Фазовый компаратор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСРУЬЛИН 6% 60 Евгенье риев еннь ьство С 1979.а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) ФАЗОВЫЙ КОИПАРАТОР поавт. св. В 845279, о т л и ч а юН 03 К 9/06; Н 03 В 13(00 щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены элемент И-НЕ и опорный генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй итретий входы которого соединенысоответственно с выходамн второгои третьего формирователей импульсов, а выход - с третьим инфорка"ционным входом третьего интегратора;при этом первый Формирователь имеетвторой выход, соединенный с управляющими входами первого, второго итретьего интеграторов.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами при фазовом методе формирования 5управляющего или информационногосигнала.По основному авт. св, В 845279известен фазовый компаратор, содержащий три интегратора, входы пер Ового и второго иэ которых соедине-.ны с формирователями, источник опорного напряжения, два Формирователявременных интервалов (формирователиимпульсов) и формирователь импульсов, первый и второй входы которогосоединены с входами первого и второтго интеграторов соответственно,выход - с управляющими входами формирователей временных интервалов 20(второго и третьего формирователейимпульсов), первые входы которых соединены соответственно с выходамипервого и второго интеграторов,вторые входы - с выходом источника 25опорного напряжения, а их выходыс первым и вторым входами третьегоинтегратора соответственно, выходкоторого соединен с выходной клеммой фазового компаратора Я , , ЗООднако этот компаратор имеет низкую точность, которая обусловленанестабильностью его коэффициентапередачи из-за наличия разброса параметров элементов (непостоянство уров. Зней сигналов, коэффициентов передачи или усиления, непостоянство ве-личины токов утечки интегрирующихконденсаторов и т.д., в том числеизменение перечисленных параметров4 Овремени т.е. в процессе эксплуата-ции) и блоков,Целью изобретения является повышение точности работы фазового компаратора путем устранения влияния нестабильности коэффициента передачииа уровень выходного сигнала устройтва.Поставленная цель достигается тем,что в фазовый компаратор, содержащий три интегратора, информационныевходы первого и второго из которыхсоединены с входными клеммами устройства, источник. опорного напряжения и три формирователя импульсовр 55первый и второй входы первого изкоторых соединены с информационнымивходами первого и второго интеграторов соответственно,.выход которого подключен одновременно к управляющим входам второго и третьего формирователей импульсов, первые входы которых подсоединены соответственно к выходам первого и второго интеграторов, вторые входы - одновременно к выходу источника опорного напряжения, а их выходы - к первому и второму информационным входам третьего интегратора соответственно, выход которого соединен с выходной клеммой фазового компаратора, введены элемент И-НЕ и опорный генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, вто рой и третий входы которого соеди- нены с выходами второго и третьего фсрмирователей импульсов, а выход - с третьим информационным входом третьего интегратора, при этом первый формирователь имеет второй выход, соединенный с управляющими входами первого, второго и третьего интеграторов.На фиг. 1 приведена структурная схема фазового компаратора; на Фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу для случая, когда Фаза первого сравниваемого сигнала Ц 4 меньше фазы второго сигнала 0.Фазовый компаратор содержит три формирователя 1-3 импульсов, три интегратора 4-б, источник 7 опорного напряжения, опорный генератор 8 импульсов и элемент И"НЕ 9.Информационные входы интеграторов 4 и 5 соединены с входными клем-.мами устройства. Первый и второй входы формирователя 1 импульсов соединены с информационными входами интеграторов 4 и 5, управляющие входы которых связаны с первые выходом формирователя 1 импульсов. Второй выход формирователя 1 импульсов подключен к управляющим входам формирователей 2 и 3 импульсов, первые вхо-ды которых подсоединены к выходам интеграторов 4 и 5 соответственно. Выход источника 7 опорного напряжения соединен с вторыми входами формирователей 2 и 3 импульсов, выхо" ды которых подключены к первому и второму информационным входам интегратора 6. соответственно. Выход опорного генератора 8 импульсов подсоединен к первому входу элементаИ-НЕ 9, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами формирователей 2 и 3 импульсов,(6) а-ш-Ь. 3Выход элемента И-НЕ 9 подключен к третьему информационному входу интегратора 6, управляющий вход кото- рого соединен с первым выходом формирователя 1 импульсов, а выход - с выходной клеммой фазового компаратора.Устройство работает следующим об разом.Сигналы П 4 и Б, фазы которых . 1 О сравниваются между собой, поступают на первый и второй входы Формиро" вателя 1 импульсов, а также на информационные входы интеграторов 4 и 5, с выходов которых из-за не стабильности коэффициента передачи снимаются разные уровни сигналов 0(К = 1-2) при неизменных входнйх сигналах.20О =к Оде кцЛ (4) где ь. = 2-3;1-2;Е и К - коэффициенты передачи интег- З 0 4 йратора 4(5) Ос 4 Я.Равенства выражений (1) и (2) добиваются .в результате использования дополнительного сигнала Уо длительности ь , который суммируется с входным сигналом О.интегратора 6.КП; ь; - О,ЦР+ К,Ц.) = О По = 8 о (5)Преобразовав выражение (3) с учетом выражений (4) и (5), получаем: Длительность выходного сигнала . элемента 9 изменяется именно соглас" но закону (6). 50Сигналы 10 и 11 (фиг. 2) поступают иа первые входы формирователей .2 и 3 импульсов, на вторые входы которых подается опорное напряжение с выхода источника 7. Начало импуль са на выходе формирователя 2 (3) совпадает с моментом прихода на его уп-равляющий вход импульса с второго 4141 4 выхода формирователя 1, т.е. в момент перехода с низкого уровня на высокий уровень сравниваемого сигналаменьшей фазы, а конец - с моментом равенства уровней сигналов 10, 11 и 12 На выходе опорного генератора 8 импульсов снимается импульс, начало которого синхронизировано относительносигнала 13, а длительность его выбирается равной длительности сигнала 14, когда коэффициент передачи интегратора 4 равен исходному значению. Сигналы 14 и 15 подаются на первый и втброй входы элемента И-НЕ 9, на выходе которого формируется сигнал 16, длительность которого равна разности длительностей сигналов 14 и 15Выходной сигнал блока 9 подается на третий информационный вход интегратора 6 и тем самым устраняется влияние нестабильности коэффициента передачи на уровень выходного сигнала фазового компарато ра. Интеграторы 4-6 сбрасываются с помощью сигнала 17, поданного с первого выхода первого формирователя 1 импульсов, который Формируется в момент перехода с высокого уровня на низкий уровень сравниваемого сигнала 18 большей фазы О)1 или Б.На фиг. 2 приведены изменения вы- ходного сигнала фазового компарато- , рй для трех случаев. Выходной сигнал 19 изменяется по линииа-Ь, когда коэффициент передачи равен К Из-за наличия разброса параметров элементов (непостоянство уровней сиг" налов, коэффициентов передачи или усиления, непостоянство величинь 1 утечки интегрирующих конденсаторов и т.д., в том числе изменение перечисленных параметров во времени, т.е. в процессеэксплуатации) коэффициент передачи устройства уменьшается до величины 1 и изменение выходного сигнала происходит по линии а-.п, т.е. уровень выходного сигнала уменьшается при неизменных параметрах входных сигналов Уи По . Подача дополнительного сигнала (при коэффициенте передачи 1 этот сигнал равен нулю),.длительность которого изменяется согласно выражению (6), восстанавливает уровень выходного сигналадо первоначального значения Выходной сигнал фазового компаратора вэтом случае изображается линией1094141 аз 3455/44 Тираж 862 е ешлвал ВПП евтн, г.ужгород, ул.йроектша,Фазовый компаратор может работать в трех режимах.1. фаза первого сравниваемого сиг нала 01 меньше фазы вторе 1 го сравниваемого сигнала 0. В этом случае на выходе интегратора б снимается положительный сигнал,2. Фаза сравниваемого сигнала 0больше фазы сравниваемого сигнала0. В этом случае на выходе интегратора 6 снимается отрицательный сигнал.3. Фазы сравниваемых сигналов равны, На выходе интегратора 6 .выходной сигнал равен нулю.Использование изобретения для сравнения по фазе двух сигналов позволяет повысить точность работы устройства по сравнению с базовым объектом на 2-. 4, при этом расширяется область его применения.