Импульсный фазовый компаратор

519839 Союз Советских Социалистическйх Республик.74 (21) м заяви с присоедннени23) Приоритетпубликовано 30,06 Государственнай коми Совета 1 Иииистров СС 73 76. Бюллетень24я описания 02,08.76 53) УДК 621.317(71) Заявитель ъединенный институт ядерных исследований(54) ИМПУЛЬСИЪй ФАЗОВЫЙ КОМПАРАТ сной те ме авт ащающ длител осится к импульзаваться в систования фазы врей с высокойа нескольких ; жения, второи вход второго ключа подключенк выходу формирователя.Однако изменения злектриров элементов компаратора, ьпературным дрейфох, старением напряжения питания, особ зтока заряда конденсатора ипряжения разряжающего устрливают неточность работы фаотора в величине порядка нес д;минут.Цель изобретения - повыш точностипреобразования фазы в напряи исполь гулир част орядкческих п вызванн ем ииз енно из осгато и ойства о зового к кольких ой сятков дуьсные ус;ройств из устройств со рующих импул :ия и инверторы для синержит исав, тригниз пад Однако это устройство оолгдает недостаточной точностью, что обусловлено изменением электрических параметров его элементов в результате воздействия окружающей температуры, старением и изменением напряжения питания.Известен также импульсный фазовый компаратор, содержащий высокостабильный генератор,импульсов, соединенный через первый ключ со счетчиком, второй вход которого подключен к выходу генератора сброса, а выход к первому триггеру через первый дешифратор, выход генератора сброса через одновибратор и разряжающее устройство соединен с одним из входов первого накапливающего конденсатора, второй вход которого, подключен к выходу генератора тока, а выход через второй ключ и .второй пакапливающий конденсатор присоединен к усилителю постоянного напряениеение 15 Это достигается те пульсный фазовый к рым дешифратором, гером и первым ИЛИ, элементом20 чем первый вход перв единен с выходом пе входом второго элеме ды обоих элементов вым выходом второг 25 которого через второ к выходу счетчика, а к входу одновибратор вому входу третьего третьего триггера сое30 вателя, выход третье Изобретенике и можеттического ремеханическихточностью (иговых секундИзвестныхронизации,точник синхргер схемы сов м, что предлагаемый имомпаратор снабжен втовторым и третьим триги вторым элементами И и интегратором, приого элемею а ИЛИ сорвого триггера и пеовымнта ИЛИ, вторые вхо- ИЛИ соединены с перо триггера, первый вход й дешифратор подклю енвторой вход подклочен а, входу счетчика и пертриггера, второй вход динен с входом формирого триггера и второй выход второго триггера подключен соответственно к первому и второму входам элемента И, выход которого через интегратор присоединен к входу генератора тока.На чертеже изобракЬна структурная электрическая схема предлааефого компаратора,Входом для опорных импульсов схемы является нулевой вход триггера 1. Его единичный вход подключен к выходу дешифратора 2.Выход триггера 1,питает выходы двух элементов ИЛИ 3 и 4. Второй вход элемента 3 и элемента 4 подключены к нулевому выходу триггера 5. Выход элемента 3 связан с упр 1 вляющим входом ключа 6. Сигнальный вход ключа 6 соединен с выходом высокостабильного генератора импульсов 7. Сигнальный выход ключа 6 питает счетчик 8. Ячейки счетчика 8 связаны с дешифраторами 2 и 9, Выход дешифратора 9 подключен к нулевому входу триггера 5. Выход элемента ИЛИ 4 связан с генератором сброса 10, выход которого соединен с входом сброса счетчика 8, входом одновибратора 11, единичным входом триггера 5 и с нулевым входом триггера 12. Единичный вход триггера 12 является, входом компаратора, на который поступают измеряемые импульсы. С этим входом также связан вход формирователя 13. Единичные входы триггеров 5 и 12 подключены к входам элемента И 14, выход которого связан с интегратором 15. Выход интегратора 15 подключен к генератору тока 16, который питает накапливающий конденсатор 17. К конденсатору 17 подключено и разряжающее устройство 18, вход, которого соединен с выходом одновибратора 11. Выход конденсатора 17 соединен с ключом 19, выход которого связан с накапливающим конденсатором 20, а управляющий вход с формирователем 13, К накапливающему конденсатору 20 подключен вход усилителя постоянного напряжения 21, выход которого является выходом всей системы.Компаратор работает следующим образом.Опорные импульсы поступают на нулевой вход триггера 1, устанавливая триггер в соответствующее положение. Выходной сигнал триггера 1 отпирает ключ 6, и начинают поступать импульсы от постоянно работающего высокостабильного генератора импульсов 7 на счетчик 8, Когда содержимое счетчика 8 равно заранее установленному числу, дешифратор 2 дает сигнал на триггер 1, который опрокидывается при этом в исходное положение, закрывая ключ 6, До этого состояние ключа 6 определятся только триггером 1, так как на другом входе элемента ИЛИ 3 установлен нулевой сигнал триггера 5. Выходной сигнал триггера 1, возникнувший при его опрокидывании, запускает через элемент ИЛИ 4 генератор сброса 10, выходной сигнал которого запускает одновибратор 11. Последний дает длительный импульс на разряжающее устройство 18, которое прерывает его действие. Вследствие прерывания разрядки генератор тока 16 начинает заряжать конденсатор 17. Благодаря б 10 15 20 25 30 з 4 Э 45 50 55 60 б постоянству тока заряда, напряжение на конденсаторе 17 возрастает линейно по времени.Ключ 19 открывается тогда, когда через формирователь 13 поступает измеряемый импульс на управляющий вход ключа 19, При этом мгновенное значение напряжения конденсатора 17 передается на конденсатор 20 и на вход усилителя 21, Усилитель 21 развязывает сигнал на конденсаторе 20 и выходе компаратора. Таким образом, производится измерение мгновенного значения линейно возрастающего напряжения на конденсаторе 17 в точке времени поступления измеряемого импульса на вход компаратора.Импульс, выработанный генератором сброса10 в момент опрокидывания триггера 1, сбрасывает содержимое счетчика 8 и переключает триггер 5. Сигнал с нулевого выхода триггера 5 вновь открывает через элемент ИЛИ 3 ключ 6. В счетчик 8 опять поступают импульсы от генератора 7 до тех пор, пока не совпадают содержимое счетчика 8 и установленное дешифратором 9 число. Возникающий при совпадении импульс опрокидывает триггер 5 в исходное положение. Сигналом от нулевого выхода триггера 5 запирается ключ 6 и запускается генератор сброса 10, выходной импульс которого сбрасывает содержимое счетчика 8. У одновибратора 11 этот сигнал не вызывает реакции, так как он еще находится в неустойчивом состоянии. На триггер 5 сигнал от генератора 10 тоже не действует, так как на нулевом входе триггера 5 еще действует сигнал от дешифратора 9.Время, прошедшее с первичного отпирания кл 1 оча 6 до срабатывания дешифратора 2, является временем задержки. Это время задержки предварительно устанавливается ручками дешифратора 2. Время, прошедшее с вторичного отпирания ключа 6 до срабатывания дешифратора 9, является эталоном времени, с которым сравнивается разница фаз задержанных и измеряемых импульсов.Триггер 12 опрокинут в положение 0 в момент совпадения содержимого счетчика 8 и установленного дешифратором 9 числа. В единичное положение он переводится сигналом, пост 1 пающим на вход триггера 12. Сигналы с единичного выхода триггера 12 и единичного выхода триггера 5 попадают на входы элемента И 14.Триггер 5 находится в единичном положении, начиная с поступления задержанного импульса до момента совпадения содержимого счет шка 8 и постоянно установленного дешифратором 9 числа. При наступлении этого совпадения дешифратор 9 дает сигнал на нулевой вход триггера 5, прекращая этим единичное положение. Это вызывает сброс счетчика 8.В зависимости от относительного срабатывания,по времени триггеров 5 и 12 возможны два случая.В первом случае измеряемый импульс поступает на вход компаратора после того, как519839 ых триггер 5 переключился в нулевое состояние, и, следовательно, триггер 12 переводится импульсом от генератора сброса 10 в нулевое положение. В этом случае на выходе элемента И 14 в течение рабочего нтервала преобладает логический уровень О. Во втором случае измеряемый импульс поступает на вход компаратора до окончания единичного положения триггера 5, Триггер 12 занимает нулевое положение с поступлением выходного импульса генератора сброса 10 (вследствие совпадения содержимого счетчика 8 и установленного дешифратором 9 числа) на нулевой вход триггера 12 до поступления измеряемого импульса во время следующего рабочего интервала.В этом случае на выходе элемента И 14 в течение рабочего интервала преобладает логический уровень 1 (входные сигналы имеют единичное значение),Интегратор 15 выравнивает выходной сигнал элемента И, превращая отношение времен состояния 1 и состояния О элемента 14 пропорционально в напряжение. Это напряжение управляет генератором тока 16 таким образом, что в описанном первом случае даваемый генератор 16 ток увеличивается, а в описанном втором случае ток уменьшается. Это обусловливает соответственное увеличение, либо уменьшение напряжения на конденсаторе 17 в одинаковых точках времени рабочего интервала схемы. Таким образом, фазовыч компаратор меняет свой коэффициент усиления в зависимости от времени поступления измеряемого импульса относительно опорного импульса. 6 Формула изобретенияИмпульсный фазовый компаратор, содержащий высокостабильный генератор импульсов, 5 соединенный через первый ключ со счетчиком, второй вход которого подключен к выходу генератора сброса, а выход - к первому триггеру через первый дешифратор, выход генератора сброса через одновибратор и разря жающее устройство соединен с одним из входов первого накапливающего конденсатора, второй вход которого подключен к выходу генератора тока, а выход через второй ключ и второй накапливающий 15 конденсатор присоединен к усилителюпостоянного напряжения, второй вход второго ключа подключен к выходу рормирователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования фазы в 20 напряжение, он снабжен вторым дешифратором, вторым и третьим триггерми, первым и вторым элементами ИЛИ, элементом И и интегратором, причем первыи вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого 25 триггера и первым входом второго элементаИЛИ, вторые входы обоих элементов ИЛИ соединены с первым выходом второго триггера, первый вход которого через второй дешифратор подключен к выходу счетчика, а 30 второй вход подключен к входу одновпбратора, входу счетчика и первому входу третьего триггера, второй вход третьего триггера соединен с входом формирователя, выход третьего триггера и второй выход второго триггера 35 подключены соответственно к первому и второму входам элемента И, выход которого через интегратор присоединен к входу генератора тока.