Устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубики АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 6 ) Дополнительное и авт, 22) Заявлено 11.0779 ( с присоединениехт заявки М (23) Приоритетсана-ву(53) УДК 621. 396 .662(088.8) ио делан иэабретеии и вткрытий(72) Авторы нзобретени кторское бюро станккостроительной и иности СССР собое конст стерства стпромышле аявнтель 54) УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ФАЗЫ ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛАИзобретение относится к электронике и может быть использовано в фазометрах, регулирующих и управля- ющих устройства электрических и радиотехнических систем для получения информации о мгновенном текущем значении Фазы периодического сиг. нала,Известно устройство для измерения мгновенных значений периодически повторяющихся процессов, выполненное на электронной лампе, цепь в сетки которой включено импульсное устройство, например неоновая лампа, питаемая через фазовращатель переменным током частоты, равнойчастоте исследуемого процесса. В этом устройстве задание момента измерения, т.е. формирование информации о текущей фазе исследуемого процесса, осуществляется с помощью времязадающей цепочки, собраннойна конденсаторе и неоновой лампе. Запуск этой цепочки синхронизирован,с измеряемым периодическим процессом.Использование электронных времязадающих цепочек для формирования 5информации о текущей фазе периодического процесса обеспечивает боль"шое быстродействие устройства ирасширяет область его использования 11 и 21Недостатком такого устройстваявляется увеличение погрешностиформирования сигнала сопровожденияпри отклонении частоты исследуеРмого периодического процесса отосновной частоты, на которую настраиваются времязадающие цепоцки.Известно также устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, сумматор импульсных, последовательностей и счетчик импульсов,выход которого является выходомустройства, а также детектор нулейпериодического. сигнала, вход которого является входом устройства, авыход подключен к входу установкисчетчика импульсов 33.Однако известное устройство не 5обеспечивает достаточного быстродействия и точности цифрового сопровождения при изменении частоты перио"дицеского процесса.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности,Для этого в известное устройствоцифрового сопровождения фазы периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные генератор 15импульсов, сумматор импульсных последовательностей и счетчик импульсов, выход которого является выходомустройства, а также детектор. нулейпериодического сигнала, вход которого является входом устройства, а.выход подключен к входу установкисчетчика импульсов, введены последовательно соединенные измерительныйсчетчик импульсов, регистр памяти 25и параллельный сумматор-накопитель,при этом выход детектора нулей периодического сигнала подключен к управляющему входу регистра памяти ик входу установки измерительногосчетчика импульсов, счетный входкоторого соединен с выходом генератора импульсов, выход параллельногосумматора-накопителя подключен кдругому входу сумматора импульсныхпоследовательностей, выход которогосоединен с входом стробированияпараллельного сумматора-накопителя.На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала содернит генератор 1 импульсов, сумматор 2 импульсных последовательностей, измерительный счетчик 3 импульсов,детектор 1 нулей периодическогосигнала, счетчик 5 импульсов, регистр 6-памяти, параллельный сумматор-накопитель 7, вход 8 и выход 9Устройство работает следующимобразом.йа вход 8 поступает периодический сигнал с периодом Т.Детектор 4 нулей периодического сигнала при переходе сигнала череЗ нуль от "-" 55 к "+"вырабатывает импульс, по которому содержимое измерительного счетчика 3 импульсов записывается в регистр 6 памяти, а затем измерительный сцетчик 3 импульсов и счетчик 5 импульсов устанавливают в начальное, в данном случае в нулевое положение. Таким образом, в этот момент содержимое сцетчика 5 импульсов соответствует нулевому значению фазы периодического сигнала.Генератор 1 импульсов вырабатывает импульсную последовательность с частотой Г, выбираемую, исходя из разрядности счетчика 3 импульса и допустимого отклонения периода выходного сигнала Т так, чтобы при максимальном периоде измерительный счетчик 3 импульсов не был переполнен. В промежутках между импульсами установки счетцик 3 импульсов продвигается частотой Г. Таким образом, за период Т входного сигнала счетчик 3 импульсов принимает ГкТ импульсов.В регистр 6 памяти число из счетчика 3 импульсов записывается в обратном кодеЬ 5=5-ГхТгде 5-емкость счетчика 3.Импульсы частоты Г с выхода гене- ратора ) импульсов поступают на первый вход сумматора 2 импульсных последовательностей и далее на счетный вход счетчика 5 импульсов и стробирующий вход параллельного сумматора-накопителя 7. Одновременно на параллельный вход параллельного сумматора-накопителя 7, емкость которого равна емкости сцетчика 3 импульсов, из регистра 6 памяти подается рассогласование М . Следовательно, каждым импульсом частоты Г величина накопленной суммы в параллельном сумматоре- накопителе 7 увеличивается на л 5. При непрерывном стробировании параллельный сумматор-накопитель 7 переполняется, на его выходе переноса из старшего разряда вырабатывается импульс, цикл заполнения возобнавляется. Импульс переноса с выхода параллельного сумматора-накопителя 7 поступает на второй вход сумматора 2 импульсных последовательностей и далее одновременно на счетный вход счетчика 5 импульсов и стробирующий вход параллельного сумматора-накопителя 7.(4) 35 Таким образом, в момент переполнения параллельного сумматора-накопителя 7 в него вводится начальная сумма, равная Ь 5, которая является исходной при последующем цикле его заполнения. При наличии остатка в параллельном сумматоре-накопителе 7 в момент формирования импульса переполнения исходной величи ной является сумма остатка и ь 5. 10 В дальнейшем для упрощения понимания работы схемы описание дается без учета остатка.Количество импульсов, стробирующих параллельный сумматор-накопитель 7 в очередном цикле накопления, равно и =еи (г) где епс - целая часть выражения,стоящего в скобках;5-Ь 5 - емкость сумматора-накопителя 7 после введения начального числа Ь 5Период заполнения параллельного сумматора-накопителя 7 равен Прй этом общее количество циклов переполнения параллельного сумматора-накопителя 7 за период входного сигнала Т 40К= - =65.Т6)ТТаким образом, на второй вход сумматора 2 импульсных последовательностей и далее на счетный вход счетчика 5 импульсов за период сопровождаемого сигнала Т поступает 65дополнительных импульсов, что равновеличине рассогласования в измери.тельном счетчике 3 импульсов. Общееколичество импульсов, поступившихна счетный вход счетчика 5 импульсовв течение периода Т входного сигнала, равной = Т Г+К = 5 -Ь 5 фд 5 = 5 (6) и не зависит от величины этого периода и частоты при установившейся частоте входного сигнала. 6Таким образом, на выходе 9 устройства формируется цифровая развертка с постоянным количеством дискретв течение периода входного сигнала,т,е.синхронизированная с началоми концом этого периода.Мгновенныезначения этой развертки соответствуют текущим значениям фазы входногосигнала с погрешностью, не превь 1 шаю-щей одной дискреты счетчика 3 импульсов,Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает предельное быстро-.действие, которое определяется толь"ко параметрами элементной базь 1.Формула изобретения Устройство цифрового сопровождения фазы периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, сумматор импульсных последовательностей и счетчик импульсов, выход которого является выходом устройства, а также детектор нулей периодического сигнала, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу установки счетчика импульсов, о т л и ц а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены последовательно соединенные измерительный счетцик импульсов, регистр памяти и параллельный сумматор-накопитель, при этом выход детектора нулей периодического сигнала подключен к управляющему входу регистра памяти и к входу установки измерительного счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход параллельного сумматора-накопителя подключен к другому входу сумматора импульсных последовательностей, выход которого соединен с входом стробирования параллельного сумматора-накопителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельствоУ 41083, кл; 6 01 В 19/04, 19342. Цифровые электроизмерительныеприборы. Под ред. В.И. Шляндина.И "Энергия", 1972, с. 92-124,рис. 3.21.3. Бухвинер В.Е. Дискретныесхемы в фазовых системах радиосвязи. И., "Связь", 1969, с. 2,рис. 1.11 (прототип).113 4 лиал ППП "Патент жгород, ул. Проек Тираж 953 осударственногц лам изобретений ква,Ж, Раушск ИИПИ по М