со вхо.дом первого инвертора 17 .Однако известное устройство харак.теризуется невысокой точностью преоб"разования, вызванной зависимостью 50постоянной времени интегратора оттемпературы окружающей среды.Цель изобретения - повышение точности преобразования.Поставленная цель достигается тем,55что в преобразователь Фазового сдвигаво временной интервал, содержащий первый, второй и третий триггеры, источ 113 2ник опорного напряжения, интегратор,первый и второй ключи, инвертор, детектор нуля и два формирователя, выход одного из которых подключен к первому входу первого триггера, второйвход которого соединен с выходом второго формирователя и со счетным вхо"дом второго триггера, выход источника опорного напряжения подключен кпотенциальному входу первого ключа,выходы первого и второго ключей черезинтегратор и детектор нуля соединенысо вторым входом третьего триггера,первый вход которого подключен к инверсному выходу второго триггера и управляющему входу второго ключа, потенциальный вход которого соединенс выходом инвертора, дополнительновведены преобразователь период - код,элемент И и цифроаналоговый преобразо.ватель, потенциальный вход которогосоединен с выходом источника опорногонапряжения, выход - со входом инвертора, прямые выходы первого и второготриггеров соединены через элемент Ис управляющим входом первого ключа,прямой выход второго триггера черезпреобразователь период - код подклю-чен к управляющим входам цифроаналогового преобразователя.На чертеже приведена функциональная схема преобразователя фазовогосдвига во временной интвервал,Преобразователь содержит формирователи 1 и 2 коротких импульсов, выходы которых соединены со входами первого триггера 3, а выход формирователя 2 подключен к счетному входу второго триггера 4. Выход первого триггера 3 и прямой выход второго триггера 4 через элемент И 5 соедине ны с управляющим входом первого ключа 6. Прямой выход второго триггера 4 подключен ко входу преобразователя 7 период - код, выходы которого соединены с управляющими входами циф. роаналогового преобразователя 8. Потенциальные входы ключа 6 и преобразователя 8 соединены с выходом источника 9 опорного напряжения. Выход преобразователя 8 через инвертор 10 соединен с управляющим входом второго ключа 11, а выходы ключей 6 и 11 через последовательно соединенные интегратор 12 и детектор 13 нуля подключены ко второму входу третьего триггера 14, первый вход которого соединен с инверсным выходом второгоЗаказ 2688/52 Тираж 862 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 3 10881 триггера 4 и управляющим входом ключа 11.Устройство работает следующим обра эом.В исходном состоянии на вход формирователя 1 поступает напряжениеО, а на вход формирователя 2 - напряжение 0, относительно которого изме 4ряется фаза напряжения 01. В момент перехода напряжений 0 и 02 через 10 нулевой уровень от отрицательного значения к положительному на выходах формирователей 1 и 2 образуются ко" роткие импульсы, которые, поступая на входы триггера 3, формируют на его выходе временной интервал 1, пропорциональный фаэовому сдвигу Ч, причем ц)- Фгде Т " период колебаний напряжений ЖЦ, иЦ.На прямом выходе второго триггера 4 формируется импульс длительностью Т, пропускающий через элемент 5 каждый нечетный период напряжения Р 2 импульс длительностью , который с выхода элемента 5 открывает .ключ 6, и интегратор 12 заряжается от источника опорного напряжения до нап яжения ЗО Рв ф опГ1где а - постоянная времени интегра 1тора 12.35Импульс длительностью Т с выхода второго триггера 4 преобразуется преобразователем 7 в код й, причем где 1( - передаточный коэффициент . 40преобразователя 7.На выходе преобразователя 8 вырабатывается напряжение 13 4ЦЗ к 2 1 оп"где к - передаточный коэффициентгпреобразователя 8.203= , Оопт:00 пт1На выходе инвертора 10 вырабатывается напряжение"4= кЗ%пТПо прохождении очередного импуль" са от формирователя 2 второй триг-гер 4 перебрасывается, закрывается ключ 6, открывается ключ 11 и перебрасывается третий триггер 14, формируя начало временного интерваламиНапряжение 04, поступает на вход интегратора 12 и начинает разряжатьего.Интегратор 12 разряжается до нуля за время 1 х. При этом напряжение,с+откуда 1 с ТЪТак как , (7 ,то2 Т/где к - коэффициент пропорциональностиПри достижении нулевого уровня на выходе интегратора 12 детектор 13 нуля перебрасывает триггер 14, формируя на его выходе временной интер. вал 6 х.Таким образом, изобретение позволяет повысить точность измерения фазовых сдвигов за счет исключения из окончательного результата погреш" ностей, вызванных температурными и временными уходами интегратора.