Детектор перехода через ноль

нэееретенн 5 кры Дата опубли въКуно и О, Б. С кворцов. Кожевнико арственный научно.иссл поведения им. акад, А. овательски А. Благонр 71) Заявитель ДЕТЕКТОР ПЕРЕХОДА ЧЕРЕЗ НУЛЬ ов ч 1 2Изобретение относится к устройствам фикса- Поставленная цель достигается тем, что вцтти переходов периодических сигналов через детектор перехода через нуль, содержащийнуль и позволяет повысить точность фиксации два комларатора, выходы которых соединены переходов при наличии помех. Детектор перехо- с входами элемента ИЛИ-НЕ, дополнительныйдов через нуль может быть использован в аппа- вход которого связан с выходом генератора так. ратуре для измерения частоты фазы и в дру-товых импульсов, а выход элемента ИЛИ-НЕ -с входом суммирования счетчика, дополнительнои чИзвестны детекторы переход ереэ нуль, введены фазоинвертор, первыи и второи форми. соде жащие комнараторы и источник опорного рователи импульсовдополнительный элементРсигнала (11. ИЛИ-НЕ и инвертор, первый и второй элементыНедостатком этого детектора является низкаттО И, НВ-триггер, раэностный счетчик, элемент, эа.-:.держки и элемент пропускания. Вход инвертораИзвестно также устройство, фиксирующее соединен с выходом первого компаратора, а переходы через нуль и содержащее два компара- выход инвестора - с входом первого формиро. тора, выходы которых соединены с входами вателя и первым входом дополнительного эле.логического элемента, дополнительный вход котомента дополнительный вход кото- мента ИЛИ-НЕ, второй вход которого рого соединен с выходом генератора тактовых соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход логического элемента - с импульсов, а третий вход дополнительноговходом суммирования счетчика т 2. элемента т/тЛИ-НЕ - с выходом счетчика, вхо.: дь 1 вычитания и сдвига которого подключеныНедостатком известного устройства является к выходам соответственно дополнительногоограниченная помехоустойчивость, элемента ИЛИ-НЕ и первого формирователя,Цель изобретения - повышение помехо- Вход и выход второго формирователя соединены соответственно с выходом счетчика иас единичным и нулевым выходом ЙЯ триггер 18, Й вход которого соединен с выходом первого формирователя 7.Детектор перехода через нуль работает следу ющим образом.Пусть в начальный момент времени счетчики 5 и 16 находятся в нулевом состоянии, а триггер 18 - в единичном состоянии, Начиная с этого нулевого момента времени,.импульсы от генератора 4, проходя через элемент И 19, считаются счетчиком 16. Когда входной сиг-р нал по абсолютной, величине становится мейьше порогового значения, задаваемого напряжения на.шине 13, компараторы срабатывают и импульсы от генератора тактовых импульсов поступают через элемент ИЛИ.НЕ 3 на вход суммирования счетчика 5. Счет импульсов этим счетчиком про. должается до тех пор пока инвертированное значение входного сигнала на станет больше порога и компараторне переключится. При этом инвертор 6 переключается, что вызывает форми. рование импульса,щ выходе формирователя 7. При этом коды, зафиксированные счетчиками 5 и 16, соответственно равны 1 1 лС: г - + - Ф- и т. +62 2 22 2 2.в число. импульсном коде, где т, - время перехода через пороговое значение верхней полуволны синусоидальной составляющей входного сигнала; тз - время перехода через пороговое значение нижней полуволны синусоидальной составляющей входного сигнала, Ь т, и Ьтз сдвити за счет воздействия помехи, которая может быть, например, случайным процессом.Давление на два результата, зафиксированных счетчиком 5, осуществляется за счет сдвига ин. формации, зафиксированной этим счетчиком в процессе счета на один разряд влево импуль.сом, поступающим на вход С от формирова.теля 7, что соответствует делению двоичного кода на два. После этого происходит переключение триггера 18 в нулевое состояние и импульсы от генератора 4 тактовых импульсов поступают на входы вычитания счетчиков 5 и 16 через элементы соответственно 8 и 20. Вычитание продолжается до тех пор, пока в счетчике 5 не будет звфиксирован нулевой код. В этом случае выходной сигнал этого счетчика запускает формирователь 9, который обеспечивает считывание кода, равногод, .т Тчто позволяет уменьшить или в некоторых частных случаях вообще устранить влияние помехи, Через время, равное з, где Сз - время задержки импульса элементом задержки, происходят переключение триггера 18 и сброс счетфака 16 и устройство возвращается в ис.ходкое состояние. 3 738130выходом и выходной клеммой, первые входыкомпараторов - с выходами фаэоинвергора,вход которого соединен с входной клеммой.Выход второго формирователя связан с входомэлемента задержки и элемента пропускания, ин.5формационные входъг и выходы которогосоединены соответственно с выходами разностного счетчика и выходными клеммами.Выход элемента задержки подключен к Я-входу,Йз-триггера и Й-входу разностного счетчика, 10 входы сложения и вычитания которого соединены соЬтветственно с вьгходами первого ивторого элементов И, первые входы которыхсоединены с выходом генератора тактовыхимпульсов, а вторые входы первого и второгоэлементов И - соответственно с единичным инулевым выходом ЙЗ.триггера, Й - вход ко.торого связан с выходом йервого формирова.теля.СтруКтурная схема предложенного детектораперехода через нуль приведена на чертеже.Детектор перехода через нуль содержиткомпараторы 1 и 2, выходы которых соединеныс входами элемента ИЛИ-НЕ 3, дополнительныйвход которого связан с выходом генератора 4тактовых импульсов, а выход элемента ИЛИ-НЕ3 - с входом суммирования счетчика 5. Детек.тор также содержит инвертор 6, вход которогосоединен с выходом первого компаратора 1, авыход инвергора 6 - с входом первого формиро;вателя 7 н первым входом дополнительногоэлемента ИЛИ-НЕ 8, второй вход которого соединен с выходом генератора 4 тактовых импуль.сов,а третий вход дополнительного элементаИЛИ-НЕ 8 - с выходом счетчика 5; входывыетанйя и"сдвига которого соединены с выхо дами- соответственно дополнительного элементаИЛИ.НЕ 8 и первого формирователя 7. Входи выход второго формирователя 9 связанысоответственно с выходом счетчика 5 и выходом 1 О детектбра переходачерезнуль, первыевходы компараторов 1 и 2 - с выходами фазоинвертора 11, вход которого соединен с"входом12 детектора перехода через нуль, а вторыевходы компараторов 1 и 2 - с шиной 13 источника опорного напряжения. Выход 10 формирователя 9 подключен к входу элемента 14 задержки и элемента 15 пропускания, информационныевходы и выходы которого соединены соответственно с выходами разностного счетчика 16 и50выходами 17 детектора перехода через нуль,Выход элемента 14 задержки соединен с В.входом ЙЯ-триггера 18 иЙ-входом" разноСтногосчетчика 16; входы сложенйя и вйчитания кото-рбго соединены соответственно с выходами55первого 19 и второго 20 элементов И, первыехбдь 1-кбторых связаны с выходом гейератора4 "тактовых импульсов, а вторые" входы первого19 и второго 20 элементов И - соответсТвенноФилиал ППП "Патент", жгород, ул. Проектная 5 73813Предложенное устройство позволяет ловы.сить точность фиксации момента переходя исследуемого периодического сигнала через нуль за счет устранения влияния помех с представлением результата отсчета этого момента времени в цифровом виде. Формула изобретения1 О Детектор перехода через нуль, содержащий два компаратора, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ, дополнительный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход элемента ИЛИ.НЕ 1 соединен с входом суммирования счетчика, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехозащищенностн, в него дополнитель. но введены фазоинвертор, первый и второй формирователи импульсов, дополнительный элемент ИЛИ-НЕ и инвертор, первый и второй элементы И, ВБ-триггер, раэностный счетчик, элемент задержки и элемент пропускания, вход инвертора соединен с выходом первого. компаратора, а выход инвертора соединен с входом первого формирователя и первым входом дополнительного элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а третий вход дополнительного элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом счетчика, входы вычитания и сдвига которого соединены с выходами соответственно дополнительного элемента ИЛИ.НЕи первого формирователя, вход и выход второ.го формирователя соединены соответственнос выходомсчетчика и выходной клеммой, первые входы компараторов соединены с выхода.ми фазоинвертора, вход которого соединен свходной клеммой, выход второго формирователя соединен с входом элементазадержки иэлемента пропускання, информационные входыи выходы которого соединены соответственнос выходами разностного счетчика и выходнымиклеммами, выход элемента задержки соединенс Я.входом ВЗ.триггера и В входом разностнотосчетчика, входы сложения и вычитания которогосоединены соответственно с выходами первогон второго элементов И, первые входы которыхсоединены с выходом генератора тактовых импульсов, а вторые входы яервого и второгоэлементов И соединены соответственно с еди.,ничным и нулевым выходом ВВ.триггера, В.входкоторого соединен с выходом первого формиро.вателя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Фипгтейн А. М. Детектор нуль-переходовс высокой фааоамплитудной стабильностью, Приборы и гехника зкснеримеита Ие 6, 1974,с. 131,рис. 3, .2, Галахова О. П. и др. Основы фазометрии. Л;, "Энергия", 1976, с. 157, рис."4-16 б (прото) ЦНИИПИ Заказ 2828/3Тираж 995 Подписное