Калибратор фазы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 (51) С О К 25/04 СИЯ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТСТВУ но соединенные цифобразователь и фило т л и ч а ю щ и аналоговый пр р нижних част с я тем, что, сости путем уменьения фазы, в негоь и регистрыналов, соединенвходами с выходаостоянных запомицелью повышения точшения дискрета измевведены фазовращателпервого и второго кные информационнымими соответствующих ехнический строение иэксперимен1978,ьство ССС5/04,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕВАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТМ К АВТОРСКОМУ СВКВВТВЪ(54)(57) КАЛИБРАТОР ФАЗЫ, содержащий задающий генератор, последовательно соединенные накапливакнцийсумматор по модулю М и сумматорпо модулю М , соединенные информационными входами соответственно сшиной кода И и шиной кода йу, дваканала, содержащие постоянный запоминающий элемент и последователь.ЯО 1138761 нающих элементов, выходами - с входами соответствующих цифроаналоговых преобразователей, а входами записи - соответственно с первым и вторым выходами фазовращателя, соединенного вторым выходом с тактовым входом З накапливающего сумматора по модулю М , а входом - с выходом задающего генератора, выход накапливающего сумматора по модулю Й соединен с вхо:дом постоянного запоминающего эле-. дО мента второго канала, а выходсумматора по модулю И соединен с входом постоянного запоминающего элемента первого канала.Изобретение относится.к радиоизмерительной технике и может быть использовано для построения калибраторов фазы низкочастотного и инфра- низкочастотного диапазона, 5 ЭИзвестен измерительный двухфазный генератор (калибратор фазы, содержащий два идентичных канала - опорный и фазопеременный, содержащие последовательно соединенные пер вый и второй пересчетные элементы, постоянный запоминающий элемент ПЗЭ), регистр, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, а также общий для обоих каналов диапазонный генератор, соединенный с первыми пересчетными элементами и постоянным запоминающим элементом, блок задания кода фазового сдвига и подключенный к нему блок сравнения кодов, который также соединен с выходами пересчетных элементов опорного канала и входами установки нуля пересчетных элементов фазопеременного канала 1).5Дискрет изменения фазы Ю . данб ного устройства определяется числом хранимых в ПЗЭ и считываемых отсчетов синусоидального сигнала И и соответственно объемом ПЗЭ :И, =360/Б, Уменьшение дискрета связано с уменьшением верхней рабочей частоты устройства У = К /И, где Е, - частота диапазонного генератора.Наиболее близким по технической З 5 сущности к изобретению является калибратор фазы, содержащий задающий генератор, последовательно соединенные первый сумматор, регистр и второй сумматор, выходы разрядов кото рого подключены к входам первого сумматора, последовательно соединенные первый элемент сравнения кодов и первый многоразрядный элемент И, последовательно соединенные третий 45 и четвертый сумматоры, последовательно соединенные второй элемент сравнения кодов и второй многоразрядный элемент И, последовательно соединенные в обоих каналах преобразователь 50 кода адреса, постоянный запоминающий элемент 1 ПЗЭ), преобразователь кода данных, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и фильтр нижнихчастот, при этом преобразователи 55 кода данных обоих каналов соединены управляющими входами с задающим генератором и соответствующими преобразователями кода адреса, которыесоединены в первом канале с выходами разрядов четвертого сумматора,а во втором канале . - с выходами разрядов регистра, вторые входы первогои третьего сумматоров соединенысоответственно с шиной кода М и шиной кода)Ч, а выходы их разрядов -соответственно с входами первого ивторого элементов сравнения кодов,вторые входы которых подключены кшине кода 8, информационные входы первого и второго многоразрядных элементов И соединены с шиной дополнительного числа И а выходы их разрядов - с вторыми входами соответ-.ственно второго и четвертого сумматоров, выходы регистра соединены свходами третьего сумматора23,В цанной структуре первый и второй сумматоры, регистр, первый элемент сравнения кодов и первый многоразрядный элемент И с пинами прямогои дополнительного кодов числа М образуют накапливающий сумматор ло модулю М . Поскольку приводимая здесьреализация его не является единственно возможной и принципиальной с точки зрения решаемой задачи, то совокупность этих элементов в дальнейшембудем называть накапливающим сумматором по модулю К , при этом входзаписи регистра является тактовымвходом накапливающего сумматора, второй вход первого сумматора, соединенный с шиной М - его информационным входом, а выход регистра - выходом накапливающего сумматора.Аналогично, третий и четвертыйсумматоры, второй элемент сравнениякодов и второй многоразрядный элемент И образуют сумматор по модулю И . При этом входы третьего сумматора являются его информационнымивходами, а выходы разрядов четвертого сумматора - его разрядными выходаМИ вДискрет изменения фазы для данногоустройства определяется какЬ 4 А= 360/", а верхняя частотаМР= -- Е, при этом в ПЗЭ хранитсяН/4 отсчетов синусоиды, а считывается за период сигнала М/М отсчетов.Уменьшение дискрета сопряжено с увеличением числа хранимых в ПЗЭ отсчетов, а также разрядности ПЗЭ и ЦАПмалому дискрету фазы соответствует3 1138малое приращение мгновенного значения синусоидальной функции),Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшениядискрета изменения фазы.Эта цель достигается тем, что вкалибратор фазы, содержащий задающийгенератор, последовательно соединенные накапливающий сумматор по модупю М и сумматор по модулю Ц, соеди 1 Оненные информационными входами соответственно с шиной кода М и шинойкода Й 1, два канала, содержащиепостоянный запоминающий элемент(ПЗЭ) и последовательно соединенныецифроаналоговый преобразователь(ЦАП и фильтр нижних частот, введе-ны фазовращатель и регистры первого и второго каналов, соединенныеинформационными входами с выходамисоответствующих постоянных запоминающих элементов, выходами - с входами соответствующих (постоянных ) цифроаналоговых преобразователей, авходами записи - соответственнос первым и вторым выходами . фаэовра 25щателя, соединенного вторым выходомс тактовым входом накапливающегосумматора по модулю М, а входом -с выходом задающего генератора, выход накапливающего сумматора по модулю М соединен с входом постоянного запоминаюшего элемента второгоканала, а выход сумматора по модулю И соединен с входом постоянногозапоминающего элемента первого канала.На чертеже приведена структурнаясхема устройства.Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, 40фазовращатель 2, накапливающий сумматор 3 по модулю М и сумматор 4по модулю М, два идентичных канала 5.1 - 5.2, содержащие последовательно соединенные постоянный эапоминающий элемент (ПЗЭ) 6, регистр 7,цифроаналоговый преобразователь(ФНЧ ), информационные входы накапливающего сумматора 3 по модулю 1 Ч и 50. сумматора 4 по модулю й, подключе- .ны соответственно к шине 0 кода М ишине 1 кода 11, а их выходы соединены соответственно с входами постоянных запомйнающих элементов 6 55первого и второго каналов 51-5.2,выход задающего генератора 1 соединен с входом фазовращателя 2, первый 761 4и второй выходы которого соединеныс входами записи соответствующихрегистров 7 первого и второго каналов 5,1-5.2, второй выход фазовращателя 2 соединен с тактовым входомнакапливающего сумматора 3 по модулю Й.Устройство работает следующим об" разом.В ПЗЭ 6 первого и второго каналов 5.1-5.2, записаны И отсчетовсинусиидальной функции за период.Адресные входы ПЗЭ 6 подключены соответственно к выходу сумматора 4по модулю г 1 и накапливакяцего сумматора 3 по модулю М , на информационные входы которых подаются с шин11 и О соответственно код 1 , изменяющийся в пределах 0 в ( Н -1), определяющий сдвиг по фазе, и код М, изменяющийся в пределах 1-М макс и определяющий число считываемых точек синусоиды за период пс = И/М.сч При этом дискрет изменения фазыЬЧА = 360/1, а частота выходныхМдт 1 эсигналов Р = Г , где йт частота тактовых импульсов на выходах фазовращателя 2, Отсчеты4 синусоидальной функции считываются с частотой Е из ПЗЭ 6 и записытваются выходными сигналами фазовращателя 2 в регистры 7, а далее с помощью ЦАП 8 и ФНЧ 9 преобразуются в аналоговые гармонические сигналы еПри фазовом сдвиге т между выходными сигналами фазовращателя 2, равном нулю, запись содержимого ячеек ПЗЭ 6 в регистры 7 обоих каналов 5.1-5.2 происходит одновременно и фазовый сдвиг между выходными сигналами устройства определяется кодом 8 . При введении некоторого фазового сдвигатт запись в регистр 7 первого канала 5.1 будет происходить с запаздыванием по времени на величину (1 /2 И ) по отношению к регистру 7 второго канала 5.2, что приведет к изменению фазового сдвига выходных сигналов устройства на величинУ ЬЧ=т/М, ПРи изменении 1 от 0 до 360 ЬЧ будет изменятьсяот в пределах дискрета изменения фазы, т.е. от 0 до 360/К. Фазовый сдвигможет задаваться либо гц 1 автно, либо дискретно. При дискретном задании этого сдвига с шагом Ьт результирующий дискрет изменения1138761 Составитель Н.АгаеваТехред С,Мигунова Редактор С.Патрушева Корректор Г.Огар Заказ 0683/36 Тираж 748 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 сдвига фаз выходных сигналов будет определяться как ЬМач: =ф" Так, при М 360 дискрет йзменения фазы у известного устройства составляет М 1 , а максимальная частота при числе считываемых точек сигнала за период п мин =36/М макс10/ составит Рь Вакф- М,/36Для данного устройства при36 ф дискрет изменения фазы будет в 10 раз меньше, т.е. фд мин = Оф 1 в0Уменьшение дискрета изменения фазы может быть использовано для уменьшения требуемого объема ПЗЭ за счет уменьшения числа хранимых отсчетов сигнала Й , которое обычно является избыточным с точки зрения необходимого числа считываемых точек сигнала. При этом для упрощении устройства в ПЗЭ можно записывать всей отсчетов синусоидальнойфункции, а не М/4 отсчетов, соответствующих первой, четверти периода сиг 5 нала, как в известном устройстве.Для калибраторов фазы низкочастотного и инфранизкочастотного диапазонов Р100 кГц частота Гне превышает единиц мегагерц(при М360 и Р = 100 кГц,й,. = 3,6 МГц ), Реализация фаэовращателя 2 на таких и более низких частотах не представляет практическихтрудностей. В частности, он можетбыть выполнен на основе триггерныхпересчетных схем.Таким образом, благодаря введениюновых элементов и связей дискретизменения фазы уменьшается в 1 О иболее раз, что и определяет технико-экономическую эффективность данного устройства,