Устройство для преобразования фазового сдвига в цифровой код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл.б О С 110(1 б О с 25/08 Гасударствеиный комитет СССР Опубликовано 30.11,81. Бюллетень44Дата опубликования описания 05.2.8ло делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. А. Соломатин н В. А. Шилин Московский институт инженеров геодезии,аэрофотосъемки н картографии(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯФАЗОВОГО СДВИГА В ЦИФРОВОЙ КОД Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в системах программного управления металлорежущими станками, в геодезнческнх приборах, в навигационных приборах лля преобразования угловых перемещений в цифровой кол.3В этих преобразователях угловое перемещение входного вала преобразуется во временной фазовьй сдвиг олного (ннформатнвного) сигнала относительно другого (опор-, ного) сигнала. Этот сдвиг затем преобразует ся в цифровой код. Известно устройство лля преобразования фазового сдвига в цифровой код с промежуточным преобразованием фазового сдвига в постоянное напряжение, работающее по т 5 логике фазовый сдвиг - интервал времени- постоянное напряжение - код 11.Недостатком этого устройства является необходимость периодической калибровки фазометра в процессе измерения, что сущест 20 венно усложняет его использование в автоматнческнх комплексах.Налболее близким по технической сущности к преллагаемому является устройство,2работающее по счетно-импульсному способу 2).Однако для достижения высокой разрешающей способности фазометра возникает необходимость формирования фронтов импульсов весьма малой длительности (порядка десятков наносекунд), высокой точности фиксации перехода через нуль напряжений (порядка единиц мВ), высокой частоты заполняющих импульсов, что ограничивает число разрядов из-за недостаточного быстродействия счетчика.Цель изобретения - повышение точностн преобразования угловых перемещений в цифровой код.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее растровый фазовращатель н преобразователь временного интервала в цифровой код, введены два синхронных фильтра, причем выходы растрового фазовращателя подключены ко входам синхронных фильтров, а выходы синхронных фильтров подключены ко входам преобразователя временного интервала в цифровой код.На чертеже показано предлагаемое уст. ройство.Устройство содержит растровый фазовращатель (РФВ) 1, синхронные фильтры (СФ) 2 и 3, преобразователь 4 временного интервала в цифровой код, тактовые генераторы 5 и 6, генераторы 7 и 8 коммутирующих импульсов, фазовые детекторы 9 и 10, конденсаторы 11 - 18, резисторы 19 и 20 и ключи,Устройство работает следующим образом.Информативный сигнал Зн с выхода фазоврашателя 1 сдвинут по фазе по отношению к опорному сигналу 1.)о на величину, пропорциональную углу поворота о входного вала, Эти сигналы подаются на входы синхронных фильтров 2 и 3, состоящих из резисторов 19 и 20 и конденсаторов 11 - 18, подключенных к общему проводу кл,очами. Длительность коммутирующего импульса равна в , где Т = -т- период повторенияТимпульсов, п - число коммутирующих конденсаторов, (в данном случае п = 4), (О - частота следования коммутирующих импульсов. Коммутирующие импульсы, формируемые генераторами 7 и 8, сдвинуты по фазе последовательно на 360/и. Генераторы 7 и 8 управляются тактовыми генераторами 5 и 6, создакнцими частоту импульсов прямоугольной формы по.Синхронные фильтры 2 и 3 действуют таким образом, что амплитуда сигнала на их выходе (точки а и а ) максимальна, когда частота на их входе (частота сигналов 1)ри 1 н) равна частоте коммутации 1,. При неравенстве этих частот амплитуда выходного сигнала (в точках а и а) уменьшается и возникает фазовый сдвиг между входным сигналом и сигналом от генераторов 7 и 8. Этот сдвиг выделяется фазовыми детекторами 9 и 10 и служит управляющим сигналом для тактовых генераторов 5 и 6, которые подстраивают частоту коммутирующих импульсов таким образом, чтобы компенсировать возникающий фазовый сдвиг. Поэтому начальная фаза сигналов с тактовых генераторов 5 и 6 определяется 5начальной фазой соответствующего входного сигнала 1 Х или 11, т. е. в системе обеспечивается фазовая автоподстройка частоты. Но частота сигналов тактовых генераторов 5 и 6 в и раз выше частоты входного сигнала (3 о или О и) . Поэтому, если о разность ф: з ЩЦ,)-(Я:ато разность фаз9(ОгиД-РЩД 1 ыт. е. происходит фазовое усиление в и раз. Сигналы с тактовых генераторов 5 и 6 1.1.И и 1 го подаются на преобразователь 4 временного интервала в цифровой код, который может быть построен по любой известной схеме.Таким образом, чувствительность преобразователя увеличивается в п раз.Формула изобретенияУстройство для преобразования фазово.го сдвига в цифровой код, содержагцее растровый фазовращатель и преобразователь временного интервала в цифровой код, отличающееся тем, что с целью повышения точности преобразования, в него введены два синхронных фильтра, причем выходы растрового фазовращателя подключены ко входам синхронных фильтров, а выходы синхронзо ных фильтров подключены ко входам преобразователя временного интервала в цифровой код.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе з 5 . Смирнов П. Т. Цифровые фазометры.Л Энергия, 1974.2. Преснухин Л. Н. Фотоэлектрическиепреобразователи информации. М., Машиностроение, 1974, с. 228.ИГПИ по д 1 3035, Мо лиал ППП Госуда лам из ква, Ж Патент Редактор Н. безроднаЗаказ 10527/60ВНИ СоставительТехред А. БойкТираж 645 рственного обретений - 35, Ра э, г. Ужго В. Еремеевас Корректор ЛПодписноекомитета СССРи открытиИщская наб., д. 4/5род, ул. Проектная,окиа