Фазовый дискриминатор

Изобретение относится к измерительной технике и, может быть использовано для измерения разности фаз двух напряжений, а также в системах регулирования следящих электроприборов.Известен Фазовый дискриминатор, содержащий два инвертора, два повторителя-ограничителя длительности импульсов, три логических элемента И, триггер знака и триггер Фазы 1 1 .Недостатками данного фазового дискриминатора являются ограниченный диапазон дискриминирования и его зависимость от скважности импульсов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому. является Фазочастотный дискриминатор, содержащий первый и второй триггеры,элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, причем входы фазового дискриминатора подключены соответственно к входам синхронизации первого и второго, триггеров, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входу элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И, третий .и четвертый триггеры 12. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Основным недостатком известного фазочастотного.дискриминатора при работе в режиме сравнения фаз яв. ляется отсутствие в его выходном сигнале информации о знаке разности Фаз сравниваемых сигналов, что снижает его Функциональные возможности.Кроме того, такой дискриминатор характеризуется невысокой точностью измерения фазового сдвига между сравниваемыми сигналами. Это связано с тем, что вследствие наличия у реального Э -триггера времени задержки прохождения сигнала, неодинаково" го для прямого и инверсного выходов триггера, импульсы напряжения, пропорциональные сдвигу фазна выходе элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и импульсы напряжения с выходов третьего и четвертого триггеров, разрешающие прохождение импульсов напряжения, пропорциональных сдвигу фаз на выход фазочастотного дискриминатора, могут иметь несовпадающие по времени фронты, сдвинутые на время задержки, т.е. длительность импульсов на выходе фаэочастотного дискриминатора будет складываться из длительности импульсов, пропорциональных фазовому сдвигу между сравниваемыми сигналами, ивремени задержки распространениясигнала третьего или четвертого триггера,Недостатком известного дискриминатора является также его низкаянадежность, обусловленная, например,тем,.что в момент прихода импульсасинхронизации на третий или четвертыйтриггер на Э-входах этих триггеровможет .изменяться информация, что вызвано задержкой распространения сигнала по прямым выходам первого и второготриггеров относительно импульсовсинхронизации, Все это требует тщательного выбора параметров входныхимпульсных последовательностей и снижает надежность данного дискриминатора., Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей, повышениенадежности фазового дискриминатораи повышение точности дискриминирования.Поставленная цель достигается тем,что в фазовый дискриминатор, содержащий первый и второй триггеры, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И,причем входами Фазового дискриминатора являются входы синхронизации первого и второго триггеров, выходыкоторых подключены соответственно кпервому и второму входам элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к второмувходу первого элемента И, введен третий элемент И, причем первые входыпервого и второго элементов И, первый и второй входы третьего элементаИ соответственно подключены к выходам первого и второго триггеров,3-входы которых подключены к источнику нулевого потенциала, а 9 -входы подключены к выходу третьего элемента И, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к вторым . входам первого и второго элементов И, выходы .которых являатся выходами Фазового дискриминатора.На фиг. изображена структурная электрическая схема Фазового дискриминатора; на Фиг.2 " временные диаграммы напряжений структурных элементов дискриминатора при опережении по Фазе первого из сравниваемых сигналов второго сигнала; на Фиг,3 го же, при опережении.по фазе второго из сравниваемых сигналов первого сигнала.45 з 1026На временных диаграммах напряжений учтено время задержки распространения сигналов, поступающих на тригге,ры.фазовый дискриминаторФиг, 1) со держит первый и второй триггеры 1 и 2, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и три элемента И 4-6. Входами дискриминатора являются синхронные входы первого и второго триггеров 1 и 2,-входы которых подключены к источнику нулевого потенциала,а 5 -входы - к выоду третьего элемента И 6. Выходы первого и второго триггеров 1 и 2 соответственно подключены к первому и второму вхо 5 дам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, к первым входам первого и второго эле . ментов И 1 и 5, к первому и второму входам третьего логического элемента И 6. Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 3 подключен к вторым входам первого и второго элементов И ч и 5, выходы которых являются выходами Фазового дискриминатора.Дискриминатор работает следующим 25 образом.Предположим, цто первый из сравниваемых .сигналов опережает по Фазе второй сигнал. Сравниваемые сигналы в виде последовательностей прямо- З 0 угольных импульсов 1, Фиг.2) поступают с входов Фазового дискриминатора на синхронные входы соответственно первого и второго триггеров 1 и 2. Пер. ,вые импульсы этих последовательносы35 теи переводят первый и второй триггеры 1 и 2 в состояния, в которых на их выходах будет напряжение соответствующее логической "1"; При этом на выходе элемента 3 Форми руется импульс напряжения, длительность которого пропорциональна сдвигу Фаз между сравниваемыми сигналами иг.2) в диапазоне 0-3600; что обусловлено логикой работы этого элемента. На выходе первого элемента И 11 появляется импульс напряжения, соответствующий уровню логической "Р, и длительностью, пропорциональной разности Фаз сравниваемых сигна 50 лов. При появлении на выходе второго триггера 2 напряжения, соответствую". щего логической "1", на выходе третьего элемента И 6 появляется импульс, .напряжения, соответствующий уровню логической "1" и устанавливающий по 5 -входам первый и второй триггеры в исходное состояние и т.д. В ре 283 . 4зультате этого на выходе первого элемента И Ь возникает последовательность прямоугольных импульсов напряжения (Фиг.2) и длительностью, пропорциональной сдвигу Фаз между сравниваемыми сигналами, а на выходевторого элемента И 5 Формируетсянапряжение, соответствующее уровнюлогического "0",Работа Фазового дискриминаторапри опережении по Фазе второго изсравниваемых сигналов поясняетсявременными диаграммами напряжений егоструктурных элементов, приведеннымина Фиг,3. В этом случае последовательность импульсов, длительностькоторых пропорциональна сдвигу Фазмежду сравниваемыми сигналами, Формирующаяся на выходе элемента 3 проходит на выход второго логическогоэлемента И 5, а на выходе первогоэлемента И 1 возникает напряжение,соответствующее логическому "0",Из вышесказанного следует, чтовремя задержки распространения сигналов первого и второго триггеров невлияет на точность измерения сдвигаФаз между сравниваемыми сигналами,а влияет на величину времени задержки поступления информации на выходы .Фазового дискриминатора. Не влияетзадержка распространения сигналовпервого и второго триггеров и на надежность работы Фазового дискриминатора, так как на ;р -входы триггеровподается постоянное напряжение, соответствующее логическому "0". Знак Фазового рассогласования между сравниваемыми сигналами определяется тем,с какого выхода фазового дискриминатора снимается последовательностьимпульсов, пропорциональная этомуфазовому сдвигу. При опеоежении по Фа-.зе первого (второго) из сравниваемыхсигналов второго (первого) сигналаинФормация о базовом сдвиге в предеолах 0-360 снимается соответственнос выхода первого ( второго) логического элемента И.Таким образом, кпреимуществампредлагаемого Фазового дискриминатора относятся высокие функциональные возможности в сочетании с высокой точностью и надежностью работц,что позволяет испольэовать его всистемах высокоточных следящих электроприводов.1026283 Составитель В,Каськдактор М,Рачкулинец Техред М.Хепер ректор А.ференц ака а о сно Р й ПОП "Патент",л з 4575/18 ВНИИПИ Гос по д 113035, Моедарствен лам иэоб ква, Л М т а ж ааж 936го комитета ССетений и открытиРаущская наб,Ужгород, ул. Проектная,