Импульсный фазовый детектор

,748854 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) Ч. Кл. Н 03 К 9/04 с присоединением заявкиГесударствеиный комитет СССР(53) УДК 621.372. ,54: 62 1.376. .55 (088.8) по делам изобретений и открытий(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в приборах и системах длярешения задачи фазочувствительного детектирования переменных сигналов.5Известен преобразователь средневыпрямленного значения напряжения, содержащий формирователь модуля, интегрирующий фильтр с временным квантованием сигнала и блок управления, выходкоторого подключен к управляющему входуинтегрирующего фильтра, сигнальныйвход которого соединен с выходом формирователя модуля 111,Недостатком известного устройства15является значительная погрешность измерения.Наиболее близким, по техническойсущности к предложенному является импульсный фазовый детектор, содержащийдвухпоэиционный ключ, два ключевыханалоговых запоминающих элемента,блок управления и два интегратора набазе операционных усилителей с емкост 2ной обратной связью, выходы которых подключены к сигнальным входам соответствующих ключевых аналоговых запоминающих элементов, управляющие входы которых соединены с первым и вторым выходами блока управления соответственно, третий выход которого подключен к управляющему входу двухпоэиционного ключа, и два резистора, первый иэ которых одним выводом соединен с инвертирующим входом первого интегратора 12 .. Недостатком устройства является наличие динамических погрешностей, обусловленных неравномерностью амплитудно- частотной ;характеристики, что приводит к возникновению амплитудной погрешности, и свойственной ему фазовой погрешности, заключающейся в наличии задержки выходной величины, что является нежелательным в тех случаях, когда фазовый детектор применяется в приборах и системах с замкнутой структурой,8854 3 74Цель изобретения - снижение динамических погрешностей.Поставленная цель достигается тем,что в импульсном фазовом детекторе,содержащем первый и второй интегрирующие фильтры с временным квантованием,двухпозиционный ключ, блок управления,выходы которого соединены с управляющими входами указанных интегрирующих. фильтров с временным квантованием идвухпоэиционного ключа,и два резисторапервый из которых одним выводом под.ключен к инвертируюшему входу первого интегрирующего фильтра с временнымквантованием, каждый из интегрирующих фильтров с временным квайтованиемсвоим выходом подключен к соответствующему сигнальному входу двухпозициойногоключа; второй выход первого резистораи первый вывод второго резистора соединены с входной клеммой,. а второй вывод второго резистора подключен к не инвертируюйему входу второго интегрирующего фильтра; интегрирующий фильтрс враменным квантованием сигнала вы-" полнен на основе операционного усилителя, инвертирующий вход которого черезконденсатор соединен со своим выходом,который подключен к сигнальному входуключевого аналогового запоминающегоэлемента, выход которого соединен свыходом интегрирующего фильтра с временным к антованием и через реэистор -с инвертирующим входом операционногоусилителя в импульсный фазовый детектор введен конденсатор, включенныймежду неинвертируюшим входом второгоинтегрирующего фильтра и общей шиной.На фиг, 1 приведена функциональнаясхема импульсного фазового детектора;на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие щоработу,Импульсный фазовый детектор содержит первый 1 и второй 2 резисторы,первый 3 и второй 4 интегрирукициефильтры с временным квантованиемсигнала, двухпозиционный ключ 5, блок 6управления, конденсатор 7, образующийвместе с резистором 2 интегрирующую(фаэосдвигающую цепочку) . Каждый изинтегрирующих фильтров с временнымквантованием сигнала включает в операционный усилитель 8, конденсатор 9,резистор 10 и ключевой аналоговый запоминающий элемент 11.В процессе работы двухпозиционныйключ 5 подключает к выходу фазовогодетектора поочердно на время, равное 5 10 15 20 25 ЭО Э 5 40 45 50 55 полупериоду управляющих импульсов, выходы аналоговых запоминающих элементов 11, Аналоговые запоминающие элементы 11 фиксируют напряжения навыходах соответствующих интеграторовв течение коротких интервалов временив конце каждого полупериода импульсовуправлении и хранят его в течение всего полупериода.Постоянные времени интеграторов ипостоянная времени интегрирующейКС -цепочки (2,7) выбираются равнымиполупериоду импульсов управления. Завремя, равное полупериоду импульсовуправлении, напряжение на выходе операционного усилителя интегрирующегофильтра 3 равно среднему значению входного напряжения, взятому с обратнымзнаком, так как за счет обратной связичерез аналоговый запоминающий элементосуществляется полное списывание" ин- .формации о результате интегрированяяза предыдущий период.Поскольку интегратор интегрирующего фильтра 4 с введением интегрирующей ЙС -цепочки (2,9) становитсянеинвертирующим интегратором, то напряжение на его выходе равно среднемузначению входного напряжения за полупеДИОДеТаким образом, с выходов аналоговыхзапоминающих устройств 11 поступаютступенчатоинтерполированные значенийогибающей входного детектируемого напряжения, причем с выхода аналоговогозапоминающего устройства интегрирующего фильтра 3 эти значения инвертированы. Благодаря описанному алгоритмуработы двухпозиционного ключа 5 иа еговыходе осуществляется выделение огибающей детектируемого . напряжении.В предлагаемом импульсном фазовомдетекторе по сравнению с известнымотсутствуют динамические амплитудныеи фаэовые погрешности так как отсу 1ствует суммирование результатов детектирования в примыкающих полупериодахимпульсов управления и, следовательно,не возникает неравномерность амплитудно-частотной характеристики и соответствующей амплитудой погрешности, причемнапряжение, представляющее результат детектирования, появляется на выходе вмоменты окончания каждого полупериодаимпульсов управления и, следовательно,отсутствуют временные задержки,Таким образом повышается точностьвыполнения операции фазового детекти1. Импульсный фазовый детектор, содержащий первый и второй интегрирую щие фильтры с временным квантованием, двухпозиционный ключ, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами интегрирующих фильтров и двухпозиционного ключа, и два резис- О тора, первый из которых одним выводом подключен к инвертирующему входу первого интегрирующего фильтра с временным квантованием, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения дина мических погрешностей, в него введен конденсатор, включенный между инвертирующим входом второго интегрирующего фильтра с временным квантованием и общей шиной, причем выход каждого 30 интегрирующего фильтра с временным 5 7 рования,причем без усложнения схемы устройства (схема упрощена), так как отсутствуют ключи, суммирующий усилитель и существенно упрбщается блок управления вследствие упрощении. алгоритма его работы. Упрощение конструкции, уменьшение габаритов и массы делает предлагаемое устройство по сравнению с известным более экономичным. формула изобретения 48854 бквантованием подключен к соответствующему сигнальному входу двухпозицион-ного ключа, второй вывод первого рези-.стора и первый вывод второго резисторасоединены с входной клеммой, а второй вывод второго резистора подключенк неинвертируюшему входу второго интегрирующего фильтра.2. Детектор по п. 1, о т л и ч а ю 10 щ и й с я тем, что интегрирующийфильтр с временным квантованием выполнен на основе операционного усилителя, инвертирующий вход которого черезконденсатор соединен со свойм выходом,который подключен к сигнальному входуключевого аналогового запоминающеоэлемента, выход которого соединен с выходом интегрирующего фильтра с временным квантованием и через резистор - синвертирующим входом операционногоусилителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Волгин Л. И. Измерительныепреобразователи переменного напряженияв постоянное М., Советское радио,1977, с. 91, рис. 2.55.2, Басалаев Г. В., Павлюк Э. И.Импульсный фазовый детектор. - Приборыи техника эксперимента, 1978, Ъ 4,с. 122-124, рис. 2 (прототип)748854 Тираж 995.Государственного комитета Сам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб.,каэ 4384/22 ЦНИИП по дел 113035, МПодписноеССР илиад ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Ю, ЖулинРедактор О. Колесникова Техред М. Петко Корректор Е. П