Преобразователь фаза-частота

ОП ИГУАН Ки 142 О 113ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советской Социалистичеосии Республик(51) М. Кл. Н 0"1. 3,02 с присое;11 п 1 енпем заяв 1;и Гооудврстввнный комитет Советв Министров СССР по делам изобретении и открытийХарьковский институт радиоэлектроники 1(71) Заявитель ОБРЛЗОВЛТЕЛЬ ФЛ СТОТА Величина фазов 11 радусах, межддальными сигналСООП 1 О ШЕППСМ:5 ига ср, выраженная ВХОДНЫМП СИ 5 НУСОИ- деляется известным вого сд у двум а 5 ми опр=- 360т промежут щий углу период вхКотоРан времени, соответствуюдвпга фаз т,лпого сигнала,должна быть сформпрова Частота а, равна Изобретение относится к области цифровой преобразовательной технички и может найти применение в системах управления, телемехапики и дистанционного контроля.Известны цифре вые преобразователи фаза-частота с промежуточным время-импульспым преобразсваниемсодержащие блок управлеяия, генератор эталонной частоты, управляемые вентили, счетчики и группу импульсно-потенциальных вентилей. Предлагаемое устроиство отличается от известнпых тем, что в нем счет 1 ные входы триггеров сумматора поразрядно соединены с выходами триггеров суммирующего счетчика вто рой группы импульсно-потенциальных вентилей, выходы котсрых подключены к счетным входам триггеров сумматора, потенциальные входы - к выходам триггеров сум миру 1 ощего счетчика. Импульсные входы объедине,ны и 20 через первый управляемый вентиль соединены с выходом генератора эталонной частоты и со входом втсрсго управляемого,вентиля, выход которого, в свою очередь,:подкл 1 очеп ко входу суммиру 1 ощего ечетчика. 25Это позволяет повысить точность преобразования угла сдвига фаз в частоту следованияиипульсов.Принцип действия преобразователя заключается в следующем, 30), =Ке К - коэффициент пропорцпопалы 1 ости. Зтому условию удовлетворяет частота, спделясмая следующим выражением:360 пКЛМуе ), -- эталонная частота;Л - число имлульссв эталонной часто.ты, укладывающихся в сднссекупдном времснном интервале;с -- число из 1 пульсов эталсн 1 н 1 О 11 час 1 Оты за время 1., соопветствующеуглу сдвига фаз ср;Л - число импульссв эталонной частоты за один период Т входного с.1 гнала.3Из выражсния (2) следует, что если часто ту о выорать равной о=-И 360, где- неко торый коэффинкцент пропорциональности, вы равнение (2) принимает вид:(3)т. Е. ЧаетОта 1 - НРОЧОРЦИОцаЛЬНа фаЗОВОлМУ сдвигу,На чертеже представлена структурная схема преобразователя, реализующего соотношение (3).В состав прибора входят формирователь 1, блок управлекаия 2, управляемые вентили 3 - 5, генератор 6 эталонной частоты, вычитаощий счегчик 7, суммирующий счетчик 8, логический элемент ИЛИ 9, две группы импульсно-потенциальных вентилей переноса 10 и 11, сумматор 12 параллельного типа,и элехСант задержки 13.В исходном состоянии риггерцые ячейки счетчиков 7 и 8 и сумматора 12 находятся в нулевом состоянии, с блока управления 2 на управляемые вентили 3- - 5 поданы запирающие,потенциалы. Выход вентиля 3 подключен к счетным входам тех бриггезных ячеек вычитающего счетчика 7, чтобы каждым импульсом частоты о генератора 6, прошедшим через вентиль 3, в счетчик 7 вводилось числона вычитание.Счетчики 7 и 8 соедилнены поразряд.о с сумматором 12 пруппалл импульсно-нотенциаль. пых вентилей переноса 10 и 11 так, что при наличии импульса пере:оса ца их импульсных входах со стороны элемента ИЛИ 9 и вентля 11, соотвелсвенно, в сумматор 12 переносятся прямые коды чисел, записаных и счетчиках 7 и 8.В схеме формирователь 1 служит для выделения двух временных ицтерватОв, соопветствующих углу сдвига фаз и периоду исследуемых сигналоз. 15 лок управления 2 открывает вентиль 4 на промежуток времени 1-, а вентиль 3 - на один период входного сигнала. В,результате за первый период входно О,сигпала в счетчики 7 и 8 запишутся соотвезственно числа (С - У) и игде С - емкость счетчика 7.По окончании первого периода входного сиппала с блока управления 2 через элемент ЛИ 9 на группу импульсно-потенциаоьных вентилей перецоса О подается импульс на перенос показаний счетчика 7 в сумматор 12. В результате,в сумматоре 12 запишется число (С - У). Одновременно с блока управления 2 на вентиль 5 подается разрешающий потенциал.Начиная со второго периода, каждый импульс частоты 1 о геератора 6, прошедший через,вентиль 5, посредством группы вентилей переноса 11 переносит число и, хранящееся в счетчике 8, в сумматор 12. В этом случае па выходе сумаатора формируются импульсы с частотон следования 1- .=Кср.4Действительно, пусть при поступлении т,импУльсов частоты 1 о на вход гРУппы вентилей 11 имеет место тгг .-сУ. Тогда на вьходе суыматора 12, емкость которого равна С, по явится импульс переполнсиия, а в сумматореостается число Л, =т,и - У. Импульс переполнения сумматора 12 поступает на,выход устройства и по цепи обраной связи (через элемент задержки 13 и элемент ИЛИ 9) - 10 на перенос показаний счетчика 7 в сумматор12. В результате в сумматоре будет записано число Л = С - гУ+Л.Второй импульс переполнения сумматора 12появится, когда будет иметь место условие 15 т 2 гг) лУ - Л 1, где т) - число импульсов частоты 1 о, прошедших на группу вентилей 11 после появления первого выходного импульса сумматора 12.В дальнейшем процессы в схеме никли;ески 20 повторяются.Так как после каждого Очередного переполнения сумматора 12 в еостается число Лл 1(и, где =1, 2, 3,- число илпу ьсов частоты /о, заключенное между двумя сосед ними выходными импульсами преобразовате лг"л 1ля, может быть равно либо- +1, либосУ 1ГгМ 1 Ю- , где-- целая часть числаЕсли выполнить условие Брэгг, временные интервалы, заключенные между ссседними выходными импульсами устройства, практически равны между собой.Б Таким образом, период следования выходных импульсов преобразователя определитсяыражением: где Та = - (4) Ха частоте прибора, полу 40 Переходя к выходной чиъ(5) Методическая погрешность преоор,азовадия45 может быть оценена по формуле(6)И л(Л 1)11 з последнего выражения следует, что максимальное значение у имеет место при и = У, т, е. при ор:360 и может быть оценецо по триближснной формуле60 1(8) Тлакс -СоответствуОщим выбором частоты эталонного генератора о методическая погрешность 65 может быль сделана сколь угодно малой в шиС учетом методической погрешности преоб разоваиия временных интервалов ,и Т,в числовые эквиваленты и и У соопветственпо, соогношение (6) запишется как42013 Пр едм ет изобретения Составитель А. Лисицын Тсхред Л. БогдановаКор ректор О. Тюр ин а Редактор Е, Семанова Заказ 1902/19 Изд. М 1393 ираи Ь 1 Подписное ЦНИИПИ Государствеипого комитета Совета М пиетров СССР по делам изобретеиий и открыгии Москва, Ж.35, Раушская иаб., д. 45Типография, пр. Сапунова, 2 роком диапазоне изменения входных частот ифазовых сдвигов. Преобразователь фаза-частота, содержащий соединенные последовательно генератор эталопной частоты, группу управляемых вентилей, счетчик и группу импульсно-,потещиальных вентилей, формирователь и блок управления, отличающийся тем, что, с пелью повышения точности работы преобразователя, в него введелы дополнительно две группы управляемых вентилей, счетчик, группа импульсно-потенциальных вентилей, сумматор, элемент задержки и логический элемент ИЛИ, причем входы дсполцительных групп управляемых,вентилей соединены с выходом гецвратора эталоцной частоты, выходы одной дополнительной группы управляемых вентилей соединены со входам счетчика, выход счетчика через дополпительцуо группу цмпуаьсно-по тенциальных вентилей, управляющие входыкоторых соединены с выходамп другой доно зцительноц группы управляемых вентилей, подключен к первому входу сумматора, ко в.орому входу которого пот.лючсцы выходы пср вого счетчика через группу импульсно-поте 1 циальных вентилей, управляющие входы которых соединены с выходом логического элемента ИЛИ, один вход которого соединен через элемент задержки с выходом сумматора, 15 а второй вход - с блоком управления, выходы которого подключены и уп;.павляощцм входах дополнитсльцьх групп управляемых вентилей, а вход блока уп 1 авлсця подкгночец к выходу формирователя.