Измерительный преобразователь фаза-код

-ИС Н Союз Советских Социалистических Республик(11690626 И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) ополнительн ид-ву авт Заявлено 12.07,77 (21) 250839818 присоединением заявкиН 03 К 13 всудерствевквй квмкт СССР па делам кзюбретенкй к аткрыткй) Заявите нститут электродинамики АН Украинской СС(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗА - КО 2Изобретение относится к области ралноизмерительной техники и может быть использовано в фазовых информационно. измерительных системах,Известны преобразователи фаза - код, в кото. рых для исключения фазовой неидентнчностн 5 преобразовательных каналов применяются коммутационные преобразователи сравниваемых по фазе сигналов 111Однако в этих устройствах схемы коррекции погрешностей предусматривают прерывание 16 процесса преобразования фазового сдвига между входными сигналами, что в ряде случаев при использовании преобразователя фазы в автоматических системах контроля и управления недопустимо.15Для устранения этого недостатка используют преобразователь фаза - код с параллельной кор.; рекцией погрешности, который по своей технической сущности наиболее близок к предложен. кому и поэтому выбран в качестве прототипа. 2 Е В данном преобразователе дойолнительно вве. ден канал коррекции, содержащий преобразо,вательный канал, аналогичный основным кана. лам, и преобразователь фазового сдвига в напряжение постоянного тока 12,В указанном устройстве преобразование фазового сдвига между входными сигналамиосуществляется непрерывно. Одновременновходные сигналы поочередно и периодическипоступают на вход третьего канала, а на входдополнительного фазового преобразователя стой же частотой переключения подаются попеременно сигналы с выходов основных преобразовательных каналов, На выходе фазовогопреобразователя образуется переменное напряже.нне частоты коммутации, амплитуда которогопропорциональна разности фазовых сдвигов,вносимых основными преобразовательнымиканалами. Этот сигнал усиливается, выпрямляется, сглаживается и используется для перестройки фазовой характеристики одного изосновных преобразовательных каналов,Однако получение управляющего сигнала,пропорционального фаэовой нендентичности основных каналов, требует непрерывной коммута.цин сигналов в канале коррекции н аналогового преобразования (усиления, выпрямленняб 264мн входами преобразователя 4, Выход преобразователя 4 подключен к счетному входу вы.читающего счетчика 10. Блок управления 11соединен с управляющими входами переключателей б и 7, с управляющими входами после.довательно соединенных преобразователя 5,счетчика 8, регистра памяти 9 и вычитающегосчетчика 10, с установочным входом счетчика8 и с третьим входом преобразователя 4. Один1 О вход преобразователя 5 подключен через ка.нал 3 и переключатель б ко входам каналов1 и 2, а другой вход - через переключатель 7к выходам канадов 1 и 2.В регистр реверсивного счетчика 8 занесент 5 .код, соответствующий йе импульсам и пронор.оциональный фазовому сдвигу в 360 при ййо,где И - емкость счетчика 8.Цикл преобразования состоит из трех так.тов,2 о В первом такте иа вход реверсивного счет.чика 8, работающего в режиме "вычитание",проходит количество импульсов ИфК(Чз-Ч 5),где К, - крутизна преобразователя 5, а Чфэ иф - фаэовые сдвиги, вносимые преобразова.25 тельными кайалами 3 и 1,. Во втором такте переключатели б и 7 пе.рекдючаются блоком 11 в другое положение,Прн этом на вход счетчика 8, переведенногоЗо сигналами блока управления 11 и режим "сдожение", поступает количество импульсовИафКЯ Щгде Фа - фаЗОВЫй СДВИГ, ВНО.симый каналом 2.В результата двух тактов преобразования35 ,в регистре счетчика 8 зафиксируется в видекода число импульсон, равное: 6,К ф-У В конце второго, такта этот код по сигналублока 11 переносится в регистр 9 и регистрВычитающего счетчика 10,45 В третьем такте но сигналу блока 11 осу.ществдяется преобразование фазового сдвигамежду входными напряжениями О, и О, Приэтом на вход вычитающего счетчика 10 про.ходит число импУльсов Н 4=(Ч+Ф-фРаЯ5 о где К- крутизна преобразователя 4. Тогда врепере счетчика 10 в виде кода зафиксиру.ется число импульсов, равное йуфй 5-Ич фйо 1 и(Ь- Ю-ч(%ф б 4-а- Ю.55нао Если выбрать К 4=К,=К, тоЙфйЗЬО фк%-Ж)-.-кСЗ 6 О-(%-%М,3 690и сглаживания) переменного напряжения часто.ты коммутации. Поскольку частота коммутацни в соответствии с принципом работы уст.ройства должна быть значительно меньше час.готы входных сигналов, то выполнение анало.говых преобразований в канале коррекциитребует применения сглаживающих фильтровс большими постоянными времени. Это обстоя.тельство существенно ограничивает быстродей.стэне преобразователя в целом, затрудняетего применение в диапазоне низких и инфра.низких частот,Целью настоящего изобретения является повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в, преобразователь, содержащий три преобразова.тельных канала, первый преобразователь фазово.го сдвига в число импульсов, один вход кото.рого подключен к выходу первого канада, авторой - к,выходу второго канала, два авто.матических переключателя и блок управления,соединенный с управляющими входами авто.матических переключателей, при этом первыйвход первого автоматического переключателяподключен ко входу первого канала, второйвход - ко входу второго канала, а выход -ко входу третьего канала, первый вход второгоавтоматического переключателя соединен с выходом первого канала, а второй вход - с выходомвторого канала, дополнительно введень 1 последовательно соединенные второй преобразователь фаэо.вого сдвига в число импульсов, реверснвныйсчетчик, регистр памяти и вычнтающий счетчик,управляющие входы которых соединены с блоком управления, пятый выход которого связанс установочным входом реверсивного счетчика,шестой выход - с третьим входом первогопреобразователя фазового сдвига в числО импульсов, выход которого в свою очередь со.единен со счетным входом вычитеющего счет. 40чика, при этом один вход второго преобразо.вателя,фазового сдвига в число импульсовподключен к выходу второго переключателя,а второй вход - к выходу третьего канада.Сущность изобретения поясняется чертежом,на котором представлен блок-схема измерительного преобразователя фаза-код.Преобразователь содержит преобразователь.ные каналы 1, 2 и 3, первый и второй преобразователи 4 и 5 фазового сдвига в число импульсов, первый и второй автоматические пераключатели б и 7, реверсивный счетчик 8, регистр 9 памяти, вычнтающий счетчик 10, блок11 управления,Входные сигналы ОО.щ 81 н(ЮФф)Оа О 81 п(МА +а) цоРтУпают соответетвена входы преобразовательных каналов 1 н 2,выходы которых соединены с соответствующиИай -И 4 МаИо-Ку- ЧЯ+К 5(Ч- ФД=569Как следует из выражения для М результат преобразования, зафиксированный в регист. ре счетчика 10 в виде кода, пропорционален фазовому сдвигу между входными сигналами О, и 02 и не зависит от фазовой нендентич. ности каналов 1 и 2.Таким образом, в устройстве корректирующий код формируется всего эа два такта ком. мутации, благодаря чему существенно повышается быстродействие. 0626 ИИЧИ Заказ 5981(5 Подписное Тираж 106 иал НПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Поскольку изменение фазовых характерис. тик каналов носит медленный характер, то вы. работка в два такта корректирующего кода может производиться не в каждом цикле преобразования, а периодически, Другими слова. ми, получив корректирующий код в регистре памяти 9, можно затем произвести ряд однотакпых преобразованйй фазового сдвига с использованием одного и того же корректирующего кода, Это дополнительно повьппцет эксп. луатационное быстродействие преооразователя,Предлагаемое устройство может быль реали зовано на современной элементной базе-интег. ральных микросхемах, Его применение в фазовых оптических системах, системах программного управления станками и других цифровых системах контроля и управления позволит при высокой точности преобраэовыпи, обеспечить. высокое быстродействие и надежность. Формула изобретения Измерительный преобразователь фаза - код, содержащий три преобразовательных канала,б первый преобразователь фазового сдвига в число импульсов, один вход которого подключен к выходу первого канала, а второй - к выходу второго канала, два автоматических переключателя и блок управленя, соединенный с управляющими входами автоматических пере. ключателей, при этом первый вход первого автоматического переключателя подключен ко входу первого канала, второй вход - ко входу О второго канала, а выход - ка входу третьего канала, первый вход второго автоматического переключателя соединен с выходом первого канала, а второй вход - с выходом второго канала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, по, с 15 целью повьпцения быстродействия, в него введены последовательно соединенные второй преобразователь фазового сдвига в число им. пульсов, реверсивный счетчик, регистр памяти н вычитающий счеряк, управляющие входы ко. О торых соединены с блоком управления, пятый выход которого связан с установочным входом Ф реверсивного счетчика, шед.ой выход - с тре. тьим входом первого преобразователя фазового сдвига в число импульсов, выход которого в свою очередь соединен со счетным входом вычитающего счетчика, при этом один вход второго преобразователя фазового сдвига в число импульсов подключен к выходу в-араго переключателя, а второй вход - к выходу ЗО третьего каналаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР И 281640, кл, Н 03 К 13(20 1970.2, Авторское свидетельство СССР Вф 571899,кл. И 03 К 13(20, 1977 (прототип),