Устройство для определения отклонения фазового сдвига периодического сигнала от номинального значения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОДИА ЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (11 11 4 " О 1 К 25/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ У 34ем управленияеханики) Ф,И,Кербниконгазетдинов 88.8)етельство СССРК 23/10, 1973.ельство СССРК 23/10, 1978.ОПРЕДЕЛЕНИЯСДВИГА ПЕРИОДИНОМИНАЛЬНОГО Фиг 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(21) 3967906/24-21 (22) 23,1085 (46) 15.09.87. Вюл, (71) Институт пробл (автоматики и телем (72) П.П.Вороничев, А.Н.Крештал, Н.Э.Ме и М.А,Роэенблат (53) 621.317.373 (О (56) Авторское свид У 529521, кл. С 01Авторское свидет У 834567, кл, С 01 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКЛОНЕНИЯ ФАЗОВОГО ЧЕСКОГО СИГНАЛА ОТ ЗНАЧЕНИЯ(57) Изобретение может быть использовано в системах измерения угловыхи линейных перемещений. Пель изобретения - повышение точности измеренияотклонения фазовых сдвигов. Устройство содержит одновибратор 4 и элементы И 6 и 7. Введение формирователей1 и 2 импульсов, инвертора 3, одцовцбратора 5 и интегратора 8 позволяетформировать результирующую разностьдлительности стандартного и измеряемого сигналов в каждом полупериодеизмеряемого сигнала ц обрабатыватьрезультат с учетом этапа отклонения.В описании приседец цифровойвариант устройства . 1 з и. ф лы,3 ил, 1337807Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использозано В системах измерения угловых и линейных перемещений,использующих изменения фазы электрического сигнала От.измеряемго пардметраЦелью изобретения является повышение точности измерения отклонения фазовых сдвигов от номинального зна 1(З чения.На фиг.1 приведена функциональнаясхема предлагаемого устройства; нафиг,2 - временные диаграммы работы 15устройства; на фиг,3 - функциональнаясхема цифрового варианта устройства.Устройство содержит днд формрователя 1 и 2 импульсов, цнвертор 3,ВХОД котОРого сОРДинРн с ВХОДОМ фОР - 20мир(эвателя 1 импульсов, д выход - снходом формирователя 2 импульсов, дваодновибратора 4 и 5, Входы которыхсоединены с выходами формирондтелей1 и 2 импульсов соответственно, выходы - с входами элемента И 6, а инверсные выходы - с входами элемента И 7,и интегратор 8, суммирующий Вход котОРОГО СОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ ЭЛсзРНТДИ 6, а вычитающий вход - с выходом 30элемента И 7,Устройство работает следующимобразом.Сформированный измеряемый сигналпрямоугольной формы (фиг,2 а) подается на вход формирондтеля 1 и черезиннерчор 3 на вход (1 ормироватсля 2.формирователи 1 2 ньзрабдтывают мпульсы малой длительности при положительном и отрицательном фронтах,т.е. по началу каждого полуперцодавходного сигнала соответственно.Выходные импульсы формирователей 1и 2 запускают одновибраторы 4 и 5,которые формируют импульсы фиксированной длительности (фиг2 б и В),равной Т,/2,Импульсы фиксированной длительности с прямых выходов однонибрдторов поступают нд входы элемента И 6.На выходе элемента И 6 появляютсяимпульсы (фиг,2 д), длительность которых соотззетстнует Временной разности между полупериодом сигнала стандартной частоты Т,/. и полупериодомизмеряемого сигнала Т /2 и случаеТ, /2 Т ии /2Носко.ьку длительность рдзностного временного цтс рндлд между полупериОддми измРря(м(э го стднддэтн(1 Осигналов прямо пропорцондльна отклонению фазы От цомВальцго значения, отнесе.нного к стандартной частоте, импульсы на выходе элсмецта И 6 соот 1 ЗС.ТСТВУЮТ УСЛОЕЗЦО зопожТЕЛЬНЫМ ОТК - лоцениям фазы.Элемент И 7 работает дцдлогично элементу И 6 с той разницей, что на его входы подаются инверсные Выходы одцовибраторов 5 и 4, Вследствие чего выходные импульсы элемента И 7 появляются в случае Т,/2 Т /2 (фиг,2 г) и соответствуют условно отрицательным отклонениям фазы, Импульсы поступающие ца суммрукэщй входзгцтегрдторд 8, нтегрируются с положительным знаком, д нд вытающийВХОД - С ОтрцдтЕЛЬНЫМ, В рс ЗУЛЬтатЕчего н интеграторе 8 к концу каждогоВХОдцОГО ИМПуЛЬСа ХраНИтСя рсэуЛЬтИрующий сдвиг фазы Входного сигнала,соответствующий отклонению фазы отномзьцал.ного значения зд время отначала до текущего момента измерения.Источником погрешцости змерениясдвига сзазы в преддгдемом устройствеяззляется нестабильность ДлительностиВыходных сгндлон одцонибрдтора, атакже дрейф нуля интегратора,Повышение точцост устройства дляОределегпя сднгд фазы достгдетсяВведенем дополнительного синхронизззруюзцего геззердтора, выход которогоОдключен к снхроцизрующим входамформирователей, одно 1 брдторон иЭЛЕМЕНТОВ И, ВЫП(э:ПЕНГН,Х СООТВЕтСтнующим образом,д также Введением цифроззого ренерсизззОго счетчика.Устройство (Аг.3) содержит первыйззтсэройз формровдтел 1 2 мцульсон, ннертор 3, Одцовбрдторы 4 и5, элементы И б7интегратор 8.Формрондтел 1 и 2 ВыползРвиВ видеблоков, содержащих трггсры 9 и 10 иэлементы И 11 и 12 соответственно.Прямые выходы трггерон 9 и 10 соедицецьз с первыми входами элсментовИ 11 и 12, находящимся в том же блоке, Инверсный выход триггера 9 соединен с вторым входом элемента И 12 иП-входом триггера 10, цнерсный выход которого соединен с. вторым входомэлемента И 11, э-зход триггера 9 с.оеднец с Входной клеммой устройства,Выходы блоков 1 и 2 соединены с входами одновибраторон 4 и 5 соотнетстззецно, выполненных В ниде ци(эзэсэззыхЛ 13 счетчиков 13 и 14, прямые выходы которых соединены с Ч-входами запрещения счета этих же счетчиков и первым и вторым входами элемента И 6, а первый и второй входы второго элемента И 7 соединены с инверсными выходами счетчиков 14 и 13 соответственно.Выходы элементов И 6 и 7 соединены с прямым и обратным входами реверсивного счетчика 8. Выход генератора 15 соединен с С-входами счетчиков 4 и 5, триггера 9, с дополнительными входами элементов И 6 и 7, а также через инвертор 3 - с входом триггера 10.Устройство работает следующим образом.Генератор 15 вырабатывает синхроимпульсы, частота которых во много раз превосходит номинальную частоту входного сигнала. Триггеры 9 и 10 способны в зависимости от сигналов на их информационных входах изменять свое состояние на положительном и отрицательном Фронтах синхроимпульсов соответственно. Так как изменение состояния триггеров 9 и 10, вызванное появлением Фронта измеряемого сигнала, происходит спустя интервал времени,равный длительности одного синхроимпульса, на выходе элемента И 11 формирователя 1 появляется импульс длительностью, равной длительности синхроимпульса, расположение которого во временной последовательности синхроимпульсов соответствует первому синхроимпульсу после положительного фронта измеряемого сигнала, а на выходе элемента И 12 Формирователя 2 появляется импульс, соответствующий первому синхроимпульсу после отрицательного Фронта измеряемого сигнала. Таким образом,на выходах формирователей 1 и 2 Формируются импульсы, соответствующие началу полупериодов измеряемого сигнала, синхронизированные с непрерывной последовательностью синхроимпульсов, вырабатываемых генератором 15Выходные импульсы Формирователей 1 и 2 поступают на 5-вход разрешения счета считчиков 4 и 5 соответственно, емкость каждого из которых равна фиксированному числу Я и соответствуетстандартному значению полученного сигнала Т,/2. Выходные сигналы счетчиков 4 и 5 поступают на соответствующие входы элементов И 6 и 7, в результате чего синхроимпульсы, пос 37807тупающие на один из входов элемента И 6, проходят на суммирующий вход реверсивного счетчика 8 при положительных отклонениях Фазы (Т,/2 с Т, /2), Синхроимпульсы с выхода элемента И 7 проходят на вычитающий вход реверсивного счетчика 8 при отрицательных отклонениях от номинального значения в случае Т,/2 Т, /2.При отсутствии временного рассогласования между полупериодами стандартного Т/2 (определяемого Х) иизмеряемого Т, /2 сигналов, чтопроисходит при отсутствии отклоненияфазы измеряемого сигнала от номинального значения, на входы реверсивногосчетчика 8 синхроимпульсы не поступают и он не изменяет своего значения,При использовании устройства достигается повышение точности определения отклонения фазового сдвига отноминального значения за счет формирования результирующей разности дли тельности стандартного и измеряемогосигналов в каждом полупериоде измеряемого сигнала и обработки результатов с учетом знака отклоненияформула изобретения1. Устройство для определения отклонения Фазового сдвига периодического сигнала от номинального значения, содержащее два элемента И, одновибратор, прямой и инверсный выходыкоторого соединены соответственно спервыми входами элементов И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности в него введены инУтегратор, инвертор, два формирователя импульсов и второй одновибратор,прямой и инверсный выходы которогосоединены соответственно с вторыми 45входами элементов И, выходы которыхсоединены с входами интегратора, приэтом входная клемма устройства черезпервый Формирователь соединена свходом первого одновибратора, а через инвертор и второй формировательс входом второго одновибратора2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен генератор, каждый из формирователей импульсов содержит Р-триггер и элемент И,одновибраторы выполнены в виде счетчиков на фиксированное число импульсов, интегратор - в виде реверсивно07 7 Составитель М.КатановаТехред И.Попович Редак Пежни Корректор М,Демчик каз 4126/ч 3 ВНИИБТираж 730 Посударственного комитета СССРелам изобретений и открытийМосква ЖРаушская набд.ч одписно 11303 олиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,Пр;изводс гвенн 5 13378 го счетчика, а элементы И сцабжены дополнительными входами, причем прямые выходы Р-триггеров соединены с первыми входами соответствуюших5 элементов И, выходы которых являются выходами формирователей импульсов, входная клевеща устройства соединена с входом первого формирователя импульсов, которым является Р-вход 10 0-триггера первого формирователя импульсов, инверсный выход этого триггера соединен с П-входом Р-триггера второго формирователя импульсов и вторым входом элемента И второго фор мирователя импульсов, инверсный выход 0-триггера второго формирователя импульсов соединен с вторым входом элемента И первого формирователя импульсов, С-вход П-триггера первого о формирователя импульсов через инвертор соединен с С-вхздом 1 Э - триггера второго формир ватс ля импульсов авход инвертора соединен с выходом генератора, с которым также соединены дополнительные входы элементов И и С-входы счетчиков на фиксированное число импульсов, Ч-входы которых соединены со своим прямым выходом и первым и вторым входами первого элемента И, первый и второй входы второго элемента И соединены соответственно с инверсными выходами счетчиков на фиксированное число импульсов, а -входы последних - с выходами элементов И соответственно первого и второго формирователей импульсов, при этом выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с входами реверсивного счетчика.