SU1104438A1 - Преобразователь фазового сдвига в цифровой код - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА В ЦИФРОВОЙ КОД, содержащий формирователи опорного и измер емого сигналов, кварцевый генератор, соединенный с входами блока измерени  периода входного сигнала и управл емого делител  с переменным дробным коэффициентом делени , узел задани  коэффициента усилени , последовательно соединенные ключ, счетчик, регистр и схему управлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  функциональных возможностей, в него введены делитель частоты и триггер, причем выход кварцевого генератора соединен с первым входом ключа, выход формировател  измер емого сигнала подключен к второму входу блока измерени  . периода входного сигнала, выход которого соединен с вторым входом управл емого делител  с переменным дробным коэффициентом делени , третий вход которого подключен к выходу узла задани  коэффициента усилени , а выход через делитель частоты и 0} триггер св зан с вторым входом ключа при этом первый выход схемы управлени  соединен с установочными входами делител  частоты триггера и регистра , ее второй выход соединен с выходом2 Сброс счетчика, а вход - с формирователем опорного сигнала.

Description

4 4

СО

оо Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к цифровым системам измерени  и регулировани  и может быть использовано в высокочастотных системах иэмерен 1  и автоматического регулировани  испапн тельных механизмов с фазовыми датчиками положени . Известны преобразователи фазового сдвига, заданного двум  последовательност ми сигналов, в цифровой код, содержаище формирователи опорного и измер емого сигналов, фазовый дискриминатор, ключи, генератор, счетчик, регистр и блок управлени  | Однако преобразователи сложны, не обеспечивают измерени  при фазовых Сдвигах, превышаюпдах t27f, не облада ют универссшьностью как по типу фазо вращател , так и по виду измерени . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  пре образователь фазового сдвига в цифровой код, содержащий формирователи управл ющих импульсов опорного и измер емого сигналов, генератор квантующих импульсов, соединенный с входом делител  частоты, ключи, счетчик схему управлени , блок измерени  периода входного сигнала, регистр и узел задани  коэффициента усилени , а делитель частоты выполнен управл е мым с дробным переменным коэффициентом делени , причем выходы генератора квантующих импульсов и формировател  управл ющих импульсов опорного сигнала подключены к входам блока из мерени  периода входного напр жени , выход которого соединен с первым управл ющим входом делител  частоты, второй управл ющий вход которого под ключен к выходу узла задани  коэффициента усилени , а выход через ключ и счетчик - к регистру 2J. Недостатком известного преобразовател   вл етс  то, что в нем не предусмотрено измерение скорости фазо вого сдвига. Однако в электроприводах с полностью цифровым управлением необходимо представление скорости фа зового сдвига в цифровом коде. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повыше ние точности. Указанна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь фазового сдвига в цифровой код, содержащий форг-мрователи опорного и измер емого сигналов, кварцевый генератор, соединенный с входами блока измерени  пе риода входного сигнала и управл емог делител  с переменным дробным коэффициентом делени , узел задани  коэффициента усилени , последовательно соединеаные ключ, счетчик, регистр и схему управлени , введены делитель частоты и триггер, причем выход квар цевого генератора соединен с первым входом ключа, выход формировател  измер емого сигнала подключен к второму входу блока измерени  периода входного сигнала, выход которого соединен с вторым входом управл емого делител  с переменным дробным коэффициентом делени , третий вход которого подключен к выходу узла задани  коэффициента усилени , а выход через делитель частоты и триггер св  зан с вторым входом ключа, при этом первый выход схекы управлени  соединен с установочными входами делител  частоты триггера и регистра, а ее второй выход соединен с входом Сброс счетчика, а вход - с формирователем опорного сигнала. На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого преобразовател . Преобразователь содержит кварцевый генератор 1, формирователи 2 и 3 импульсов опорного и измер емого сигНёшов соответственно, блок 4 измерет ни  периода входного напр жени , уп- равл е№лй делитель 5 с переменным дробным коэффициентом делени , узел 6 Зсщани  коэффициента усилени , последовательно соединенные ключ 7, счетчик 8 и регистр 9, схема 10 управлени , счетчик 11, регистр 12, ключ 13, логический элемент 14, последовательно соединенные накапливаю ,щий сумматор 15 и формирователь 16, две группы ключей 17 и 18, последовательно соединенные делитель 19 частоты и триггер 20, соединенный со схемой 10 управлени . Счетчик 8 работает на сложение импульсов и в зависимости от требований к выходному Коду может быть выполнен двоичным, либо двоично-дес тичным. Узел 6 задани  коэффициента усилени  представл ет собой коммутационное устройство, выполненное, например, на тумблерах, причем число Ng задаетс  в дополнительном коде. Счетчик 11 блока 4 выполнен двоичным и работает на сложение импульсов. Преобразователь работает следующим образом, В исходном положении счетчики 8 и 11 наход тс  в нулевом состо нии, В момент перехода напр жени  Цф через ноль на выходе формировател  3 возникает сигнал, поступающий на вход блока 4 измерени  периода, который преобразует код периода опорного сигнала в код числа N, пропорциональный измер емому периоду Т, который управл ет коэффициентом делени  Кд г управл емого делител  с переменным дробным коэффициентом делени , при этом его выходна  астота .через ключ 13 оступает на счетчик в течение промежутка времени,t, соответствующего .фазовому сдвигу измер емого напр же- ни  относительно опорного напр жени . Число, зафиксированное в счетчике, по сигналу схемы 10 управлени , записываетс  в регистр 12, на вход сумматора 15 через группу ключей 17 с выхода регистра 12 с частотой f пос тупает число N,, соответствующее периоду Тд входных сигналов, а в момент , переполнени  сумматора-15 по импульсу формировател  16 с внхода узла 6 задани  коэффициента усилени  на вход сумматора поступает число N в дополнительном коде, что соответствует вычитанию из содержимого сумматора числа Np.

Импульсы переполнени  с выхода сумматора 15 подаютс  на вход делител  19. Его коэффициент делени  Кд выбираетс  таким, чтобы при неподвижном фазовращателе частота fl на выходе делител  19 была равна опорной f р . Импульсы с выхода лелител  19 по переднему фронту устанавливают триггер 20 в единичное состо ние и импульсы с выхода генератора 1 через ключ 7 начинают поступать на вход счетчика 8. Через промежуток времени t соответствующий фазовому сдвигу измер емого напр жени  U относительно опорного напр жени  U за период Чд опорной частоты f, в момент перв хода напр жени  Оо через нуль на вы-i ходе формировател  2 возникает импульс при помощи которого делитель 19 и , триггер 20 устанавливаютс  в нулевое состо ние, и число N , за«1«ксированное в счетчике 8, записываетс  в регистр 9, Далее на втором выходе

схемы 10 управлени , подключенном к установочному входу счетчика 8, образуетс  импульс, устанавливающий последний в нулевое состо ние.

Процесс измерени  фазового сдвига происходит циклически с частотой f входного сигнала U, .

Число NO выбирают таким, чтобы при заданной точности измерени  периода входного напр жени  Оф в рабочем диапазоне изменени  частоты входных напр жений и,, и U выполн лось соот- нетдение 1.

Таким образом, поскольку цифровой код NO на выходе регистра 9 пр мо пропорционален промежутку времени t между переходами напр жений U и U через ноль за период Т и скорости вращени  п вала фазовращател , характеристика преобразовател  линейна и симметрична, а период преобразовани  посто нный и равен Т. При этом инерционность преобразовател  не превышает периода Т,, входного напр жени  Од, что позвол ет использовать его дл  измерени  скорости изменени  фазового сдвига, а включение на выход регистра 9 накапливающего сумматора 21 фазового сдвига Nj в диапазоне t2Fm, где m 1, 2, 3,,.. позвол ет выполн ть на основе предлагаемого преобразовател  быстродействующие цифровые позиционные регул торы и регул торы скорости.

Измен   число N;,, можно задавать скорость измерени  фазового сдвига и его величину в пределах i:25fm, т.е. преобразователь позвол ет не толькоизмер ть фазовый сдвиг, но и задавать его.

U0

01.-

0 :

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА В ЦИФРОВОЙ КОД, содержащий формирователи опорного и измеряемого сигналов, кварцевый генератор, соединенный с входами блока измерения периода входного сигнала и управляемого делителя с переменным дробным коэффициентом деления, узел за- дания коэффициента усиления, последовательно соединенные ключ, счетчик, регистр и схему управления, о Т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены делитель частоты и триггер, при- . чем выход кварцевого генератора соединен с первым входом ключа, выход формирователя измеряемого сигнала подключен к второму входу блока измерения . периода входного сигнала, выход которого соединен с вторым’ входом управляемого делителя с переменным дробным коэффициентом деления, третий вход которого подключен к выходу узла задания коэффициента усиления, а выход через делитель частоты и триггер связан с вторым входом ключа при этом первый выход схемы управления соединен с установочными входами делителя частоты триггера и регистра, ее второй выход соединен с выходом ''Сброс'' счетчика, а вход - с формирователем опорного сигнала.

   Т¹·^ ни hU СаО 00