Дискретный фазовращатель генератора инфранизких частот

Союэ Советски Социалистические РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельства М Заявлено 20.Х 1.1970 (ЛЪ 149487726-9)с присоединением заявки М 1628172 26-9)ПриоритетОпубликовано 0811.1973, Бюллетень .й 10Дата опубликования описания 24.1 Ч.1973 М. Кл. И 061 т 7,18 Комитет оо делам иаобрвтеиий и открытий ори Совете Мииистров СССРУДК 621.316,727(088.8; Авторизобретения В. В. Смеляков Заявитель ДИСКРЕТНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ ГЕНЕРАТОРА ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТИзобретение можно:использовать при экспериментальном определенни динаоических характеристик систем автоматического контроля, регулирования и управления.Известен дискретный фазовращатель генератора инфранизких частот, содержащий пять вентилей, управляемых пятью триггерами,декадный счетчик ввода величины изменения начальной фазы с отдельными декадами, схемы И на каждую декаду и счетчик контроля величины текущего значения начальной фазы.Однако фазовращатель изменяет начальную фазу выходного синусоидального напряжения с дискретностью в 0,1 на положительные и отрицательные углы от 0 до 360,С целью повышения быстродейсввия изменения фазы на положительную и отрицательную величину угла в предлагаемом фазовращателе,между входом пятого, вентиля и выходом декадного делителя частоты включена схема ИЛИ, второй вход которой соединен через линию задержки с переключателем фаза, а между выходом третьего вентиля и вторьгм входом триггера, управляющего этим вентилем, включен реверсивтыЙ счетчк, управляемый от,ключа фаза и декадното делителя частоты, второй выход реверсивного счетчика подключен к управляющему входу четвертого вентиля.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого дискретного фазовращатсля генератораа пнЬранцзкцх частот,Предлагаемое устройство содержит кварцевый тенератор 1 высокой частоты , делитель 5 частоты 2 с переменным коэффициентом дсделгтель частоты д с постоянны.коэффициентом деления О = 100, реверсцвцый счетчик 4,преооразсвателя кода в аналог со схемой И 5 и трипгером 6 знака, преобразо ватель 7.кода,в аналог (ПКА) и фазовращатель 8, имекщцй реверсцвныц счетчик 9 со схемой И 10 и триггером 11 знака декадный делитель частоты 12 с переменным коэфф:- циснтом деления декадцы счетчик ввода до полнений) для ввода величины цачальцоцфазы со схемой И 13, реверсивньй счетчик 14 для отсчета результрующей начальной фазы после ряда ее изменений, триггеры 15 - 17 схемы управления фазовращатсля, схему 20 ИЛИ 18, вецтплц 19 - 23 схемы управленияфазовращателя, лцццц задержк24 - 26, пс.1)склочатель 2/, кцопк 1 28 фаза ц счетчик 29Каждому дополнительному импульсу, по ступаощему на вход реверсивного счетчика 4соответствует изменение начальной фазы фор 360мируемого спг:ала на угол, где р - числоРступенек формируемой синусоиды ца период.30 Ка)до м м дополните:ц 11 ю у ц Пульсу, посту 3696785 10 15 20 пакнчему на вход делителя 3, соответствует360,изменение начальной фазы на величинуРйгде дз - постоянный коэффициент деления делителя частоты 3.Например, при р = 36, Оз = 100 изменениемчисла дополнительных импульсов, поступающих на вход реверсивного счетчика 4, можноизменять начальную фазу с дискретностьюР = 10 на один входной импульс счетчика 4,Изменением числа дополнительных импульсов,поступающих на вход делителя 3, можно изменять начальную фазу с дискретностьюД = 0,1 на один входной импулыс делителя 3.При р = 360, д, = 100 можно изменять начальную фазу с дисиретностью Р = 0,01 наодни входной импульс делителя 3.Задание сдвига фаз ф осуществляется четырехдекадным делителем 12 частоты с помощьюдекадных переключателей путем введенияв каждую декаду дополнений:(3 - т 4) - в старшую декаду сотен градусов,(9 - т,) - в младшую декаду десятых долей градуса.Поскольку максимальный сдвиг фаз ф;,не превышает 360, то любой сдвиг фаз, (ф с точностью до десятых долей градуса можно выразить числомф= М =(10 т, + 10 тз + 10 т, + 10 т,),где Р = 0,1 - дискретность отсчета начальной фазы ,по декадному делителю 12 в градусахна один, входной импульсделителя 3;М - число входных импульсов на входе делителя 3с коэффициентом делениядг = 100 и р = 36;т, тз, тг, и т, - целые числа, устанавливаемые на декадных пере,ключателях,делителя 12,При измерении возиикает необходимость изменять начальную фазу в,процессе измерения несколько раз на различные положительные и отрицательные углы ф, з, Результирующий угол сдвига фаз определяется алгебраическим суммированием отдельных сдви- гов Пз - , 9Это суммирование, при Р = 0,1 осуществляется четырехдекадным реверсивным счетчикам 14.В старших декадах счетчика 14 имеется схема И, обеспечивающая периодический сброс показаний в 360 при зр ) 360, в результате чего суммарный угол з всегда находится в пределах 0 - 360.Устройство работает следующим образом. 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 В исходном состоянии вентили 19, 20, 22 и 23 закрыты, а вентиль 21 открыт. Триггеры 15 - 17 и триггеры счетчиков находятся в нулевом состояиии.Генератор включен и формирует на выходе ПКА 7 аинусоидальный сигнал определенной частоты и начальной фазы.Для изменения начальной фазы в проц ессе формирования выходного синусоидального сигнала на величину " ,декадные переключатели делителя 12 устанавливаются в положения, обозначенные целыми числами тт, тз и т 4 (шкала установки начальной фазы). После нажатия кнопки 28 фаза (положение переключателя 27 +),пусковым импульсом через триггеры 15 н 1 б открываются вентили 19 и 20 и закрывается вентиль 21. Тем же импульсом вводятся соответствующие дополнения в декады делителя 12 и через триггер 11 счетчик 29 устанавливается на суммирование. С этого момента начинается время т ввода дополнительных импульсов в делители 3 и 12 и счетчик 14 на частоте о и подсчет счетчиком 29 задержанных за это время основных импульсов закрытым вентилем 21 на частоте . Следовательно, за время т, в делитель 3 поступают только дополнительные импульсы на частоте а задержанные вентилем 21 основные импульсы учитываются счетчиком 29, работающим на суммирование.После поступления в делитель 12 числа импульсов М, соответствующего, данному изменению начальной фазы, все триггеры делителя 12 установятся в состояние 1, на выходе схемы И 13 появляется импульс, которыйчерез триггер 15 закрывает вентиль 19 и открывает вентиль 21, а через триггер 11 открывает вентиль 22 и переводит счетчик 29 на вычитание.В течение второго периода тз на вход делителя 3 частоты через вентиль 21 поступают основныее импульсы, а через вентили 20 и 22 и линию задержки 24 - задержанные импульсы на частоте , в результате чего исключается возможное наложение основных и задержанных импулысов.Второй период ввода тз продолжается до полного считывания показаний счетчика 29, прои нулевом показании которого выходным импульсом схемы И 10 через триггер 1 б закрывается вентиль 20, а через триггер 11 закрывается вентиль 22, и счетчик 29,переключается на суммирование. Процесс ввода дополнительных и задержанных импульсов закончен. Начальная фаза изменена на величину ф. Второй период ввода т необходим для того, чтобы:пропустить через делитель 3 все основные импульсы, накопленные за время т в счетчике 29.После перьвого изменения начальной фазы на величину ф ) 0 все триггеры схемы управления и триггеры делителей 3 и 12 устанавливаются в исходное нулевое состояние, вентили5 10 19, 20 и 22 закрываются, а на счетчике текущего учета начальной фазы записывается угол сдвига - = - фьПри последующем изменении начальной фазы на величину, =(10 т + 10 тз + 10 т 2 + 10 т) все операции повторяются в той же последовательности. При окончании этого процесса схема приходит в исходное состояние, кроме счетчика 14 контроля текущей фазы, который зафикоирует сдвиг фаз ф = чч+Ф 2Условия изменения начальной фазы выходного напряжения фазовращателя на отрицательные углы ф от 0 до 360 с той же дискретностью и за те же малые промежутки времени путем введения дополнительных импульсов на частоте , состоят в том, что за время ввода дополнительных импульсов т на частоте , реверсивный счетчик 4 переключается на противоположный режим. Эти условия реализуются переключателем 27, триггерами б и 17, схемой ИЛИ 18, вентилем 23 и линиями задержки 25 и 26.При изменении начальной фазы на отрицательные углы переключатель 27 устанавливается в,положение- , и после нажатия кнопки фаза импульс пуска через трипгер 17 открывает вентиль 23 и.переключает счетчик 14 на вычитание, а счетчик 4 - на противоположный режущим. Ввод дополнительных импульсов в делители 3 и 12 и счетчик 14 осуществляется так же, как и при изменении фазы на противоположные углы за время ть Поступление дополнительных импульсов на частоте , через вентиль 19 и основных импульсов на частотечерез вентиль 21 на вход делителя 3 повремени также раздельно, как и при изменении фазы на положительные углы, в результате чего исключается возможное наложение этих импульсов на входе делителя 3 и сбои в работе триггерных ячеек этого делителя,При изменении начальной фазы на малый положительный или отрицательный угол, а также при формировании колебаний нижнего диапазона частот время ввода дополнительных импульсов т на частоте , меньше периода следования основных импульсов на час 1тоте т ( Т, = - . Дополнительные импульсыЛна частоте о вводятся в делитель 3 за время ть составляющее доли периода Ть при этом фазовращатель может работать и без счетчика 9.Однако при формировании колебаний верх 15 20 25 30 35 40 45 55 него диапазона частот и изменении начальной фазы на большие углы время ввода дополнительных импульсов может оказаться значительно больше периода следования основных импульсов т что вызывает совпадение основных и дополнительных импульсов на входе делителя 3. В предлагаемом устройстве в процессе ввода дополнительных импульсов начастоте о основные импульсы на частоте , запоминаются счетчиком 9 и вводятся в делитель 3 после завершения ввода дополнительных импульсов. Предмет изобретенияДискретный фазовращатель генератора инфранизких частот, выполненного в виде последовательно соединенных кварцевого генератора, делителя с переменным коэффициентом деления, делителя с,постоянным коэффициентом деления, реверсивного счетчика и преобразователя код-аналог, содержащий декадный делитель частоты, пять вентилей, один из которы.; включен между кварцевым генератором и входами делителя с постоянным коэффициентом деления и декадного делителя, второй - между выходом делителя с переменным коэффициентом деления и входами делителя с постоянным коэффициентом деления, третий вентиль включен между выходом делителя с,переменным коэффициентом деления и третьим входом делителя с постоянным коэффициентом деления через линию задержки и четвертый вентиль, а пятый вентиль включен на втором входе реверсивного счетчика преобразователя код-аналог, причем первый и второй вентили управляются от ключа фаза и декадного делителя частоты через триггер, третий - от ключа фаза через второй триггер, а пятый - от переключателя фаза и декадного делителя частоты через третий триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия изменения фазы на положительную и отрицательную величину угла, между входом пятого вентиля и выходом декадного делителя частоты включена схема ИЛИ, второй вход которой соединен через линию задержки с переключателем фаза, а между выходом третьего вентиля и вторым входом триггера, управляющего этим вентилем, включен реверсивный счетчик, управляемый от ключа фаза и декадного делителя частоты, причем второй, выход, реверспвного счетчика подключен к управляющему входу четвертого вентиля.Составитель М. Порфиров ред Т. Курилко Корректор Н. Стельмах розова едакто пография, пр. Сапунова, 2 аказ 1083/6 Изд, Мо 1275 Тираж 780 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5