Устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код

Союз СоеетскмнСоцмапистмческмкРеспублик ОП ИСАНИНАИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 И 1750384тень .% 2 8 ликовано 2 3) УДК 621.3 ,77( 088.8) Пата опубликования описания 25 07 8(71) Заявител ЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯГА ФАЗЫ В ЦИФРОВОЙ КОДформирователи входных си 1 налов, выходыкоторых подключены к входам логическойсхемы, реализующей логические функцииР (ОМЬ) ОЬ и Р О 4 Ь, Один изВХОДОВ ЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПОДКЛ 1 ОЧЕН КОВходу блока управче 1 пя, а другой ковходу семы совпадения, другой вход которой соединен с выходом блока управления. Схема совпадения упрощает прохождение импульсов тактового генератора на вход счетчика 2,Устройство обеспечивает преобразование фазовых сдвигов до 180 сз при фазовом сдвиге рабочего напряжения относительно опорного, превышаюсцем 180,погрешность преобразования устройствомсдвига фазы в цифровой код увеличивается пропорционально увеличению фазовогосдвига и в пределе может достигать180. Целью настоящего изобретения является асширение диапазона измерения с сохраением высокой точности преобразования Изобретение относится к области автоматики и вычислитсльной техники и может быть использовано, например, в аналого-цифровых преобразователях,Известно устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержа 5щее нуль-органы, вырабатывающие в момент перехода через нуль опорного и рабочего напряжений короткие импульсы,которые поступают на входы й 5 -триг 1 Огера, управляющего прохождением черезэлемент И на вход счетчика импульсов свыхода генератора стабильной частоты11.Недостатком такого устройства явля 15ется недостаточно четкая его работа присовпадении импульсов, формируемых навыходах нуль-органов при сдвиге фазырабочего напряжения относительно опорного близком или равном нулю.Из известных устройств для преобразования сдвига фазы в цифровой коднаиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее денни пусковых импульсов, ког750384 50 55 3да сдвиг фазы близок к нулю или равен нулю.Поставленная цель достигается тем, что в устройство. для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержащее первый и второй формирователи входных сигналов, при этом выход второго формирователя соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, сбдержащее также второй и третий элементы И-НЕ, элемен ты НЕ и ИЛИ, блок управления, генератор импульсов и счетчик, введены первый, второй, тре 1 ий, четвертый и пятый Рб -триггеры, причем выход первого формирователя входных сигналов соединен со 15 счетным входом первого триггера, первый выход которого подсоединен к входу блока управления и первому входу элемента ИЛИ, а второй выход - к 5 -входам второго и пятого триггеров,-вход 20 второго триггера соединен с первым выходом блока управления, а выход его - со вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к Ь- входу третьего триггера, Ц - вход кото рого соединен со в-.орым выходом блока управления, а выход его - с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, соединенного своим входом с 30 выходом второго формирователя входных сигналов, при этом выход второго элемента И-НЕ соединен с-входом четвертого триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с 35 Р, -входом пятого триггера, подключенного выходом к первому входу третьего элемента И-НЕ, 5 -вход четвертого триггера соединен с третьим выходом блока управления, а выход четвертого 40 триггера соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со входом счетчика. 45 На чертеже представлена структурная схема устройства для преобразования сдвига фазы в цифровой код.Устройство содержит формирователи 1 и 2 входных сигналов, триггер 3 со счетным входом и импульсными выходами, элемент НЕ 4, блок 5 управления, Й 5- триггеры 6, 7, 8 и 9, элементы И-НЕ 10 11 и 12, генератор 13 импульсов элемент ИЛИ 14 и счетчик 15, Выходы счетчика 15 являются выходом устройст ва. 4На входы формирователей 1 и 2 подаются соответственно опорное О и рабочее Ор напряжения, фазовый сдвиг М между которыми необходимо преобразовать в цифровой код. На выходах формирователей формируются управляющие импульсы в момент изменения знака напряжений О и О р с минуса на плюс. Импульсы формирователя поступают на вход триггера 3, на прямом и инверсном выходах которого формируются управляющие импульсы, частота следования которых в два раза меньше, Импульсы с прямого выхода триггера 3 поступают на вход блока 5 управления, который вырабатывает три следукнцие одна за другой команды, устанавливающие триггеры 6, 7 и 8 в исходное срстояние. Первая команда с первого выхода блока 5 управления поступает на Р -вход триггера 6, а вторая команда К 2 со второго выхода блока 5 управления поступает на Р - вход триггера 7, устанавливая триггеры 6 и 7 в нулевое состояние, при котором с выходов триггеров 6 и 7 на входы элементов И-НЕ 10 и И-НЕ 11 поступают запрещающие потенциалы. Третья команда с третьего выхода блока 5 управления поступает на 6 - вход триггера 8, устанавливая его в единичное состояние, при котором с выхода триггера 8 на вход элемента И-НЕ 12 поступает разрешающий потенциал, Началу преобразования соответствует появление на инверсном выходе триггера 3 управляющего импульса, который постуйает на 8 - входы триггеров 6 и 9 и устанавливает их в единичное состояние, при котором с выходов триггеров 6 и 9 на входы элементов И-НЕ 10 и И-НЕ 12 поступают разрешающие потенциалы. Импульсы с выхода генератора 13 импульсов начинают поступать через элемент И-НЕ 12 на вход счетчика 15.При совпадении разрешающего потен,циала на выходе триггера 6 с паузой между импульсами формирователя 2 на выходе элемента И-НЕ 10 вырабатывается сигнал, который устанавливает триггер 7 в единичное состояние, при котором с выхода триггера 7 на вход элемента И-НЕ 11 поступает разрешающий потенциал, Импульс с выхода формирователя 2 поступает на вход элемента НЕ 4. С выхода элемента НЕ 4 проинвертированный импульс поступает на вход элемента И-НЕ 11, на выходе которого вырабатывается им750384 пульс, который поступает на Р - вкодтриггера 8 и через элемент ИЛИ 14поступает также на Р - вхоц триггера 9, устанавливая триггеры 8 и 9 внулевое состояние, С выкодов триггеров8 и 9 на вкод элемента И-НЕ 12 поступают запрещающие потенциалы, прекращая поступление импульсов с выходагенератора 13 на вход счетчика 15. Всчетчике 15 фиксируется количество импульсов, пропорциональное фаэовомусдвигу ЦТаким образом, настоящее устройство,благодаря введению новых элементов йсвязей, отличается более высокой точностью преобразования при любом значе-нии фазового сдвига рабочего напряжения относительно опорного напряжения.Сравнительные испытания данного устройства с известным показали, что погрешность преобразования сдвига фазы вцифровой код при применении изобретенияв диапазоне углов от 0 до 180 не превышает погрешности известного устройства, а в диапазоне углов от 180 до 25360 О может быть уменьшена в 10 Ч Вбейраэ,где Щ - фазовый сдвиг рабочего напряжения относительно опорного вградусах; 30- частота опорного напряжения вГц,Это позволяет использовать устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код в преобразователях, в которых зтребуется высокая точность преобразования в диапазоне углов от 0 до 360 о. формула изобретения 40 Устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержащее первый и второй формирователи входных сигналов, при этом выход второго формирователя соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, содержащее также второй я третий элементы И-НЕ, элемент: НЕ и ИЛИ блок управления, генератор импульсов и счетчик, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в него введены первый, второй, третий, четвертый и пятый Й - триггеры, причем выкод первого формирователя вкоднык сигналов соединен со счетным входом первого триггера, первый выход которого подсоединен к входу блока управления и первому входу элемента ИЛИ, а второй выход - к б - входам второго в пятого триггеров, В - вход второго триггера соединен с первым выходом блока управления, а выход его - со вторым вкодом первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к- входу третьего триггера, й - вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а выкод его - с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, соединенного своим входом с выходом второго формирователя входных сигналов, при этом выход второго элемента И-НЕ соединен с й - входом чет,вертого триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с- входом пятого триггера, подключенного выходом к первому входу третьего элемента И-НЕ, 5 - вход четвертого триггера соединен с третьим выходом блока управления, а выход четвертого триггера соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со входом счетчика. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Зверев А, Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цнфровой код, Л. 1974, Энергии", с. 153-155.2. Авторское:вкдетельство СССР М 244735, кл б 01 8 25/08, 1967 (прототип).