Фазовращатель

) 4 БРЕТЕНИ ОПИСАН ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКЬМУ точобре имп ульато- язки ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СУ 1213435, кл. С 01 К 25/04,Авторское свидетельство СССВ 1255957, кл. С 01 К 25/04, 1(57) Изобретение может быть исзовано для построения устройстной задержки импульсов. Цель итения - пбвьцвение быстродействтановки различных значений фазсдвигов. фазовращатель содержиный генератор 1, генератор 2ных последовательностей, коммуры 3 и 7, блок 4 временной притриггеры 5 и 14, регистры 6 и мент И 15, линию 16 задержки. Требуемый фазовый сдвиг, определяемый численным значением кода числа сдвиговотносительно идущей импульсной последовательности, которой соответствуеткод предыдущего фазового сдвига, ус,танавливается не путем последовательного подключения следующих или предыдущих импульсных последовательностей,в зависимости от направления сдвига,а путем параллельного суммированияпо модулю два в сумматор 8 кода требуемого числа сдвигов и кода, определяющего предыдущий фазовый сдвиг.Время установки фазовых сдвигов не зависит от величины устанавливаемого фазового сдвига и определяется толькобыстродействием используемых элементов, т.е. выбором элементной базы.1 з.п.ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для построения устройств точной задержки импульсов, используемых устройств н системах фазовой автоподстройки.Цель изобретения - повышение быстродействия установки различных значений фазовых сдвиговеНа фиг.1 изображена структурная схема фазовращателя; на фиг.2 " структурная схема второго коммутатора.Фазовращатель содержит опорный ге нератор 1, генератор 2 импульсных последовательностей, первый коммутатор .3, блок 4 временной привявки,триг гер 5, первый регистр б, второй коммутатор 7, сумматор 8, буферный регистр 9, выходную клемму 10, входныеклеммы 11.1-11.п "Код числа сдвигов"20 первую 12 и вторую 13 входные (упран ляющие) клеммы управления сигналов,вто-рой триггер 14, элемент И 15 и ли,нию 16 задержки,Второй коммутаторсодержит пэлементов 2 И-ИЛИ-НЕ 2 7,1".17,п ии элементов 2 И-НЕ 18.1-1 8,п.Выход опорного генератора .1 соеди,нен с входом генератора 2 импульсных последовательностей, .выходы которогосоединены с информационными входами первого коммутатора 3, выход которого соединен с выходной клеммой 10фазовращателя и с первым входом блока 4 временной привязки, второй вход35которого соединен с клеммой 12 первого управляющего входа фазовращателяи с объединенными тактовым входом триггера 5 и тактовым входом первого регистра 6, прямые и инверсные выхо ды которого соединены с соответствующими первыми и вторыми входами второго коммутатора 7, выходы которого соединены с соответствующиминторыми входами сумматора 8Выходы ко торах соединены 45 с соответствующими информационными входами буферного регистра 9, управляющий вход которого соединен с объе"диненными выходом блока 4 временной привязки и входом установки первого регистра 6 в нулевое состояние. Первый и второй управляющие входы второго коммутатора 7 соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера 5, информационный .вход которого соединен с клеммой 13 второго управляющего входа фазовращателя,Инверсный выход триггера 5 соединен с . входом переноса младшего разряда второго входа сумматора 8. Выходы буферного регистра 9 соединены с соответствующими управляющими входами первого коммутатора 3 и соответствующими первыми входами сумматора 8. Информационные входы первого регистра 6. соединены с входными клеммами 11.1- 11.п фазовращателя.В блоке 4 временной привязки Б- вход второго триггера 14 соединен с вторым входом блока 4, а прямой вы"ход второго триггера 14 соединен с первым входом элемента, И 15, второй вход которого соединен с первым входом блока 4 временной привязки. Выход элемента И 15 соединен с входом линии 16 задержки, выход которой соединен с выходом блока 4 и К"входом второго триггера. 14.Во втором коммутаторе 7 выходи: элементов 2 ИИЛИ-НЕ 1 ,1-1 7.п соединены с объединенными первыми и вторым входами соответствующих элементов 2 И-НЕ 18.1-18.п, выходы которых соединены с выходами второго коммутатора 7. Первые входы элементов 2 ИИЛИНЕ 17.1"17.п соединены с первой группой входов коммутатора 7, Вторые вхо- ды элементов 2 ИИЛИ-НЕ 17,1-17,п объединены и соединены с вторым управляющим входом коммутатора, Третьи входы элементов 2 ИИЛИ-НЕ 17,1"17.п соединены со второй группой входов второго коммутатора 7. Четвертые вхо" ды элементов 2 ИИЛИ-НЕ 17.1-17.п объединены между собой и соединены с первыМ управляющим входом второго коммутатора 7.Фазовращатель работает следующим образом. В исходном состоянии первый регистр 6 находится в нулевом состоянии, при котором на его прямых и инверсных выходах в каждом разряде соответственно присутствует потенциал логического нуля (логического "0) и потенциал логической единицЫ (логической "1").Триггер 5 в исходном состоянии находится в положении, при котором на его прямом и инверсном выходах присутствуют соответственно потенциалы логической "1" и логического "0". При этом сигнал логической "1", поступающий на первый управляющий вход второго коммутатора 7, обеспечивает в исходном состоянии подключение пря3 14065 мых вьиодов первого регистра 6 к со" ответствующим входам второго слагаемого сумматора 8, Код числа (0000) с прямых выходов первого регистра 6 через второй коммутатор 7 поступает на входы второго, слагаемого сумматора 8. Буферный регистр 9 в исходном состоянии находится в нулевом состоя" нии, при котором на его выходахв каждом разряде присутствует сигнал; логического "0" (код чила 0000). Следовательно, на выходах разрядов суммы сумматора 8 формируется код (0000). Второй триггер 14 блока 4 15 временной привязки находится в состоянии, при котором на его прямом выхо" де присутствует сигнал логического "01.и элемент И 15 по первому входу оказывается запертым, Тактовые им" 20 пульсы с выхода опорного генератора 1 поступают на вход генератора 2 им" пульсных последовательностей, имеющего Н выходов, на каждом из которых формируется последовательность импуль 25 сов с длительностью Тр импульсов и периодом То следования. Временной сдвиг каждой последовательности относительно предыдущей равен Т щ Тр/Н. Последовательность, пропускаемая пер вым коммутатором 3 на клемму 10 фазовращателя, определяется состоянием буферного регистра 9, которое изменяется каждый раз, когда на управляющий вход буферного регистра 9 с выхода блока 4 временной привязки поступит управляющий сигнал, В исходном состоянии первый коммутатор 3 подключает на клемму 10 фазовращателя последовательность импульсов, которой соответ-.40. ствует код Кр (0000) на управ" ляющих входах первого коммутатора 3.Предположим, что на первую управляющую клемму 12 фазовращателя поступает управляющий сигнал, сопровождаемый 45 кодом К (0001) на группе входовКод числа сдвигов" на входных клеммах 11,1-11,п и сигналом "Плюс" (логическая "1") на вторую управляющую клемму 13 фазовращателяПо фронту этого сигнала код К записывается в первый регистр б. Состояние триггера 5, а следовательно, и второго коммутатора 7 остается без изменения, .ч так как на информационный вход триггера 5 поступает сигнал логической "1". Двоичный код К числа с прямых выходов первого. регистра 6 через второй коммутатор 7 поступает .на входы вто 144рого слагаемого сумматора 8, В сумматоре 8 осуществляется суммирование кодов двух чисел: кода Кр (0000) с ,выходов буферного регистра 9 и кода ,К (0001), При этом на вход переноса младшего разряда сумматора 8 подан ,сигнал логического "0" с инверсного выхода триггера 5, В результате сум,мирования на выходах суммы сумматора 8 формируется код К числа, равный К 2 ф К Э К,где 9 означает суммирование кодов по модулю два. Суммирование в сумматоре 8 осуществляется параллельно, т.е. суммируются все раз" ряды чисел, одновременно.Следовательно, на входах буферного регистра 9 присутствует код К чис- . ла, которому соответствует последовательность импульсов с выхода генератора 2 импульсных последовательностей,сдвинутая вправо относительно имею" щейся последовательности по дискрету То . Одновременно с этим управляющий . сигнал с первой управляющей клеммы 12 фазовращателя поступает на второй вход блока 4 временной привязки и далее на Б-вход второго триггера 14 и переводит его в единичное состояние, при котором сигнал логичесткой "1" с его прямого выхода поступает на первый вход элемента И 15, В результате этого элемент И 15 по первому входу оказывается открытым. Если в это. вре" мя на первый вход блока 4 временной привязки подан сигнал с выхода первого коммутатора 3, то данный сигнал поступает через элемент И 15 на вход .линии 16 задержки и далее на вход ус тановки в нулевое состояние первого регистра б и на управляющий вход бу-, .ферного регистра 9. Величина задерж- ки ц линии 16 задержки определяется ,временем переходных процессов в первом регистре 6, втором коммутаторе 7 и сумматоре 8, т.е. ф =9+3.,+Га, где , 9 и ьр - задержка по времени каждого блока с соответствующим ему номером. Наличие разрешающего потенциала от второго триггера 14 на первом входе элемента И 15 обеспечи-вает прохождение первого импульса по следовательности через линию 16 за;. держки на управляющий вход буферного регистра 9. Фронт этого юшульса че реэ времяосуществляет запись ко-да сумматора 8 в буферный регистр 9, .Благодаря этому на выход фазовращателя начинает проходить последователь 140651 ность с последующего выхода генератора 2 импульсных последовательностей, одновременно с этим фронт сигнала с выхода линии 16 задержки поступает на К-вход .второго триггера 14, вход установки в нулевое состояние первого регистра 6 и устанавливает их в исходное состояние. При этом элемент И 15 блока 4 временной привязки вновь закрывается по первому вхо; ду и импульсы установленной импульсной последовательности на выход блока 4 и не поступают. Следовательно,на клемму 10 фазовращателя поступает 15последовательность импульсов, временное положение импульсов которой оказывается сдвинутым на Тд, относительно предыдущей последовательности. Если на входы "Код числа сдвигов" подан код К числа, численное значение которого соответствует номеру импульсной последовательности с (И)-го выхода генератора 2 импульсных последовательностей, то при управляющем сиг ,нале "Плюс на второй управляющей клемме 13 фазовращателя, на его выход проходит последовательность,вре- менное положеиие импульсов которой сдвинуто относительно предыдущей по- З 0 следовательности на временной интервал, равный (И)Т При этом время перестройки, как и в предыдущем случае, не превышает 2 ТО с момента поступления первого импульса предыдущей последовательности.Пусть на первую управляющую клем,му 12 фазовращателя поступает управляющий сигнал , сопровождаемый кодом(1001) на группе входов Код числа 40 сдвигов" (на выходных клеммах 11.1- .11.п) и сигналом "Минус" (логичес кий "0") на второй клемме 13 фазовраЩателя. По фронту сигнала на клеиМе 12 код К записывается в первый регистр 6. Одновременно с этим триггер 5 устанавливается в нулевое состояние, при котором на его прямом и Инверсном выходах устанавливаются сигналы логического "0" и логичес 50 кой "1" соответственно. Эти сигналыпоступают на первый и второй управляющие входы второгокоммутатора 7,Помимо этого сигнал логической "1 " синверсного выхода триггера 5 поступаЕт на вход переноса младшего разряда йторого слагаемого сумматора 8. В результате этого второй коммутатор 7 Подключает к соответствующим входам 4 6второго слагаемого сумматора 8 инверсные выходы первого регистра 6, т,е.на входы второго слагаемого сумматора 8 подается обратный код Кз (0110).Этот код суммируется с учетом единицы в младшем разряде второго слагаемого с кодом числа, например равногоК, значение которого определяет фазовый сдвиг в фазовращателе до момента перестройки. На выходах суммы сумматора 8 формируется код К числа,равный К = КАЮК. Пусть коду Кчисла с выходов буферного регистра 9соответствует число 15 (в двоичномкоде 1111 ), а коду числа сдвига Кз -число 9 (в двоичном коде 1001 ).Обратный код КЗ числа равен числу 6(в двоичном коде 0110). С учетом единицы в младшем разряде второго слагаемого сумматора 8 дополнительный кодК 4 равен числу 7 (в двоичном коде011 1). В результате суммирования кодов Кзд,и К на выходах суммы сумматора 8 имеем 1111 Ю 0111 = 0110, чтосоответствует числу 6, т.е. на выходах суммы будет сформирован кодчисла К, которому соответствует импульсная последовательность с шестого выхода генератора 2 импульсных последовательностей. Данная импульснаяпоследовательность относительно имеющейся последовательности на клемме 10Фазовращателя будет сдвинута на девять дискрет Т, влево, Одновременнос этим сигнал с первой управляющейклеммы 12 фазовращателя поступает навторой вход блока 4 временной привязки и далее на К"вход второго триггера 14 и переводит его в единичное состояние. Сигнал логической "1" с прямого выхода второго триггера 14 поступает на первый вход элемента И 15и открывает его по первому входу,Припоступлении первого импульса имеющейся последовательности на клемме 10 фазовращателя на первый вход блока 4временной привязки данный импульс через элемент И 15 поступает на вход линии 16 задержки, Через Г с выхода линии 16 задержки импульс поступает науправляющий вход буферного регистра 9, на вход установки первого ре-,гистра 6 в исходное (нулевое) состояние и на К-вход второго триггера 14в блоке 4 временной привязки. Фронтэтого импульса осуществляет записькода. К на выходах суммы сумматора 8в буферный регистр 9, и устанавлива1406514 10 15 20 30 35 40 45 50 55 7ет первый регистр Ь и второй триггер 4 в исходное (нулевое) состояние. В результате записи кода К вбуферный регистр 9 на его выходахустанавливается новое значение кодауправления на управляющих входах первого коммутатора 3. Коммутатор 3 всоответствии со значением кода Кподключает шестой выход генератора 2импульсных последовательностей к клемме 10 фаэовращателя. Следовательно,на клемму 10 фазонращателя поступаетпоследовательность импульсов, временное положение импульсов которой сдвинуто на 9 Т дискрет влево относительно предыдущей последовательности.Вместе с тем второй триггер 14 совместно с элементом И 15 запрещаетпрохождение импульсов вновь устанавт.ливаемой импульсной последовательности на вход блока 4 временной привязки. Время отработки фазового сдвигафаэовращателем, как и в вышерассмотренных случаях, не превышает временной интервал 2 Т с момента поступле"ния первого импульса предыдущей последовательности.Таким образом, во всех случаях обработка фазового сдвига заканчивается переходом на нужную последовательность генератора 2 импульсных последовательностейоднако этот переходосуществляется за временной интервал,не превышающий 2 ТО при любом значениикода числа сдвигов на входных клеммах 11.1-11.п фазовращателя.Второй коммутатор 7 работает следующим образом.Первые входы элементов 2 ИИЛИ-НЕ17.1-17.п образуют первую группу входов, а третьи входы - вторую группувходов второго, коммутатора 7. Пустьна первый и второй управляющие входывторого коммутатора 7 поданы соответственно высокий и низкий, уровни напряжения, т,е, сигналы логическая "1"и логический "О". В этом случае навтором и четвертом входах каждогод-го(х = 1,п) элемента 17.12 ИИЛИ-НЕ будут присутствовать соответственно сигналы логической "1" илогического 0, Сигнал логического"0" на втором входе каждого -го элемента 2 ИИЛИ-НЕ 17,1. запрещает прохождение на его выход высокого уровня напряжения (логической "1 "), поступающего на первый вход элемента2 И 2 ИЛИ-НЕ 17,1,В то же нремя сигнал логической "1" поступающий на четвертый вход д-гоэлемента, разрешает прохождение сиг"нала логической "1", поданного натретий нход логического элемента2 ИИЛИ-НЕ 17., Следовательно, навыходы элементов 17.1-17.п будутпроходить сигналы логической "1" илогического "О" со второй группы входон. Если на второй и первый управляющие входы коммутатора поданы сигналы соответственно логического 0и логической "1", то к выходам коммутатора будет подключена лервая группа входов. Элементы 2 И-НЕ 38,1-18.пформируют сигналыкоторые поступаютсоотнетственно на первую или вторуюгруппу входов второго коммутатора 7,Таким образом, в зависимости от сигналов логической "1" и логического"0" на первом и втором управляющихвходах второго коммутатора 7 к выходам последнего будет подключена первам или вторая группа входов. Повышение быстродействия фазовращателя достигается тем, что требуемый фазовый сдвиг, определяемый численным значением кода числа сдвигов относительно идущей импульсной последовательности, которой соответствует код предыдущего фазового сдвига, устанавливается не путем последовательного подключения следующих или предыдущих импульсных последовательностей, в зависимости от направления сдвига, а путем параллельного суммирования по модулю два н сумматоре 8 кода требуемого числа сдвигов и кода,определяющего предыдущий фазовый сдвиг. Таким образом, время,необходимоедля установки фазового сдвига на одну дискрету, в фазонращателе в 1,5 раза меньше, чем в базовом объекте(прототипе), а время установки макмимального фазового сдвига на два порядка меньше, чем в базовом объекте.С ростом значения М установка фазовыхсдвигов в фазовращателе осуществляется значительно быстрее по сравнениюс базовым объектом, Кроме того, времяустановки фазовых сдвигов не эависит от величины устанавливаемого фазоного сдвига и определяется толькобыстродействием используемых элементов, т,е, только выбором элементнойбазы,9 140 бформула изобретения 1, фаэовращатель, содержащий по следовательно соединенные опорный генератор и генератор импульсных по" следовательностей, выходы которого соединены с информационными входами первого коммутатора, выход которого :соединен с выходной клеммойфазовращателя и с первым входом блока вре" ,менной привязки, второй вход которого соединен с входной клеммой перно.го управляющего сигнала фаэовращателя, первый триггер, второй коммута ,тор и буферный регистр, о т л и .ч а,ю щ и й с я тем, что с целью повышения быстродействия установки различных значений фазовых сдвигов, в него дополнительно нведены перный 20 ,регистр и сумматор, выходы которого соединены с соответствующими информа-ционными входами буферного регистра, ,выходы которого соединены поразрядно с соответствующими управляющими вхо ами первого коммутатора и первыми информационными входами сумматора, вторые информационные нходы которого соединены с соответствующими выходаМи второго коммутатора, первые и вто рые входы которого соединены соответственно с прямыми и инверсными выходаМи первого регистра, информационные Входы которого соединены с входными Клеммами входов "Код числа сдвигов",514 10выход блока временной привязки соеди"нен с объединенными управляющими входами буферного регистра и входом установки первого регистра в нулевоесостояние, тактовый вход которого со".единен с объединенными вторым входомблока временой привязки и тактовымвходом первого триггера, информационный вход которого соединен с клеммойвторого управляющего сигнала фазонращателя, при этом прямой и инверсныйвыходы первого триггера соединены со"ответственно с первым и вторым управляющими входами второго коммутатора,причем вход переноса младшего разря".да нторых информационных входов сумматора соединен с инверсным выходомпервого триггера,2. Фазовращатель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок временной привязки содержит второй триг-. гер, элемент И и линию задержки, вы ход которой соединен с выходом блока временной привязки, при этом прямой выход второго триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с первым входом блока временной привязки, а выход элементас И соединен с входом линии задержки, 8-вход второго триггера сое" динен с вторым входом блока временной привязки, а К-вход - с выходом линии задержки1406514 оставитель М.Катаноехред Л. Сердюкова орректор Н.Король Редактор А. Ре Тираж 7 Заказ 3188/41 исн нно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная ои ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раушска тета СССРкрытийнаб., д. 4/5