Преобразователь фазового сдвига в цифровой код

(22) Заявлено 08.02.73 (21) 1880373,26-9 031 13/2 аявкис присоедине Государственный комитет 32) ПриоритетОпубликовано 15,09,74. Бюллетень34 ннстрав СССР изобретений ткрытнй(53 81,325(088,8) ло де Дата о ования описания 08.04.7(72) Авторы изобретен И, Д. Розов, Ю, 3. Фельдман и В, И, Холодныйкраинский государственный проектный институТяжпромэлектропроект 1) Заявитель 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИ В ЦИФРОВОИ КОДИзобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах цифрового позиционного регулирования электроприводов, использующих в качестве датчиков фазовращающие устройства. 5Известны преобразователи фазового сдвига в цифровой код, содержащие формирователи управляющих импульсов опорного и измеряемого сигналов, генератор квантующих импульсов, соединенный со входом делителя частоты, 10 ключи, счетчик и схему управления. Основным недостатком таких, преобразователей является низкое быстродействие, связанное с необходимостью увеличения периода измерения для уменьшения погрешности, возникающей при 15 изменении частоты сравниваемых напряжений, что снижает динамические характеристики электропривода.Для повышения быстродействия при сохранении высокой точности в предлагаемый пре образователь введены блок измерения периода входного напряжения, регистр и узел задания коэффициента усиления, а делитель частоты выполнен управляемым с дробным переменным коэффицивнтом деления. Выходы 25 генератора квантующих импульсов и формирователя управляющих импульсов опорного сигнала подключены ко входам блока измерения периода входного напряжения, выход котого соединен с первым управляющим входом 30 делителя частоты. Второй управляющий вход делителя частоты подключен к выходу узла задания коэффициента усиления, а выход делителя частоты подсоединен через ключ и счетчик к регистру.На чертеже, представлена блок-схема описываемого преобразователя. Преобразователь содержит генератор 1 квантующих импульсов, формирователи 2 и 3 управляющих импульсов стпорного и измерительного сигналов, соответственно, блок 4 измерения периода входного напряжения, делитель 5 частоты с дробным переменным коэффициентом деления, узел 6 задания коэффициента усиления, ключ 7, счетчик 8, регистр 9 и схему 10 управления. Блок 4 измерения периода входного напряжения состоит из счетчика 11, регистра 12, ключа 13 и логической схемы 14. Делитель 5 частоты включает в себя накапливающий сумматор 15, формирователь 16 и две группы ключей 17 и 18. Счетчик 8 работает на сложение импульсов и в зависимости от требований к выходному коду может быть выполнен либо двоичным, либо двоично-десятичным. Узел 6 задания коэффициента усиления представляет собой коммутационное устройствовыполненное, например, на тумблерах. Счетчик 11 блока 4,выполнен неревероивным двоичным и работает на вычитание импульсов.Преобразователь работает следующим образом,В исходном положении счетчики 8 и 11 находятся в нулевом состояншп В момент перехода опорного напряжения К, через нуль навыходе формирователя 2 возникает сигнал,поступающий на вход логической схемы 14.В результате этого на управляющий входключа 13 из логической схемы 14 подаетсяразрешающий сигнал и импульсы частотыс выхода генератора 1 начинают поступать навход счетчика 11. В момент второго, переходанапряжения У, через нуль на уп 1 равляющийвход ключа 13 подается сигнал, запрещающийпрохождение импульсов на,вход счетчика 11,В этот же момент на управляющий вход регистра 12 с выхода логической схемы 14 поступает импульс, записывающий в регистр 12число Уь зафиксированное в счетчике 11, азатем на управляющий вход счетчика 11 подается импульс, устанавливающий счетчик внулевое состояние. Так как счетчик 11 работает на вычитание, в нем фиксируется и передается в регистр 12 дополнительный кодчисла УьОписанный процесс, протекающий в блокеизмерения периода входного напряжения, циклически,повторяется.Импульсы с выхода генератора 1 подаютсятакже на управляющий вход группы ключей17, в результате чего на вход сумматора 15 свыхода узла б задания коэффициента усиления с частотойпоступает число У соответствующее периоду Тю входных сигналов, В момен переполнения сумматора 15 на выходеформирователя 1 б возникает импульс, поступающий на управляющий вход группы ключей18. В результате этого с выхода регистра 12через прупну ключей 18 на вход сумматора 15поступает число 2" - Учто соответствуетвычитанию из содержимого сумматора числа%сПереполнения сумматора 15 возникают циклически с частотойгю1 д --тюИмпульсы переполнения с выхода сумматора 15 подаются на вход ключа 7, В моментперехода напряжения Ую через нуль на первый вход схемы 10 управления с выхода формирователя 2 поступает импульс. При этомна первом выходе схемы управления возникает разрешающий сигнал 1 и импульсы переполнения с выхода сумматора 15 через ключ 7поступают на вход счетчика 8. Через промежуток времени 1 ф, соответствующий фазовомусдвигу измеряемого напряжения Уф относительно опорного напряжения Ую, т. е. в момент перехода напряжения Уф через нуль, навыходе формирователя 3 возникает импульс,поступающий на второй вход схемы 10 управления. При этом на третьем выходе схемы уп 10 15 20 равления) подключенном к управляющему входу регистра 9, возникает импульс, при помощи которого числоу.Уют,зафиксированное в счетчике 8, за.,псывается в регистр 9.Далее на втором выходе схемы управления, подключенном к управляющему входу счетчика 8, образуется импульс, устанавливающий последний в нулевое состояние.Процесс измерения фазового сдвига происходит циклически с частотой, равной частоте входных напряжений Ую и СфЧастоту генератора квантующих импульсов выбирают так, чтобы в рабочем диапазоне изменения частоты входных напряжений Ую и Уф выполнялось соотношениеоЛ 60 25 Зо 35 40 45 50 55 Таким образом, поскольку цифровой код,на выходе регистра 9 прямо пропорционален промежутку времени 1 ф между переходами напряжений Ую и К 1 через нуль и обратно пропорционален периоду Т, входного папряжения, предлагаемый преобразователь действительно дает показания фазового сдвига входного напряжения Уф по отношению к опорному напряжению Ую. При этом инерционность преобразователя не превышает перио а входного, напряжения, что позволяет выполнять на его основе быстродействующие цифровые позиционные регуляторы. Настройку динамических параметров регуляторов удобно осуществлять, изменяя коэффициент усиления преобразователя, т. е. устанавливая значение величины УюПредмет изобретенияПреобразователь фазового сдвига в цифровой код, содеряащий формирователи управляющих импульсов опорного и измеряемого сигналов, тенератор квантующих импульсов, соединенный со входом делителя частоты, ключи, счетчик и схему управления, отл и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении высокой точности, в него введены блок измерения периода входного напряжения, регистр и узел задания коэффициента усиления, а делитель частоты выполнен управляемым с дробным переменным коэффициентом деления, причем выходы генератора квантующих импульсов и формирователя управляющих импульсов опорного сигнала подключены ко входам блока измерения периода входного напряжения, выход которого соединен с первым управляющим входомделителя частоты, второй управляющий вход которого подключен к выходу узла задания коэффициента усиления, а выход делителя частоты подключен через ключ и счетчик к регистру.Заказ 693,7 Изд.1107 Тираж 811 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2