Цифровое устройство для воспроизведения фазовых сдвигов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ЭЮ9 G Ol R 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3576977/18-21 (22) 11.04.83 (46) 15.10.84. Бюп. У 38 (72) В.И.Кокорин, Г.А.Зенин и и Н.В.Салюк (71) Научно-производственное обьединение "Сибцветметавтоматика" (53) 621.317.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 789891, кл. G Ol R 25/04,- 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

1l 725041, кл. С 01 R 25/04, 1978 (прототип) . (54) (57) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ, содержащее задающий генератор, делители частоты, фильтры, преобразователь фаза-код, арифметический. блок, причем выходы делителей частоты сое.динены с входами фильтров, выходЫ .которых являются выходами устройства и подключены к преобразователю фаза-код, выходы которого соединены

„„SU„„1118936 A с первыми входами арифметического блока, вторые входы которого подключены к зажимам кода угла, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, в него введены первый и второй генераторы, первое и второе устройство синхронизации, блок управления, причем выход задающего генератора подключен к устройствам синхронизации, выходы которых соединены с входами управления первого и второго генераторов, выход первого генератора соединен с первым устройством синхронизации и первым делителем частоты, выход второго генератора подключен к второму устройству синхронизации и второму делителю частоты, управлякщие входы первого н второго делителей частоты соединены с блоком управления, вход которого соединен с арифметическим блоком.

1 11 8936

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для получения двух синусоидальных сигналов с точно заданными фазовыми соотношениями в широком

5 диапазоне частот.

Известен калибратор фазовых сдвигов, содержащий генератор импульсов, блок установки и два идентичных канапа формирования синусоидальных. curt0 налов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных делителя частоты, цифроаналогового преобразователя, фильтра нижних частот, сумматора, блока выборки и запомина15 ния, аналого-цифрового преобразователя, арифметического блока, регулируемого источника постоянного напряжения, причем выходы источников постоянного напряжения соединены с вторыми входами сумматоров, вторые

2О выходы арифметических блоков соединены с входами управления фильтров нижних частот, выход генератора импульсов соединен с входами делителей частоты, вторые выходы которых

25 подключены к блокам выборки и запоминания 1 1 ).

Недо ст ат ком этого, калибратор а является узкий диапазон рабочих час-. тот, ограниченный быстродействием цифроаналоговых преобразователей.

Найболее близким техническим решением к изобретению является цифровое устройство для воспроизведения фазовых сдвигов. содержащее за- З5 дающий генератор, выход которого соединен с входами первого и второго делителей частоты, а их выходы— с входами фильтров нижних частот, преобразователь фаза — к од, подключен- 40 ный своими входами к выходам фильтров нижних частот, а выходами через последовательно соединенные блок сравнения кодов и комбинационный сумматор (арифметический блок ) к вто- 45 рому делителю частоты, причем входные зажимы кода угла подключены к входам арифметического блока, выход первого делителя частоты соединен с управляющим входом арифметическо- 5О

ro блока (2 3.

Недостатком данного устройства является ограниченный диапазон рабочих частот, обусловленный трудностью получения малых значений дискрета изменения фазы в области верхних частот.

Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот устройстваа.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее задающий генератор, первый и второй делители частоты, первый и второй фильтры, преобразователь фаза— код, арифметический блок, причем выходы делителей частоты соединены с входами фильтров, выходы которых являются выходами устройства и подключены к преобразователю фаза-код, выходы которого соединены с первыми входами арифметического блока, втоI рые входы которого подключены к зажимам кода угла, введены два генератора, два устройства синхронизации, блок управления, причем выход задающего генератора подключен к устройствам синхронизации, выходы которых соединены с входами управления первого и второго генераторов, выходы генераторов соединены с входами соответствующих устройств синхронизации и делителей частоты, управляющие входы делителей частоты соединены с блоком управления, вход которого соединен с арифметическим блоком.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, последовательно соединенные первые устройство синхронизации 2, генератор 3, делитель частоты 4, фильтр 5, последовательно соединенные вторые устройство синхронизации 6, генератор 7, делитель частоты 8, фильтр 9,. а также последовательно соединенные преобразователь фаза — код 10, арифметический блок 11, блок управления 12, причем выход задающего генератора 1 соединен с устройствами синхронизации 2 и 6, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих генераторов 3 и 7, выходы фильтров 5 и 9 соединены с преобразователем фаза код 10, вторые информационные входы арифметического блока 11 подключены к входным зажимам кода угла, выходы блока управления 12 соединены с управляющими входами делителей . частоты 4 и 8. . Устройство работает следующим образом.

Когерентные колебания генераторов 3 и 7 с частотами f„ и f > соответственно, с точностью до фазы

3 11 18936 4 формируются от высокостабильного за- няющий Функции блока сравнения ко-дающего генератора 1 с помощью с дов н комбинационного сумматора в устройств синхронизации 2 и 6, выпол- прототипе ), где вычитается из энаненных, например, на основе систем чения входного кода угла

sap фазовой автоподстройки, и поступа- . задаваемого извне. При этом в арифют на делитель частоты 4 и 8 соот- метическом блоке 11 формируется код ветст Венно. погрешности, равный

Делители частоты 4 и 8 имеют раз =Ч =. „ .: нее коэффициенты деления, соответст- П З«Д ЕЫх Д y * ф1 ф2 венно п1 и и>. На выходах делителей = (с частоты 4 и 8 формируются прямоуголь- 1 ф1 ф2 ) ные импульсы частотой

Полученный код погрешности „используется в арифметическом блоке 11 для коррекции значения задаваемого входного кода угла по формуле » 2 и „п2

=v -ч„=nv ч;ч I=(-М д

360 п2

Значения фазовых сдвигов между выходными синусоидальными сигналами устройства определяются фор:,мулой

f„„„,=nV .(„-,), еых 4 ф т Ф2

Полученный код с выхода преоб. разователя фаза-код 10 поступает на арифметический блок 11 (выпол55

Фильтры 5 и 9, включенные на выходах делителей частоты 4 и 8 соответственно, формируют из импульсных сигналов делителей частоты 4 и 8 выходные сигналы устройства синусоидальной формы частотой F.

Значения фазовых сдвигов между выходными сигналами делителей частоты 4 и 8 можно устанавливать с дискретностью

Ч вЂ” — —— а п„ где n = 0,1,2 ... 360/Чд и Чф — фазовые сдвиги, вносимые фильтрами 5 и 9 и определяющие погрешФ ность задания фазовых сдвигов устрОистВа а 40

Для исключения погрешности задания фазовых сдвигов, обусловленной фильтрами 5 и 9, к выходам фильтров, которые являются и выходами всего устройства, подключен преобразователь фаза-код 10. Преобразователь фаза-код 10 обеспечивает формирование кода фазового сдвига за периоД или группу периодов часF paBHoI о фаз овому cpBH . 50 гу между выходными сигналами устройства, т.-е. код преобразователя фаза код 10 равен где К Ч = Уф„- 9< — погрешность фильтров с точностью до дискрета фазы .

Код с выхода арифметического блока 11, равный Ч,,записывается в блок управления 11, который производит изменение фазового сдвига между выходными сигналами устройства, например, путем предустановки делителей частоты 4 и 8 или исключения, числа импульсов,, поступающих на входы делителей частоты 4 и 8. На выходах делителей частоты 4 и 8 формируется фазовый сдвиг сигиапов „, а фазовый сдвиг между выходными сигналами устройства определяется по формуле

При этом фазовый сдвиг между выходными сигналами устройства равен входному коду угла.

Точность задания фазовых сдвигов устройства определяется точностью преобразователя фаза-код, которая может составлять 0,01 — 0,001 и минимальным дискретом 4 изменения фазовых сдвигов ца выходах делителей частоты.

По сравнению с известным устройством при одинаковом дискрете изменения фазовых сдвигов ч расширя етск диапазон рабочих частот предлагаемого устрой ства.

Например, в известном устройстве при дискрете Р< 0, 1 необходимо

Ь иметь коэффициент деления делите-.

1118936

lf, и„ вЂ” 0,07 (0,1

360 о o l47 и>

ВходныЕ Лубэ|

)#80 ума

BHHHBH Зоквз 7445/32 7 и 710 Ho cmoe лей частоты М =3600, для технически реализуемой частоты задающего генератора, равной f =3,6 ° 10 Гц, Ф максимальная выходная частота устройства составляет 5

3 6 ° 10

F— 10 Гц.

N 3600

В предлагаемом устройстве при

t0 f =3 6 ° 10 Гц, п„=72, f2=3,65 < х10 Гц, и -73 дискрет изменения фазы выходного сигнала равен а максимальная выходная частота устройства равна

Е fz 3 6 10

Р 1 «2 .Е

nl П2 72

5 ° 10 Гц, т.е. предлагаемое устройство при высокой точности задания фазовых сдвигов превосходит прототип по диапазо— ну рабочих частот в 50 раз для рассматриваемого случая.

Таким образом, технико-экономи- ческий эффект изобретения заключается в расширении диапазона рабочих частот в сторону верхних частот более чем на порядок, а диапазон рабочих частот составляет 5 Гц — 10 ИГц.

Основная погрешность воспроизведений приращений фазового сдвига изо меняется от 0,03 до 0,1 в зависимо сти От выходной ч аст оты.