Преобразователь «код-частота гармоническогосигнала»

Союз Советских Социалистичсских РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 23.1.1967 ( 1127140/18-24с присоединением заявки2 тпз 3 О 6 06 т иоритет Комитет по делам обретений и открытий ои Совете Министров СССРОпубликовано 25 Лт 1.1969. Бюллетень15 ДК 681.332.05(088,8) Дата опубликования описани 4. 1 Х.1 вторызобретен И, Н. Крылов, Х. Ш. Липин, Ю. Б. Садомов, О. А. Тришкин и Л. М. Хохловявитель ЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД - ЧАСТОТА ГАРМОНСИГНАЛА ОГО Изобретение числительной т вано в автома равляемых с п измерительныхИзвестен пре пряжения в ча ваемый и этал выходы которы тели частоты к ром на выход обеспечения точ+ Ь (а)1,ножения. относится к автоматике и выехнике, может быть использотизированных комплексах, упомощью ЦВМ, и специальных системах,образователь постоянного настоту, содержащий перестраионный кварцевые генераторы, х подключены через умножисмесителю с полосовым фильте, и систему автоматического ности. Предложенный преобразователь отличается от известного тем, что, с целью увеличения точности преобразования и исключения зависимости ее от нелинейности и разброса характеристики перестройки генератора, в нем выход преобразователя через систему автоматического обеспечения точности и блок сравнения кодов соединен со следящей системой, подключенной к перестраиваемому генератору, а с целью ускорения преобразования, следящая система содержит блок переменных коэффициентов, вход осоторого соединен через вентили с генератором импулысов управления шаговым двигателем и блоком сравнения кодов, а выход подключен к регистру кода следящей системы. Блок переменных коэффициентов может быть выполнен, например, в виде делителя частоты с переменным коэффициентом деления,На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - блок-схема следя 5 щей системы; на фиг. 3 - блок-схема системыавтоматического обеспечения точности,Перестраиваемый генератор 1, работающийв автоколебательном режиме, является источником гармонических колебаний. Частота этих10 колебаний определяется параметрами колебательного контура генератора и, в частности,является функцией емкости и индуктивностиконтура.Генератор 1 стабилизирован кварцем. Его15 частота Рге изменяется с перестройкой емкости контура следящей системой 2, с выходнымвалом которой через редуктор соединена осьротора конденсатора. Таким образом, частотагенератора 1 является функцией угла а пово 20 рота вала следящей системыген = 10+ М (а)где Р, - номинальная частота кварцевого резонатора,Для расширения диапазона изменения выходной частоты применен умножитель частоты 3, преобразующий частоту генератора всоответствии с формулой.гумн = иаэс30 где и - коэффициент ум5 10 3Неперестраиваемый кварцевый генератор 4,вырабатывающий сигнал частоты Р 1, умножитель частоты б, аналогичный умножителю 3, исмеситель б предназначены для образованиясигнала разностной частотыРуми Руин = и РО+ М (а)1- и Ро = и Л (а),соответствующей преобразуемому коду У. Выделение сигнала частоты Р,ы=и Л (а) ифильтрация комбинационных частот осуществляются полосовым фильтром 7, подключенным к выходу смесителя 6. Полоса пропускания фильтра определяется как и Л (амане) --М (Ц мин)1Высокая степень соответствия значения выходной частоты Р преобразуемому коду У,хранящемуся в регистре 8, достигается благодаря:измерению Ри представлению результата измерения в коде системой автоматическогообеспечения точности 9;сравнению кодов заданного и измеренногозначений выходной частоты в блоке сравнения 10;использованию результата сравнения в качестве входного сигнала следящей системы 2для дополнительной подстройки частоты генератора 1.Согласование преобразователя с ЦВМ илидругим управляющим, цифровым устройствомобеспечивается благодаря выполнению следящей системы 2 на шаговом двигателе, в результате чего достигается высокое качествопереходных процессов при больших скоростяхперестройки.Триггер,11 и регистр разности 12 (см, фиг. 2)предназначены, соответственно, для хранениязнака и абсолютного значения результатовсравнения кодов из блока 10. Идентичныекоммутируемые вентили И и 14 с логическими схемами типа И обеспечивают прохождение тактовых сигналов генератора импульсов15 в канал правого или левого вращения блока управления 1 б. Время, в течение котороговентиль И или 14 отпертишаговый двигатель17 через редуктор 18 перестраивает конденсатор, определяется величиной кода, записанного в регистре И, и фиксируется схемой диодной логики 19. Эта схема вырабатывает сигнал окончания отработки шаговым двигателем в тот момент, когда регистр разности 12обнуляется (сигнал с выхода блока 10 равеннулю).В случае неравенства сигнала с выхода блока 10 нулю через схему диодной логики типаИЛИ 19 на коммутируемые вентили 13 и 14подается сигнал разрешения отработки.При открывании вентиля И или 14 импульсы, вырабатываемые генератором 15, поступают в соответствующий канал блока управления 1 б, Блок управления подает импульсы вобмотки двигателя 17 в последовательности,необходимой для вращения двигателя в заданном направлении,15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Импульсы генератора 15, поступающие в блок управления 1 б, одновременно проходят через блок переменных коэффициентов 20 на счетный вход регистра разности 12 и обнуляют его по мере отработки двигателем 17 сигнала с выхода блока сравнения 10.Роль блока 20 заключается в следующем.Зависимость Р,= (а) является в общем случае нелинейной. Это означает, что цена щага следящей системы постоянна в угловых величинах и переменна в значениях частоты Р. Следовательно, при постоянном весе единицы преобразуемого иода вес одного импульса, поступающего на регистр разности 12, зависит от величины У, а скорость отработки следящей системой меняется, Для устранения этого недостатка служит блок переменных коэффициентов 20, представляющий собой делитель частоты с регулируемым коэффициентом деления. Коэффициент деления регулируется блоком 10 в соответствии с кодом У. Согласно нелинейности зависимости Р,= 1(а) цеРвых на шага выбирается на участке, гдеИа = макс., а максимальная скорость отработки двигателя 17 определяется участком кривой,выхгдЕ ": мин.аПерестройка частоты кварцевого генерато ра 1 и, соответственно, изменение частоты выходного сигнала преобразования заканчиваются в момент обнуления регистра разности 12. При этом схема диодной логики 19 запирает вентиль И или 14 и прекращает поступление импульсов генератора 15 в блок управления 1 б двигателем 17.Система автоматического обеспечения точности (см, фиг. 3), основная задача которой сводится к высокоточному измерению выходной частоты Р,х, построена на принципе последовательного счета числа импулысов высокостабильного генератора 21, которое укладывается во временной интервал, соответствующий К периодам измеряемой частоты.Вентиль 22 пропускает сигнал измеряемой частоты в течение этих нескольких периодов и отпирается сигналом, поступающим из бло. ка 19 одновременно с запиранием вентиля И или 14. Момент обнуления вентиля и форми 1 рования временного интервала Т , = Квых определяется счетчиком 23, емкость которого постоянна и выбрана из условия предельного заполнения при поступлении К импульсов.Сформированный счетчиком временной интервал определяет время работы вентиля 24, когда через него проходят импульсы высокостабильного измерительного генератора 21, Эти импульсы используются для заполнения счетчика 25, в котором записывается измеренное значение выходной частоты. При заполнении счетчика 23 запираются вентили 22 и 24, что соответствует окончанию измерения частоты выходного сигнала преобразователя, Число, записанное в счетчике 25, переносится в блок сравнения 10, где хранится до окончания последующей отработки нового значения разности кодов из блока 10 следящей системой 2 и очередного измерения частоты выходного сигнала.Дальнейшая работа преобразователя представляет собой последовательность чередующихся циклов обработки измерения, приводящих к уменьшению разности между заданным кодом и кодом, соответствующим Р, до требуемой точности преобразования,Предмет изобретения1. Преобразователь код - частота гармонического сигнала, содержащий перестраиваемый и эталонный кварцевые генераторы, выходы которых подключены через умножители частоты к смесителю с полосовым фильтром на выходе, систему автоматического обеспечения точности, блок сравнения кодов, следящую систему, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности преобразования и исключения зависимости ее от нелинейности и разброса характеристики перестройки генератора, в нем выход преобразователя через систему автоматического обеспечения точности и блок сравнения кодов соединен со следящей системой, подключенной к перестраиваемому гене ратору.2. Преобразователь по п. 1, отличающийсятем, что, с целью ускорения преобразования, в нем следящая система содержит блок переменных коэффициентов, выполненный, напри мер, в виде делителя частоты с переменнымкоэффициентом деления, вход которого соединен через вентили с генератором импульсов управления шаговым двигателем и блоком сравнения кодов, а выход подключен к реги стру кода следящей системы.243262 Оа Ьюка 10 9 иг.,блоу Ю Редактор Б. Б, федотов 480 Подписное открытий при Совете Министров СССР Серова, д. 4 пография, пр, Сапунова, 2 Зака ЦНИ 284/2ПИ Комитет оставитель В. Д Техред А. А, К Тиражлам изобретенийМосква, Центр, и Махи апов ы"пникова ректоры: Л. Иванов и А. Николаев