Управляемое фазосдвигающее устройство

Номер патента: 907460

Авторы: Застенкер, Шейнблюм

ZIP архив

Текст

и 907460 ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРвспублик(5 )М. Кл. а О 1 К гУ 0 й Ьеуаарстииный комитет ссее ае дедам изобретений и еткрытнй(5 Й) УПРАВПЯЕИОЕ ФАЗОСДВИГАОЦЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам с переменным управляемым сдвигом фазы сигнала, используемым в следящих системах измерителей угла компен 5 сационного типа, например в системах фазовой автоподстройки частоты, фазометрических радиопеленгаторах и др.Известно управляемое фазосдвигающее устройство, создающее сдвиг фазы сигнала от Оо до 360 О 11,1 О Однако в этом устройстве отсутствует возможность управления сдвигом фазы с помощью напряжения, вырабаты" ваемого нуль-органом следящей системы измерителя,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее два цифроаналоговых преобразователя (ЦАП), ко входам которых подведен входной аналоговый сигнал - к одному непосредственно, а к другому через фазовращатель на 2Г2и выходной сумматор, Цифровые входы этих преобразователей подключены к постоянному запоминающему устройст" ву (ПЗУ), которое заранее запрограммировано дискретными значениями тригонометрических функций фазовых углов. Каждому требуемому фаэовому сдвигу соответствуют определенные числа, извлекаемые из памяти, на которые в двух упомянутых ЦАП умножаются квадратурные составляющие входного сигнала. Сложение этих произведений в выходном сумматоре дает сигнал с требуемым фазовым сдвигом по отношению .ко входному 21. В известном устройстве для дости" жения высокой точности фазового сдвига требуется использование значительного объема ПЭУ и многоразрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), для обращения к ячейкам памяти в процессе управления сдвигом фазы.3 90 Й 6 Следствием этого является недостаточная надежность устройства.Цель изобретения - повышение на дежности устройства при сохранении точности фазового сдвига.5Поставленная цель достигается тем, что в управляемое Фаэосдвигающее .устройство, содержащее Фазоврацатель, первый и второй цифро-аналоговые преобразователи и выходной сумматор,вве дены вычитающий регистр, соединенные последовательно преобразователь напряжение - частота, блок управления реверсом, реверсивный счетчик и дешиф; ратор, при этом выход реверсивного счетчика соединен с цифровым входом первого цифроаналогового преобразователя, с входом дешифратора и через вычитающий регистр - с цифровым входом второго цифроаналогового преобразователя, выход дешифратора соединен с вторым входом блока управления реверсом, а к входу преобразователя напряжение-частота подключен внешний источник управляющего напряжения.Реверсивный счетчик и подключенный к нему вычитающий регистр формируют числа, линейно изменяющиеся во времени со скоростью, пропорциональной управляющему напряжению. В отличие от известного для всех значений требуемых фазовых сдвигов в устройстве используются одни и те же разряды реверсивного счетчика и вычитающего регистра, при этом при той же точности требуется существенно меньшее число33 двоичных элементов. Этим достигается повышение надежности устройства.На фиг. 1 приведена блоктсхема управляемога фаэасдаигающего устройства на фиг. 2 -зависимости чисел, характеризующих состояния реверсивного счетчика и вычитающего регистра, от аргумента.Управляемое фазосдвигающее устрой"4 ство содержит два цифроаналоговых преобразователя 1 и 2, соединенные с входом устройства; один непосредственно, а другой через фазовращатель 3, сумматор 4, два входа которого со" единены с выходами цифроаналоговых преобразователей 1 и 2, преобразова" тель 5 напряжение-частота, вход которого соединен с внешним источником, а выход соединен последовательно с блоком 6 управления реверсом, ревер- фф сивным счетчиком 7 и дешифратором 8. Выход реверсивного счетчика 7 соединен с цифровым входом первого цифро" 04аналогового преобразователя 1 и через, вычитающий регистр 9 с цифровым входом второго цифроаналогового преобраэователя 2. Выход дешифратора 8 замкнут цепью обратной связи на второй вход блока 6 управления реверсом.Устройство работает следующим образом.Аналоговое управляющее напряжение Юпр, поступающее на вход преобразователя 5 напряжение-частота от внешнего источника, преобразуется в последовательность импульсов с частотой повторения, пропорциональной величине управляющего напряжения и имеющих полярность в соответствии с полярностью этого напряжения. При нулевомзначении управляющего напряжения импульсы на выходе преобразователя 5 отсутствуют.Указанная последовательность импульсов подается на вход блока 6 управления реверсом. При положительной полярности импульсов эта схема переключает реверсивный счетчик 7 на одно иэ двух направлений счета, например, суммирование, а при отрицательной полярности - на вычитание. Кроме того, блок 6 управления реверсом независимо от полярности входных импульсов изменяет направление счета реверсивного счетцика 7 на обратное при поступлении команды из дешифратора 8,Если реверсивный счетчик в данный момент осуществляет вычитание поступающих импульсов иэ числа, характеризующего его состояния, то переключение на суммирование производится либо при изменении полярности управляющего напряжения, либо при поступлении команды по цепи обратной связи из дешифратора 8 на второй вход блока 6 управления реверсом, Этой командой, например, может служить логическая единица, формируемая на выходе дешифратора 8 при достижении реверсивным счетчиком 7 числа нс, соответствующего границе квадранта фазового угла.Преобразователь 5, реверсивный счетчик 7 и дешифратор 8 могут быть внутри логически построены иначе.Главным условием является выполнение реверса при изменении полярности управляющего напряжения и при достижении границы квадранта фазового угла.Число, характеризующее состояние реверсивного счетчика 7, изменяется по модулю в пределах от 0 до Н, и может быть положительным или отрица(2) 55 тельным, например, в зависимости от состояния знакового разряда реверсивного счетчика. Знак числа изменяется при переходе его модуля через О, Таким образом, указанное число является линейной аппроксимацией синуса фазового углаХХО Х( М,-(Х) = (У-Х), -( Х( 23(хУ), -( х ( 2 Л, (1) где х " вспомогательный аргумент.Зависимость М В(х) графически показана на фиг. 2 а, где М,х - максимальное число реверсивного счетчика.8, соответствующее границе квадрантах.При постоянном управляющем напряжении (ОПр = сопзй) число Исх) будет изменяться по линейному периодическому закону со скоростью, пВпорциональной абсолютному значению 0 пр,Если изменить полярность О 11 напротивоположную, то закон измененияМ щх) становится зеркальным по отношению к исходному (штрих-пунктирнаялиния на фиг. 2 а и 2 б),Вычитающий регистр 9, подключенный к выходу реверсивного счетчика7, производит вычитание по модулючисла Й Вх) реверсивного счетчикаиз числа Мх). Число разрядов регистра 9 равно числу разрядов реверсивного счетчика 7, включал знаковыйразряд. Знак числа ИС) , характеризующего состояние регистра 9, устанавливается в соответствии с линейной аппроксимацией косинуса фазового угла. Графически эта зависимость показана на фиг. 2 б..кТаким образом, модули чисел М и МС) связаны зависимостью1 М С(Х = Мпах )М В(х(3) а знаки равны знакам 5 и х и со 5 х в соответствующих квадрантах х. Любое изменение направления счета или скорости счета импульсов в реверсивном счетчике 7 вызывает одновременно соответствующее изменение в регистре 9. Следовательно можно сказать,5 0 15 20 25 30 Э 5 6что аргумент х имеет физический смысл угла поворота вала электромеханического эквивалента фазовращателя.Несмотря на то, что числа М(х) и Мс) существенно отличаются от 5)п х и со 5 х к погрешности фазового сдвига в следящей системе измерителя это не приводит. Если не достигнут требуемый Фазовый сдвиг, управляющее напряжение, вырабатываемое нуль-органом (например фазовым дискриминатором радиопеленгатора), не равно О, и числа М Вх) и Мх) изменяются по указанному закону (Фиг.2 а и 2 б) до тех пор, пока их отношение не будет равным отношению точных значений тригонометрических Функций 5)ПСР 5 Чгде Ч - требуемый Фазовый сдвиг,Доказать сказанное можно следую" щим образом.Пусть на вход устройства поступает аналоговое напряжение 5 поС, Фазу которого требуется сдвинуть на величину Ц . В цифроаналоговом преобразователе 1 (фиг, 1) это напряжение умножается на число М цх), т.е. огибающая сигнала повторяет закон, заданный выражением (1). Яналогично в ЦЯП 2 со 5 ю умножается на Мсх 1 (2). Огибающие этих сигналов сдвинуты по фазе как и числа М 5(Х) и М,.(х) наЛугол -. Полученные на выходах ЦАП 1 и 2 произведения складываются, в сумматоре 4. Очевидно, цто измеритель, в котором используется предлагаемое устройство, оказывается в равновесии при выполнении следующего равенства (О )пя = О)М СХ) со 5 ЮСМ ВХ)5пюС со 5 (шС+Ч) е(44),Следовательно, в сцетцике и регис-, тре 9 установятся значения чисел (К-коэффициент пропорциональности)М В(Х) = -)( 5 п 1, М с,х) = ) со 54 и их отношение будет равно точномузначению - с 9Мх) 5 и ( )М Х) со 5 Ч С 99 М Мх)- агс 19 (6)М сФ)В предлагаемом устройстве числоразрядов реверсивного счетчика 7 ирегистра 9 вместе существенно меньше, 7 9076 чем число двоичных элементов в ПЗУ известного при той же точности фазового сдвига.Благодаря аппроксимации з 1 п х и соз х треугольными функциями Мр и Й С), отношение которых в положении равновесия точно равно тангенсу, вно симого фазового сдвига М, числа, характеризующие состояние реверсивного счетчика 7 и регистра 9 могут быть О использованы для цифровой индикации фазового угла, например, курсового угла в радиопеленгаторе. Преобразование этих двух чисел в аналоговую форму позволяет применить для инди д кации существующие стрелочные курсоуказатепи. Формула изобретения:,26Управляемое фазосдвигающее устрой"ство, содержащее первый и второй цифроаналоговые преобразователи, фазо" вращатель и выходной сумматор, о т 0 8л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены вычитающий регистр и последовательно соединенные преобразователь напряжение - частота, блок управления реверсом, реверсивный счетчик и дешифратор, при этом выход реверсивного счетчика соединен с цифровым входом первого цифроаналогового преобразователя, с входом дешифратора и через вычитающий регистр - с цифровым входом второго цифроаналогового преобразователя, выход дешифратора соединен с вторым входом блока управления реверсом, а к входу преобразователя напряжение - частота подключен внешний источник управляющего напряжения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Н 108236, кл О 01 й 25/0 Ь, 19692. Патент Великобритании 3 Г 1527603, кл. Н 2 Г 11, 1970.о 1303 оскв лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна аказ 582/53ВНИИПИ Тира осудар лам из 719 Подписноетвенного комитета СССРбретений и открытий В, Рауаская наб., д. 4/5

Смотреть

Заявка

2947316, 30.06.1980

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ В-8185

ЗАСТЕНКЕР ВАЛЕРИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ, ШЕЙНБЛЮМ ВЛАДИМИР ГРИГОРЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 25/04

Метки: управляемое, фазосдвигающее

Опубликовано: 23.02.1982

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-907460-upravlyaemoe-fazosdvigayushhee-ustrojjstvo.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Управляемое фазосдвигающее устройство</a>

Похожие патенты