Цифровой калибратор фазы

)5 С 01 К 25/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ технике и образцовь Цель - по дения Фазового сдвига при одновременном уменьшении коэффициента нелинейныхискажений выходных синусондальных сигналов - достигается введением в цифровой калибратор Ааэы вычитанщего усилителя 9, схем 4, 15 выборкц-хранения,интеграторов 16, 17, аналоговых кличей 10-13, триггера 7 ц одновибратора 8, ЦиАровой калибратор Зазы содержит также задатчиккода, вычислительный блок 2, генератор 3, оператцвно-запоминаюций элемент 4, счетчик 5,преобразователь 6 код - напряжение.2 ил,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЧПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно в исследоватский институт электроиэмерительныхприборов(54) ЦИФРОВОЙ КАЛИБРАТОР ФАЗЪ(57) Изобретение может быть использвано в информационно-измерительной,15645 Щ А электротехнике при созданцц 1 х источников джазового .сдрига,вынение точности воспроизвеИзобретение относится к информационно-измерительной технике иэлектротехнике и может быть использовано при создании -образцовых источни ков фазового сдвига,Цель изобретения - повышение точности воспроизведения фазового сдвигапри одновременном уменьшении коэффициента нелинейных искажений выходных 1 Осинусоидальных сигналов.Поставленная цель достигается тем,что цифровой калибратор Фазы, содержащий задатчик кода, вычислительный блок, управляемый генератор, оперативно-запоминающий элемент, счетчики преобразователь код - напряжение,дополнительно содержиттриггер, одновибратор, вычитающий усилитель,.четыре аналоговых ключа, две схемы выбор Оки-хранения и два интегратора.На Фиг. 1 представлена структурная схема цифрового калибратора Фазы,на Фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства,Цифровой калибратор Фазы (Фиг.1)содержит задатчик 1 кода, вычислительный блок 2, генератор 3, оперативнозапоминающий элемент (ОЗЭ) 4, счетчик.5, преобразователь код - напряжение (ПКН) 6, триггер 7, одновибратор8, вычитающий усилитель (ВУ ) 9, пер-вый - четвертый аналоговые ключи 1013, первую и вторую схемы выборкихранения (СВХ) 14,15, первый и вто 35рой интеграторы 16, 17, причем выходзадатчика 1 кода соединен с входомвычислительного блока 2, выходы которого соединены с информационными входами ОЗЭ 4, и управляющим входом ге-.нератора 3, выход которого соединенс входами счетчика 5, триггера 7 иодновибратора 8, Выходы счетчика 5соединены с адресными входами ОЗЭ 4,выход которого соединен с входом ПКНб, выход которого соединен с инверсным. входом ВУ 9, прямой вход ВУ 9 через второй и четвертый аналоговыеключи 1 и 13 подключен к выходам ин"50теграторов 16 и 17, а его выход соединен с.информационными входами СВХ14 и 15, входы выборки которых черезпервый и третий аналоговые ключи 10и 12 соединены с выходом одновибрато 55ра 8, а выходы подключены к входаминтеграторов 16 и 17. Входы управления аналоговых ключей 10-13 подключены к выходу триггера 7,Устройство работает следующим бб=разом,Информация о разности Фаз , частоте выходных сигналов Г, режиме работы калибратора, содержащаяся в задатчике кода 1, считывается вычислительным блоком 2.В зависимости от выбранного режима работы вычислительный блок 2 вычисляет И значений Функции У.=9(Х)и, У =(Х+(ф, где Ц- требуемая разность. Фаз, а М - число значений Функции, необходимых для аппроксимацииодного периода колебаний с требуемымзначением коэффициента нелинейныхискажений. Для получения выходногосигнала синусоидальной Формы вычисля"ются значения У =зхпХ, 7 =зхп(Х+),1 ф Йгде Х=2 РР 1 и записываются в ОЗЭ 4,причем значения Функций У и У записываются поочередно .(У 1 г,.юл,у И фуг 171,У 3 и т.д,), Затем вычислительный блок 2 выдает код частоты на управляющий вход генератора 3, частотакоторого равна Е=Р И, и калибраторпереходит в режим генерации. Тактоваячастота поступает на счетчик 5, Формирующий адреса ОЗЭ 4. На выходе ОЗЭ 4поочередно будут присутствовать изменяющиеся во времени коды Функций Уи У, которые поступают на входЛКН 6. На выходе ПКН 6 Формируетсясмесь из двух аппроксимированных ступенчато-сииусоидальных сигналов с ре-,гулируемой разностьв Фаз. Эта смесьдвух сигналов разделяется на два отдельных сигнала с помощьв СВХ 14, 15,а интеграторы 16, 17 осуществляют линейнув интерполяцию ступенчатого сигнала, поступающую с выходов СВХ 14,15. Выходные сигналы интеграторов 16,17 являются выходными сигналами калибратора Би 11.В начальный момент работы калибратора в режиме генерации сигнал с выхода триггера 7 (Фиг.2 а.) вызываетподключение выхода первого интегратора 16 к прямому входу ВУ 9 черезвторой аналоговый ключ 11, а выходаодновибратора 8 - к входу выборкипервой СВХ 14 через первый аналоговыйключ 10. При этом счетчик 5 выдаетадрес нулевой ячейки ОЗЭ 4, в которойзаписан код, соответствующий нулевомунапряжению на выходе ПКН 6, соответственно на выходе ПКН 6 напряжениеравно нулю, Затем в момент времени 1,.5 пряжения на выходе генератора (фиг.2 в, вызывающий переключение счетчика 5. Счетчик 5 выдает .адрес первой ячейки ОЗЭ 4, в которой хранится код первого значения функции Т. Этот код поступает на вход ПЕН 6 (фиг,2 б), и нв его выходе (фиг,2 г) к моменту времени й устанавливается сигнал найряжения, пропорциональный первому значению функции У . Этот сигнал поступает ка инверсный вход ВУ 9, а на прямой вход ВУ 9 подается текущее значение выходного сигнала первого канала калибратора, полученное с выхода первого интегратора 16 (фиг.2 е), в начальный момент равное нулю. К моменту времени йна выходе ВУ 9 устанавливается разность между сигналами с выхода ПКН 6 и с вы" 20 хода первого канала калибратора (фиг,2 д). В этот момент одновибра" тор 8, запущенный перепадом "1/О" сигнала генератора 3, вырабатывает короткий стробирующий импульс (фиг,2 к 25 производящий запись разностного сигнала с выхода ВУ 9 в СВХ 14, С выхода СВХ 14 раэностный сигнал поступает на вход интегратора 6 (фиг.2 э), и напряжение на выходе интегратора 16 30 начинает линейно изменяться.В момент времени й на выходе геЭкератора 3 появляется перепад напря" жения "О/1", вызывающий переключение триггера 7, при этом сигнал с выхода35 триггера 7 вызывает размыкание первого и второго аналоговых ключей 10 и 11 и замыкание третьего и четвертого аналоговых ключей 12 и 3, В результате этих переключений к прямому вхо ду ВУ 9 подключается выход второго ин" тегратсра 17 через четвертый аналого" вый ключ 13, а выход одновибратора 8 - к входу выборки второй СВХ 15 через третий аналоговь 1 Й ключ 12, Затем 45 в момент временипоявляется перепад "1/О" сигнала генератора 3, вызывающий переключение счетчика 5 Счетчик 5 выдает адрес второй ячейки ОЗЭ 4, в которой хранится код первого 50 значения функции У. Этот код посту" пает на ПКН 6, и на его выходе к моменту времени йустанавливается сигнал напряжения, пропорциональный первому значению функции Ув Далее 55 этот сигнал вычитается иэ сигнала с выхода второго канала калибратора (фиг,2 ж) вычитающим усилителем 9, и к моменту времени й на выходе ВУ 9 1 64566 6устанавливается разность между сигналами с выхода ПКН б и второго каналакалибратора. В этот момент одновибрвтор 8, запущенный перепадом "1/О"сигнала генератора 3, вырабатываеткороткий стрсбируюв.-,й импулвс., производящий запись рвэностисго сигналас выхода ВУ 9 в СВХ 15, С выходаСВХ 15 разностный сигнал поступаетна вход интегратора 17 (Фкг. 2 и), инапряжение на его выходе начинаетлинейно изменяться (фиг.2 ж),Затем в момент времени й сновапроисходит подключение первого аналвкалибратора, и далее весь процессповторяется для следующих экачеикйУ иУ,.Таким образом, СВХ 14 и 15 реализуют, в конечном счете, функцию разделения каналов калибратора, а их вы.ходные сигналы в первом приближенииможно рассматривать как производныесоответствующих выходных сигналов перного и второго каналов, Запись в СВХ14 и 15 производится поочередно, гериодически. В течение времеки, покаСВХ 4 и 15 хранят мгновенные значения сигнала, напряжение на входах иктеграторов 1 б и 17 остается постоянным, а их выходные напряжения, в завис;мости от знака, .линейно убываютили линейно возрастают, Из таких ли"нейных участков и образуется выходнойси гнал,Выходные сигналы двух каналов калибратора формирую",ся с помощью одного ПКН, что исключает, по сравнениюс нрототипсм, фаэовыс погрелкссти, вызванные некдектичяостью параметровотдельных ПКН, кроме того, линейнаяинтерполяция ступенчато-сикусоидального сигнала, полученного с выходаПКН, благсдаря введению дополнительных элементов, соединенных указаннымобразом. с остальными элементами схемы, позволяет получить скнусскдалькыйсигнал с малыми нелинейными искажениями беэ использования фильтров низкой частоты, вносящих в прототипефазсвые погрешности. Предлагаемыйкалибратор позволяет получить высо"кую точность воспроизведения фазового, сдвига благодаря его.нечувствительности к раэбросу параметров элементов, смещекиям, дрейфам СВХ и интеграторов, достигаемой эа счет того,что первый и второй каналы калибратора по суЩеству охвачены импульскои1Составитель С, ЧерняковаТехред М.Ходанич Корректор В. Редакт итк к Тираж 546 Заказ 1158 ВНИИПИ Государственн Подписноеизобретениям и открытиям пр5, Раушская наб., д. 4/5 КНТ СССР го комитета5, Москва,Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гага 15645глубокой отрицательной обратной связьючерез аналоговые ключи, вычитающийусилитель и схемы выборки-хранения. Формула изобретения5Цифровой калибратор фазы, содержащий задатчик кода, выходом соединенный с вычислительным блоком, выходы которого соединены с информационными входами оперативно-запоминающего элемента и входом генератора, выход ко. торого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с адресными входами оперативно-запоминающего эле мента, выходы которого соединены с входами соответствующих разрядов преобразователя код - напряжение, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения фазового сдвига при одновременном уменьшении коэффициента нелинейных искажений выходных синусоидаль" ных сигналов, дополнительно введены6 у з б б вычитающий усилитель, две схемы вы"борки-хранения, два интегратора, четыре аналоговых ключа, триггер и одновибратор, причем выход преобразователя код - напряжение соединен с инверсным входом вычитающего усилителяпрямой вход которого через второй ичетвертый аналоговые клн 1 чи соединен свыходами первого и второго интеграторов, выход вычитающего усилителя соединен с информационными входами первой и второй схем выборки-хранения,входы выборки которых через первыйи третий аналоговые ключи соединеныс выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом генератора,выходы первой и второй схем выборкихранения соединены с входами первогои второго интеграторов соответственно,входы управления аналоговых ключейсоединены с выходом триггера, входкоторого соединен с выходом генератора.