Фазовый дискриминатор

(54) ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТ Настоящее изобретение относитсяк импульсной технике и может бытьиспользовано в фазовых системах программного управления,Известны фазовые дискриминаторы,содержащие фильтр и два триггерныхсчетчика, связанных с блоком преобразователей код-напряжение Г 11.Однако они имеют низкое быстродействие.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является фазовый дискриминатор, соедржащий фильвыход которого является выходом устройства, и блок преобразователей коднапряжение, входы которого соединеныс первыми и вторыми выходами двухсчетчиков импульсов, входы которыхсоединены с выходными шинами устройства 121.Недостатком этого дискриминаторатакже является относительно низкоебыстродействие, так как постояннаявремени фильтра должна быть доста,точна для надежного выделения постоянной составляющей выходного сигнала (сглаживания пульсаций ШИИ), однако чем больше эта постоянная времени, тем меньшим быстродействием обладает фазовый дискриминатор и, следователь- но, тем хуже эксплуаутационные характеристики фазового дискриминатора, Например при применении фазового диакримииатора в . Качестве измерителя рассогласования (элемента сравнения)следящего электропривода наличие значительной постоянной времени фазового дискриминатора ограничивает допустимый коэффициент усиления следящего электропривода (добротность по скорости) тем больше эта постоянная времени.Целью изобретения является поваввение быстродействия фазового дискриминатора.Это достигается тем, что в фазовый дискриминатор, содержащий фильтр, выход которого является выходом устройства, и блок преобразователей код3 8537 ыапряжение, входы которого соединены е первыми и вторыми выходами двух счетчиков импульсов, входы которых соединены с входными шинами устройства, введены ключевые усилители, дополнительные фильтры, коммутаторы и блок суммирования, выход которого подключен к входу фильтра, первый вход - к выходу блока преобразователей код-напряжение, а второй, третий, 1.1 четвертый и пятый входы через идентичные каналы из последовательно соединенных коммутатора, дополнительного фильтра и ключевого усилителя подключены соответственно к третьему.и первому выходам первого счетчика импульсов и к третьему и первому выходам второго счетчика импульсов, причем третий и первый выходы первого счетчика подключены соответственно 20 к вторым входам коммутатОров первого и второго каналов, а третий и первый выходы второго счетчика подключены соответственно к вторым входам коммутаторов третьего и четвертого кана лов.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого фазового дискриминатора; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его 30 работу при скачкообразном изменении сдвига фаз на его входах.Фазовый дискриминатор содержит фильтр 1, блок 2 преобразователей код-напряжение, первый и второй счетчики 3,4 импульсов, блок 5 суммирования, ключевые усилители 6 - 9, дополнительные фильтры 1 О - 13, коммутаторы 14 - 17, триггеры 18 19 младших разрядов первого 3 и второго 4 счет чиков импульсов.На фиг.2 изображены следующие сигналы фазового дискриминатора 20,21- импульсы на входах фазового дискриминатора; 22,23 - коды на входах блока 2 преобразователей; 24 - напряже.ние на входе блока 2 преобразователей;25,26 - напряжения на третьем и первом выходах первого счетчика импульсов; 27,28 - напряжения на третьем и первом выходах второго счетчика импульсов; 29 - 32 - напряжения иа выходах ключевых усилителей 6 - 9; 33 - 36 - напряжения на выходах фильтров 10 13; 37 - суммарное напряжение на выходахкоммутаторов 14 - 17, поступакзцее в блок 5 суммирования; 38 - напряжение на входе фильтра 1. 73 4Фазовый дискриминатор работаетследующим образом.На входы дискриминатора подаются,импульсы 20,21, между которыми определяется сдвиг фаз. Счетчики 3,4 считают импульсы 20,21 и формируют насвоих выходах коды 22,23, которые вблоке 2 преобразователей код-напряжение формируются в напряжение 24, представляющее собой широтно-импульсноймодулированный сигнал постоянной амплитуды.С третьего и первого выходов первого счетчика импульсов напряжения25,26, а также с третьего и первоговыходов второго счетчика импульсовнапряжения 27,28 поступают на входыключевых усилителей 6 - 9, где формируются прямоугольные, симметричные .относительно оси абсцисс напряжения29 - 32, которые неимеют постояннойсоставляющей в установившемся режиме.Из этих напряжений в фильтрах 1 ОФормируются экспоненциальные напряжения ЗЗ - 36, также не имеющие постоянной составляющей в установившемся режиме, и через коммутируемыевходы коммутаторов 14 - 17 поступаютна входы блока 5 суммирования. Накоммутирующие входы коммутаторов 14 -17 поступают напряжения 25,26,27,28подключающие экспоненциальные напряжения 33,34,35,36 в следующей последовательности: 34,35,34,36,33,36,33,35 и так далее. В результате суммирования в такой последовательности вблоке 5 формируется напряжение 37,ие имеющее в установившемся режимепостоянной составляющей. В блоке 5напряжение, 37 суммируется с напряжением 24 и компенсируют пульсации напряжения 24, не изменяя постояннойсоставляющей. В результате в блоке5 формируется напряжение 38, не имеющее пульсаций. Это напряжение поступает на вход фильтра 1, где сглаживаются узкие паразитные импульсы,появившиеся из-эа небольшого временного сдвига напряжения 37 относительно пульсаций в напряжении 24,Предлагаемый фазовый дискриминатор имеет значительно большее быстродействие в сравнении с известными,так как. постоянные времени фильтров,в нем на. один-два порядка меньше постояннык времени в фильтрах известных фазовых дискриминаторов. Для сглажива/ния узких паразитных импульсов напря5 85377жения Зо достаточно иметь постояннуювремени фильтра 1 существенно меньшло, чем, например в фильтре длявыделения постоянной составляющей изйульсирующего напряжения. 5Фазовый дискриминатор может выполнять функцию элемента сравнения,например, по положению приводов подачстанков с программным управлениемсТогда на один вход устройства подается оимпульсный сигнал системы программного управл:ния, а на другой - импульсный сигнал обратной связи с датчикаположения, Разность фаз между входными сигналами, пропорциональная скорости подачи привода, с помощью дискриминатора преобразуется в постоянноенапряжение, управляющее приводом подач. Ввиду больвего быстродействияфазового дискриминатора он позволяет 20увеличить добротность по скорости ибыстродействие привода, что, в своюочередь, позволяет увеличить. производительность и точность станков, аза счет этого получить эффективность 25от использования фазового дискримина-.тора,30 Формула изобретения Фазовый дискриминатор, содержащий фильтр, выход которого является выходом устройства, и блок преобразова 3 Ьтелей код-напряжение, входы которогосоединены с первыми и вторыми выходами двух счетчиков импульсов, входыкоторых соединены со входными шинами устрйоства, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены. ключевые усилители, дополнительные фильтры, коммутаторы и блок суммированиявыход которого подключен к входуфильтра, первый вход - к выходу блока преобразователей код-напряжение,а второй, третий, четвертый и пятыйвходы через идентичные каналы из последовательно соединенных коммутатора, дополнительного фильтра,и ;ключевого усилителя подключены соответственно к третьему и первому выходампервого счетчика импульсов и к третьему и первому выходам второго счетчикаимпульсов, причем третий и первый выходы первого счетчика подключены,соответственно к вторым входам коммутатаров первого и второго каналов, атретий и первый выходы второго счетчика подключены соответственно к вторым входам коммутаторов третьего ичетвертого канаяов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 311398, кл. Н 03 К 7/04, 1970,2, Авторское свидетельство СССРР 521649, кл. Н 03 0 3/00, 1975,