Цифровое фазосдвигающее устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 070477 (21 2472400/18-21с присоединением заявки Йо Сфвз СоветскихСфцналнстнческнаРеспублик оц 679893(51)М. Кл. С 01 Н 25/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЦИФРОВОЕ ФАЗОСДВИГАЮЩЕЕ УСТРОИСТВО Устройство предназначено для ис.пользования в импульсной и,измерительной технике,а также в системах автоматики и вычислительной техники.Известно устройство, содержащее последовательно соединенные амплитудный;селектор временной селектор, схему импульсной автоматической подстройки частоты, формирователь сигнала синхронизации, формирователь-рас" пределитель вспомогательных импульсов, кадровый селектор, схемы совпадения, триггеры, блокинг-генераторы, сумматоры, формирователь амплитудного сигнала синхронизадии 1. Известное устройство характери" зуетсл недостаточной точностью.С К изобрвгению наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее первую и вторую группы элементов задержки, первый триггерный регистр, входы установки в 1 ф которого подключены к выходам первой группы элементов И передачи сигналов, группу элементов И блокировки, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй н третий триггеры первый н второй элементы Иисточник управляющих сигналов. В этом устройстве фазовый сдвиг сигналов осуществляетсм путем плавной задержки опорных сигналов до момента совпадения с управ ляющими сигналами с последующим блокированием элементов задержки 2 .Недостатками такого устройства являются низкое быстродействие и точность. Низкое быстродействие обусловлено тем, что до момента совпадения опорных сигналов с управляющими сигналами требуется в среднем весьма значительное время, определяемое 1 несколькими периодами опорной частоты. Низкая точность обусловлена в основном погрваностью в динамике, так как значительное изменение во времени частоты следования управляющих сигналов приводит к значительной динамической погрешности.Целью изобретения является повышение быстродействия и точности устройства. Это достигается тем, что в цифровое фазосдвигающее устройство, содержащее первую и вторую группы элементов задержки, первый триггерный регистр, входы установки в фф 1 ф ко" торого подключены к выходам первой группы элементов И передачи сигналов, ,труппу элементов И блокировки, выходы которых подсоединены к входампервой группы элементов задержки за исключением первого из них, первый, второй и третий триггеры, первый и второй элементы И, первый и третий элементы ИЛИ, причем вход установки в 1 ф первого триггера соединен с входным зажимом устройства и с первыми входами первого и второго элементов И, вход установки в 1 О- с входами первых элементов групп элементов И блокировки и передачи сигналов и.первой группы элементов задержки, а инверсный выход " с объединенными входами группы элементов и блокировки, входы установки в, 1 ф второго и третьего триггеров объединены и подключены к управляющему входу устройства и к первому входу первого элемента ИЛИ, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И, инверсный выход третьего триЬгера - , с объединенными входами элементов группы элементов И передачи сигналов, а входф установки в О 1 - с объединенными входами установки в 1 О первого триггерного регистра и с входным зажимом устройства, выходы первой группы элементов задержки подключены к первым входам элементов групп элементов И передачи сигналов и блокировки за исключением первого, первый вход второй группы элементов задержки подсоединен к выходу первого элемента И, второй вход .которого связан с выходом второго элемента ИЛИ, введены второй триггерный регистр, вторая группа элементов И передачи сигналов, группаэлементов И выделения прямого кода, группа элементов И выделения инверсного кода и элемент задержки. Причем управляющий вход устройства подсоединен к входам установки в О второго триггерного регистра н через элемент задержки к первым входам второй группы элементов И передачи сигналов, вторые входы которых связаны с соответствующими выходами первого триггерного регистра, выходы второй группа элементов И передачи сигналов подключены к входам установки в ф 11 второго триггерного регистра, прямые выходы которого подсоединены к входам второго элемента ИЛИ и к первым входам группы элементов И выделения прямогокода, а инверсные - к первым входам группы элементов И .выделеНия инверсного кода, выходы группы элементов И выделения инверсного кода подключены соответственно к второму и последующим входам первого элемента ИЛИ, выход которого связан с выходным зажимом устройства, выходы группы элементов И выделения прямогокода подсоединены к второму и последующим входам второй группы элементов задержки, вторые входы1 лена на чертеже. 15 В состав устройства входят группы элементов задержки 1, 2, триг 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 элементов И в группе элементов Ивьщеления прямого кода и элементовИ в группе элементов И выделенияинверсного кода подключены к соответствующим выходам втэрой группыэлементов задержки за исключениемпоследнего, подсоединенного к первому входу третьего элемента ИЛИ,второй вход которого связан свыходом последнего элемента И вгруппе элементов И вьщеления инверсного кода, а выход подключен квходу первого элемента ИЛИ,функциональная схема цифровогофаэосдвигающего устройства представгерные регистры 3, 4, триггеры 5, б, 7, группа элементов И блокировки 8, группы элементов И передачи сигналов 9; 10, группа элементов И выделения прямого кода 11, группа элементов И выделения инверсного, кода 12, элементы И 13, 14, элементы ИЛИ 15-17, элемент задержки 18Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии триггеры и триггерные регистры обнулены. При подаче входного сигнала на входной зажим 19 триггер 5 переводится в сос; тояние 1, триггер 7 и триггеры регистра 3 подтверждаются в нулевом состоянии, на выходной зажим 20 через открытый элемент И 14 и элемент ИЛИ 15 проходит сигнал. Через время, определяемое первым элементом задержки в группе элементов задержки 1, на ее первом выходе появляется сигнал, который переводит триггер 5 в нулевое состояние, При этом элементы группы элементов И блокировки 8 отпираются, сигнал с выхода первого элемента задержки в группе 1 проходит через открытый первый элемент И в группе элементов 9 на вход первого триггера в группе 3, переводя его в состояние ф 11, и на вход следующего элемента задержки в группе 1. Далее осуществляется последовательная задержка сигнала в группе 1 и выработка на последующих выходах этой группы сигналов, под действием которых триггеры регистра 3 последовательно по мере продвижения выходного сигнала через цепочку элементов задержки переводятся в состояние 1.Таким образом, в каждый данный момент информация, записанная э триггерном регистре 3, характеризует временное положение задержанного входного сигнала регистра 3, Обычно суммарное время задержки в первой группе элементов задержки выбирается не меньшим минимального периода входного сигнала, ПоэтоМу в общем случае при поступлении следующеговходного сигнала может иметь местораспространение через элементы задержки группы 1 предыдущего входного сигнала. Но с появлением каждогонового входного сигнала в соответствии с принципом действия предложенного устройства схема должна приводиться в исходное состояние. Дляэтой цели служат триггер 5 и группа элементов И блокировки 8.С подачей следующего входного сигнала триггер 5 переводится в состоянке 1, в результате чего элементы И в группе 8 запираются и распространение сигнала через цепочку элементов задержки в группе 1 блокируется. Одновременно триггеры регистра 3 устанавливаются в нулевое состояние, так как входной сигнал поступает на их входы установки в Офф.Поскольку необходимо обеспечитьзадержку входного сигнала в группе 201 элементов задержки каждый раз смомента его подачи, то очевиднодолжно осуществляться и деблокирование цепей подачи задерживаемого входного сигнала. Это осуществляется путем перевода триггера 5 в состояниеО под действием сигнала с выходапервого элемента задержки в группе1. До поступления на вход 21 сигнала, управляющего сдвигом Фазы входной импульсной последовательности,описанный виде процесс повторяется.С поступлением каждого последующеговходного сигнала происходит блокиро. вание цепей передачи предшествукщегосигнала в группе элемейтов задержки 1 с последующим деблокированиемих, установка в исходное нулевоесостояние триггеров регистра 3, атакже выдача сигнала на выход устройства. Причем на выходе устройства 40последовательность импульсов повторяет входную последовательность.При подаче первого управляющегосдвигом Фазы сигнала на вход 21 онпроходит на выход устройства через 45элемент ИЛИ 15, триггеры регистра 4подтверждаются в нулевом состоянии,а триггеры 6 и 7 переводятся в состояние 1. При этом элемент И 14запирается для прохождения входных 50сигналов на выход устройства, элементы И в группе элементов 9 запираютсядля сигналов с выходов группы злементов задержки 1, в триггером регистре 3 Фиксируется информация,характеризующая время задержки входного сигнала в момент подачи управ"ляющего сигнала, После подачи управляющего сигнала через время задержки,определяемое элементом задержки 18,информация, заФиксированная в реги- б 0стре 3, переписывается через группуэлементов И 10 в триггерный регистр4, где запоминается.При записи значащей информациив триггреный регистр 4 на выходе 65,элемента ИЛИ 16 воспроизводится высокий уровень сигнала, в результате чего элемент И 13 отпирается для входных сигналов. С поступлением следующего входного сигнала он проходит через открытый элемент И 13 на первый вход группы элементов задержки 2 и далее на выход первого элемента задержки в этой группе, Задержанный сигнал с первого выхода группы элементов 2 подается на входы первых элементов И в группах 11 и 12. В случае наличия единицы во втором триггере регистра 4 сигнал проходит на вход второго элемента задержки в группе 2. В случае нулевого остояния второго триггера сигнал проходит через второй элемент И в группе 12 на вход элемента ИЛИ 15 и далее на выход устройства.При этом сигналы с последнего выхода группы 2 и с выхода последнего элемента И в группе 12 через элемент ИЛИ 17 и далее через элемент ИЛИ 15 проходнт; на выход устройства. В общем случае входной сигнал проходит через элементы задержки группы 2, связанные по входу через элементы И группы 11 с триггерами регистра 4, которые находятся в единичном состоянии. Как показано вьпде, характер инФормации на триггерах регистра 4 заключается в том, что определенное количество триггеров, начиная слева, находится в состоянии 1 ф, а остальные - в нулевом состоянии. Причем количество триггеров, находящихся в состоянии1, характеризует необходимую величину задержки входного сигнала. Наличие каждого триггера регистра 4 в состоянии 1 говорит о необхо-.димости задержки сигнала на величину, определяемую одним элементом за" держки в группе 2, Величины задержки, обеспечиваеьаюе каждым.элементом задержки в группах 1 и 2, одинаковы. Таким образом, йо достижении в процессе задержки в группе 2 входным сигналом элементов И в группах 11 и 12, связанных с триггером регистра.4, находящимся в состоянии О, дальнейшее его продвижение в группе 2 прекращается и он проходит на выход. На выходе устройства появляется сдвинутая по Фазе последовательность импульсов, поскольку с подачей каждого последующего входного сигнала описанный процесс повторяется и осуществляется задержка входного сигнала на величину, определяемую информацией, записанной в регистре 4, которая сохраняется в нем до поступления следующего сигнала на вход 21.Функционирование части схемы,включающей в себя группу элементов 1,г; уппу элементов 9,триггерный регистр 3, осуществляется аналогично описанному выше до момента поступления первогоуправляющего сигнала.С подачей второгоулравлюощего сигнала информация врегистре 4,стирается и в него записывается зафиксированная в регистре 3 в момент подачи управляющегосигнала инФормация. Далев процессповторяется аналогично описанному 5выше.Таким образом, информация, фиксируемая в триггерном регистре 3,характеризует собой количество элементов задержки в группе 1, которое 10прошел входной сигнал в процессепродвижения через них от моментаего подачи до момента поступленияуправляющего сигнала, т.е, временнойсдвиг между ними. далее эта йцформация передается в регистр 4, гдезапоминается, а входной сигнал за-,держивается в группе 2 на время,определяемое количеством элементовзадержки, которое содержится в информации, записанной в регистре 3,Поскольку времязадержки, определяемое. каждым элементом задержки вгруппах 1 и 2, одинаково, то и время задержки входного сигнала в груп 25пе 2 равно временному сдвигу между,входным и управляющим сигналами.Следовательно, в данном случаена выходе устройства имеется последовательность импульсов с изменяемойфазой, которая регулируется с помощью управляющих сигналов, подана- .еьых на один из входов устройства,Предлагаемое устройство по сравнению с известными характеризуетсяболее высокими быстродействием иточностью. Это обусловлено тем, что:в нем на выработку выходной последовательности с измененной Фазой не требу"ется никаких затрат времени, посколькууправляющий сигнал проходит сразу же 40на выход устройстйа;, обозначая собой новую последовательность импульсов, а все последующие импульсы вырабатываются путем сдвига входныхимпульсов, обеспечиваемого устройством, на величину сдвига между входным и управляющим импульсами. Преимущества данного устройства проявляются в основном в случае изменения Фазы высокочастотных, импульсных 50последовательностей, когда счетноимлульсные методы не приемлемы. Точность устройства существенно повышается эа счет уменьшения. динамической "составляющей, так как врямя обработки сведено к нулю.В известных устройствах требуетсяопределенное время для измененияфазы с момента подачи управляющегосигнала, определяемое несколькимитактами.60Использование новых элементов исвязей выгодно отличает предлагаемоеустройство от известных, так какв нем практически сведено к нулювремя, необходимое для сдвига фазы 65 высокочастотной импульсной последовательности, а также существенно уменьшена динамическая составляющая погрешности. Укаэанные факторы существенно увеличивают сферу применения устройства в импульсной и измерительной технике, автоматике и вычислительной технике.формула изобретенияЦифровое Фазосдвигающее устройство, содержащее первую и вторую группы элементов задержки, первый триггерный регистр, входы установки в ф 1 ф которого подключены к выходам первой группы элементов И передачи сигналов, группу элементов И блокировки, выходы которых прдсоединены к входам первой группы элементов задеряаи за исключением первого из них, первый, второй и третий триггеры, первый и второй элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем вход установки в 1 е первого триггера соединен с. входным зажимом устройства и с первыми входами первого и второго элементов И, вход установки в фО- с входами первых элементов групп элементов И блокировки и передачи сигналов и первой группы элементов задержки, а инверсный выход - с объединенными входами группы элементов И блокировки, входы установки в 1 второго и третьего триггеров объединены и подключены к управляющему входу устройства и к первому входу первого элемента ИЛИ, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом второго элемента И, инверсный выход третьего триггера с объединенными входами элементов группы элементов И передачи сигналов, а вход установки в фО - с объединенными входами установки в О первого триггерного регистра и с входным зажимом устройства, выходы первой группы элементов задержки подключены к первым входам элементов групп элементов И передачи сигналов ц блокировки эа исключением первого, первый вход второй группы элементов задержки подсоединен н выходу первого элемента И, второй вход которого связан с выходом второго элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения быстродействия й точности устройства, в него введены второй триггерный регистр, вторая группа элементов И передачи сигналов, группа элементов И выделения прямого кода, группа элементов И выделения инверсного кода и элемент задержки, причем управляющий вход устройства подсоединен к входам установки в фО второго триггарного регистра и через элемент задержки к:первымвходам второй гфйпы элементов И передачи сигналов,.ЦЯИИПИ Заказ 4782/40 Тираж 1090 Подписи филиал ППП Патентфф, г. ужгород, ул. Проектная,вторые входы которых связаны с соответствующими выходами первого триггерного регистра, выходы второйгруппы элементов И передачи сигналовподключены к входам установки в 1 фвторого триггерного регистра, преетевыходы которого подсоединены к входам второго элемента ИЛИ и к первымвходам группы элементов И выделенияпрямого кода, а инверсные - к первым входам группы элементов Ивыделения инверсного кода, выходыгруппы элементов И выделения инверсного кода подключены соответственно,к второму и последующим входам пер-вого элемента ИЛИ, выход которогосвязан с выходным зажимом устройства,выходы группы элементов И выделенияпрямого кода подсоединены к второмуи последующим входам второй группыэлементов задержки, вторые входы.элементов И в группе элементов Ивыделения прямого кода и элементовИ в группе элементов И выделенияинверсного кода подключены к соответствующим выходам второй группыэлементов задержки за исключением 5 последнего, который подсоединен,к первому входу третьего элементаИЛИ, второй вход которого связанс выходом последнего элемента Ив группе элементов И выделения ин- О версного кода, а выход третьегоэлемента ИЛИ подключен к входу пер"вого элемента ИЛИ. Источники информации, принятые 5 во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 427488, кл. Н 04 Я 5/Об, 19742. Патент США Р 3725793,чсл. 328-63, 1973. У