Преобразователь сдвига фаз в цифровой код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликно делам изобретений и открытийДата опубликования описания 10.07.80 М, П; Давиденко, В. С. Кушнаренко, Н, ф. Меховский и А. Н. Щербин(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СДВИГА ФАЗ В ЦИФРОВОЙ КОД 3Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техники и может быть использовано в автоматизированных информационных и уйравляк- щих системах с цифровыми вычислительными машинами для преобразования сдвига фаз двух напряжений в цифровой код.Известен преобразователь угол-код с промежуточным преобразованием угол- фаза, содержащий фазоврашатель и усиди- то тель мощности, выходы которого через соответствующие нуль-органы соединены с триггером, выход которого через элемент совпадения подключен к одному15 из входов счетчика, и генератор, выход которого через последовательно соединенные делитель частоты и преобразователь формы напряжения соединен с усилителем мощности 11 .Недостатком такого преобразователя является необходимость применения сложных и громоздках схем делителя часто. ты и формирования синусоидапьного напра 2жения питания фазовращателя с низким содержанием высших гармоник иэ последовательности прямоугольных импульсов.Известен также .преобразователь сдви-га фаэ в цифровой код, содержащий фазовращатель, вход и выход которого через нуль-органы соединены с входами триггера управления, выход которого через схему совпадения подключен к входу счетчика, и генератор, выход которого подключен ко второму входу схемы совпадения 121.Недостатком известного устройства является наличие динамической погрешности считываемой информации, которая может превышать единицу дискретности преобразователя,Белью изобретения является повышение точности преобразования сдвига фаз и цифровой код за счет уменьшения погрешности, вызванной несинхронностью частоты счетных импульсов и частоты запитки фаэовращателей.гпряжения с длительностью, пропорциональной измеряемому сдвигу фаз. Высокий уровень единичного выхода триггера4 подается .на первые входы первого 7и второго 8 элементов И. При этомэлемент 7 остается закрытым низкимуровнем с единичного выхода триггера10 и импульсы на вход счетчика 9 непоступают,Дальнейшая работа устройства зависит от уровня потенциала на выходе генератора 6 в момент срабатывания нульоргана 2, Если в момент срабатываниянуль-органа 2 на выходе генератора 6импульс отсутствует соответственнона выходе элемента 11 высокий потен-,циап,то срабатывает элемент 8, переводя допслйитепьный триггер 10 в единичное состояние. Таким образом, навыходах элемента 7 присутствуют дваположительных потенциала с выходов триггеров 4 и 10, и первый же .положительный импульс, появившийся на выходе генератора 6, будет пропущен на вход счетчика импульсов 9. Если в момент срабатывания нуль-органа 2 на выходе генератора 6 присутствует положительный импульс, то элемент 8 закрыт низким уровнем, поступающим с выхода элемента 11. Триггер 10 в единичное состояние не опрокйдьвается, элемент 7 закрыт, и данный импульс на вход счетчика не проходит. После того, как заканчивается импульс на выходе генератора6, на выходе элемента 11 появляетсявысокий уровень, срабатывает элемент8, устанавливая в единичное состояниетриггер 10, Элемент 7 открьвается,и следующий поло 1 кительный импульс,появляющийся на вь 1 ходе генератора 6,проходит через элемент 7 на вход счетчика 9, В момент срабатывания нульоргана 3, свидетельствующего об окончании измеряемого сдвига фаз, триггер4 управления устанавливается в нулевоесостояние и запрещает .прахождение им-,пульсов на вход счетчика 9. Если в момент срабатьвания нуль-органа Э навыходе генератора 6, а следовательнои на выходе элемента 7, присутствуетпапожительный импульс, то этот импульс,проходя через элемент 8 на единичныйвход триггера 4, будет удерживать триггер в единичном состоянии до окончанияимпульса. После окончания импульсатриггер 4 установится в нулевое состояние. 3 74 М 244Поставленная цель достигается" тем,что в устройство, содержащее два нульоргана, соединенные с источником опорного сигнала, один непосредственно, адругой через фазовращатель, триггеруправления, выход которого подключенк первому входу первого элемента И,а нулевой вход - к выходу втОрого нульоргана, счетчик импульсов, вход которо. го через первый элемент И соединен с 10генератором импульсов,введены элементы НЕ, И, дополнительный триггер, блокуправления и элемент ИЛИ, первый входкоторого соединен с выходом первогонуль-органа, второй вход свыходом 15первого элемента И, а выход - с единичным входом триггера управления, приэтом первый вход второго элемента Ии через элемент НЕ соединен с выходомгенератора, второй вход - с выходом 20триггера управления, а выход - с единичным входом дополнительного триггера,нулевой вход которого подключен к выходу блока управления, а его выход -со вторым входом первого элемента. 25Анализ ошибок показал, чтонаибольшая ошибка преобразования, вызваннаянесинхронностью частоты запитки фазовращателя и счетных ймпульсов, возникает при срабатывании нуль-органа опорного сигнала первый нуль-орган в момент времени, когда на выходе генерато-.ра присутствует положительный импульс.На чертеже приведена функциональнаясхема устройства. 35Преобразователь сдвига фазы в цифровой код содержит фазовращатель 1, пульорганы 2 и Э, триггер, 4 управления,элемент ИЛИ 5, генератор 6 импульсов,элементы И 7 и 8, счетчик 9, дополнительный триггер 10, элемент НЕ 11,блок управления 12,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии триггеры 4 и 4510 находятся в нулевом состоянии и" " -удерживают в закрытом состоянии элементы 7 и 8.Входной сигнал в виде двух сдвинутых по фазе напряжений подается на ,; 50входы нуль-органов 2 и 3, которые вырабатьааютимпульсы при переходе сигналачерез нуль от положительной пй 1 уЖЙЙИк отрицательной. Импульсы с нуль-органа 2 через элемент б и с нуш органа 553 непосредственно поступают на входытриггера 4 управления, на единичномвыходе которого образуйся перепадна. Елок управления 12 после окончаниякаждого цикла измерения вырабатывает положительный импульс, устанавливающий триггер 10 в нулевое состояние.В результате счетчик импульсов 9 фиксирует число импульсов, пропорциональное сдвигу фаз между двумя сигналами. Сформированный двоичный код в счетчике импульсов является выходным кодом преобразователя.Расчет погрешности преобразователя показал, что введение в схему преобразователя сдвига фаэ в цифровой код элемента И, ИЛИ, НЕ, дополнительного триггера и блока управления, позволило уменьшить погрешность преобразователя на 1/2 периода квантования. формула изобретенияПреобразователь сдвига фаз в цифровой код, содержащий два нуль-органа, соединенные с источником опорйого сигнала, один непосредственно, а второй через фаэоврашатель, триггер управления, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, а нулевой входк выходу второго нуль-органа, счетчик 46324 6импульсов, вход которого через первыйэлемент И соединен с генератором импульсов, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью повышения точности преобраэования, преобразователь снабженэлементами НЕ, И, дополнительным триггером, блоком управления и элементомИЛИ, первый вход которого соединен свыходом первого нуль-органа, второй10 аход - с выходом первого элемента И,а выход - с единичным входом триггера управления, при этом первый входвторого элемента И через элемент НЕсоединен С выходом генератора, второй15 вход - с выходом триггера управления,а выход - с единичным входом дополнительного триггера, нулевой вход которого подключен к выходу блока управления,а его выход - ко второму входу перво 2 о го элемента И.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе11. Авторское свидетельство СССРХо 341065, кл,( 08 С 9/04, 1971,25 2, Зверев А. Е. Преобразовательугловых перемещений в цифровой код.Л., "Энергия", 1974, с. 154.