Фазовращатель

 

Изобретение может быть использовано для построения устройства точной задержки импульсов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей фазовращателя (Ф). Ф содержит D-триггеры 1 и 2 и двоичный счетчик 4. Ф оснащен коммутатором 3, представляющим собой п-разрядный селектор 2 на 1, и образованы новые функциональные связи. Благодаря этому становится возможным регулировать величину сдвига фазы в обоих направлениях, причем фазовый сдвиг на несколько дискретов осуществляется за один период выходного сигнала. Использование в качестве исполнительного устройства следящих систем позволит улучшить динамические характеристики этих систем, в частности сократить время ввода в слежение. 2 ил. а (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄ SUÄÄ 1370603 (51)4 G О! R 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М 3

Ю

Cb

Ю

СГЭ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4115862/24-21 (22) 10.06.86 (46) 30.01.88. Бюл. N 4 (71) Новгородский политехнический институт (72) A.Í.Ìàðîâ, И.О.Лар.,н и П.В.Шарапов (53) 621.3!7.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 993150, кл, G 01 R 25/04, 1980.

Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем/Под ред. М.Назаринова. 1985, с. 77, рис. 2.58. (54) ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ (57) Изобретение может быть использовано для построения устройства точной задержки импульсов. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей фазовращателя (Ф). Ф содержит D-триггеры 1 и 2 и двоичный счетчик 4. Ф оснащен коммутатором 3, представляющим собой п-разрядный селектор 2 на I, и образованы новые функциональные связи. Благодаря этому становится возможным регулировать величину сдвига фазы в обоих направлениях, причем фазовый сдвиг на несколько дискретов осуществляется эа один период выходного сигнала.

Использование в качестве исполнительного устройства следящих систем позволит улучшить динамические характеристики этих систем, в частности сократить время ввода в слежение. 2 ил.

1370603

11зобретение относится к радиотехнике и может быть использовано длл построения устройства точной задержки импульсов, исполнительных устройств в системах фазовой автоподстройки (ЦФЛП).

Цель изобретения — расширение функциональных нозможностей фаэовращателя за счет введения заданного сдвига фазы эа один период выходного

10 сигнала.

Ila фиг. 1 представлена функциональная схема фазовращателя; иа фиг.2 временные диаграммы его работы. 15

Фазонращатель содержит D-триггеры

1 и 2, коммутатор 3 и двоичный счетчик 4. Тактовый вход счетчика явллется тактовым входом устройства.

Вход Команда сднига фазы устройст- 20 на соединен с С-входом триггера 1, информационный вход которого установлен в единичное состояние, а выход соединен с D íõîäîì 0-триггера 2. Инверсный выход П-триггера 2 с.оедииеи 25 с R-входом сброса D-òðèããåðà 1 и адресным входом коммутатора 3. Первая группа информационных входов коммутатора 3 установлена в состояние

"Код нулевого сдвига фазы, а вторая 30 группа информационных входов соединена с входами устройства, задающими величину и направление сдвига фазы.

Выходы коммутатора 3 соединены с входами записи начального состояния

35 счетчика 4, выход которого соединен с входом разрешения эаписи начального состояния счетчика 4 с С-входом второго D-триггера и лвллетсл выходом фазоврашателя. 40

Коммутатор 3 представляет собой п-разрядный селектор 2 иа и в случае 4 раэрлдон может быть реализован, например, иа микросхеме К531КП11.

Счетчик 4 является п-разрядным двоич- 45 ным счетчиком с предварительной установкой и в случае 4 раэрлдов может быть реализован, например, на базе интегральной микросхемы К531ИЕ17.

Код нулевого сдвига фазы, н который устанавливается первая группа входов коммутатора 3, зависит от числа разрядов и счетчика 4 и соответствует двоичной форме представления числа 2 " . Это число — среднее из

2 возможных состояний иа выходе двоичного счетчика; оно делит всю совокупность выходных состояний счетчика иа две половины — с нулем и единицей в старшем разряде. Такой код нулевого сдвига выбирается с целью получения равных возможностей для фазового сдвига н обоих направлениях, а также для упрощения управления фазовращателем.

Код нулевого сдвига фазы для конкретной разрядности счетчика устанавлинаетсл постоянным и не меняется в процессе работы фаэовращателя.

Для определенности примем направление сдвига фаэ, ускоряющее приход очередного выходного импульса, за положительное направжние, а отдаляющее его приход — за отрицательное.

При рассмотрении принципа работы фазовращателя зададим разрядность счетчика 4 n = 4. Тогда число ноэможных состояний на выходе счетчика 4 и

2 = 16, а код нулевого сдвига фазы, в который устанавливается первая группа входов коммутатора- 3, соответствует числу 2 = S.

Вход Команда сдвига фазы фаэовращателл соединена с С-входом триггера 1. Временное положение этой команды может быть произвольным (фиг.26), поэтому для согласования момента поступления команды с моментом установки выходного сигнала фазовращателя используется схема временной привязки на D-триггерах 1 и 2.

Состояние выхода D-триггера 2 определяет, коды какой из двух групп входов коммутатора 3 передаются на входы начальной установки счетчика 4.

При отсутствии команды сдвига фазы на входе D-триггера ) (фиг.26) выход D-триггера 2 и соединенный с ним адресный вход коммутатора 3 (фиг.2г) находятся в состоянии логической единицы. В этом случае на выходе коммутатора 3 присутствует код нулевого сдвига, соответствующий двоичному представлению числа 8 (1000). Счетчик 4 начинает считать с восьмого состояния, и при достижении пятнадцатого состояния иа его выходе появляется импульс переполнения. Этот импульс поступает иа С-вход

Р триггера 2 и на вход разрешения записи начального состояния счетчика 4.

Если команда сдвига фазы отсутствует, то состояние выхода 0-триггера 2, а следовательно, и коммутатора 3 ие меняется, и на выходе счетчика 4 формируется последовательность импульсов с периодом T„ = 8Т,, где Т, — период

3 13706 тактовой частоты (фиг.2»). 11ри поступлении команды сдвига фазы (фиг.26) на С-вход триггера 1 его выход изменяет свое состояние с нулевого на единичное (фиг.2в). Теперь по приходу очередного импульса переполнения (фиг.2д) на С-вход D-триггера 2 на его инверсном выходе появляется состояние логического нуля (фиг.2r), ко- !р торое возвращает выход D-триггера в исходное состояние. Это же импульс переполнения (фиг.2д) разрешает запись на входы начальной установки счетчика 4 кода нулевого сдвига фазы с выходов коммутатора 3. После этого так как выход 0-триггера 2 изменил состояние на нулевое, выходы коммутатора 3 переключаются на вторые входы, задающие величину и направление сдви- 20 га фаэ (фиг.2е). По приходу очередного импульса переполнения (фиг.2д) этот код записывается на входы начальной установки счетчика 4. Этот же импульс переполнения, поступая па 25

С-вход D-триггер» 2, возв1 »щает его выход в исходное единичное состояние (фиг.2г). Коммутатор 3 снова переключается на код нулевого сдвига (фиг.2е). Счетчик 4 тем временем начинает считать с состояния, заданного кодом сдвига фаз, в который установлен» вторая группа входов коммутатора 3. Fñëè число, которому соответствует это состояние, меньше 8, то импульс переполнения счетчика 4 за35 держинается, происходит сдвиг фаз в отрицательном направлении. Если число больше 8, то импульс переполнения появляется раньше, происходит сдвиг

40 фазы в положительном направлении.

Величина сдвига фазы определяется разницей между задаваемым кодом и кодом нулевого сдвига. Например, задан код сдвига, соотнетствующггй двоичному представлению числа 5, получим сдвиг на 3 дискрета в отрицательном направлении. !

<п времени появления сдвинутого импульс» переполнения выход коммута50 тора 3 вновь установлен в состояние кода гулевого сдвига фазы и фазовращатель работает с периодом, соответствующим этому коду, т.е. Т„ = 8Т до прихода следующей команды сдвига фазы.

Работа фазовращателя происходит аналогично при любом значении разрядности и счетчика 4. Такой фазовраща03 тель может обеспечить сдвиг nE Dnînèческой последонатечьности импульсон и» величину 1 = (2" — 2) Т„.

Рассмотрим подробнее формат кода, задающего величину и направление сдвига фазы.

Старппш разряд и-разряднс го двоичного кода, поступающего на вторую группу входов коммутатора 3, определяет знак сдвига фази: для чисел н

n. промежутке от О до 2 — 1 он ранен

О, что соответствует отрицательному награнлению сдвига; для чисел в про1 межутке от 2 +1 цо 2 — 1 он равен I, что соответствует положительному направлению сдвига.

Остальные п-1 разряды, поступающие на вторую группу входов коммутатора 3, задают абсолютную величину фазового сдвига в дополнительном коде. В вычислительной технике принято, что знаковый разряд отрицательных двоичных чисел в дополнительном коде равен 1, а положительных — О. Таким образом,n — разрядный двоичный код, поступающий на нторую группу входон коммутатора 3, представляет собой величину сдвига фазы, выр»женную в дополнительном коде с инверсией зн»ка. Например, для сдвига на 3 дискрета в отрицательном направлении надо подать на нторую группу входов коммутатора 3 код, соответствующий двоичному представлению числа 5, т.е.

0101; число -3 в дополнительном коде с инверсией знака тоже равно 0101, что и позволяет связать между собой эти числа

Таким образом, введение в фазонращатель коммутатора и новых связей расширяет функциональные воэможности устройства, так как позволяет в обоих направлениях регулировать величину сдвига фазы, причем фазовый сдвиг на несколько дискретов осуществляется за один период выходного сигнала.

Использование такого фазовращателя в качестве исполнительного устройства следящих систем на рснове ЦФАП позволит улучшить динамические характеристики этих систем„в частности сократить время ввода н слежение. Кроме того, возможно создание адаптивных систем на основе ЦФАП, которые работают с переменным дискретом регулирования в зависимости от внешних услоний.

5 1370603

Формула и э о б р е т е н и я

Составитель M.Êàòàíîâà

Техред A.Êðàâ÷óê

Корректор И.Муска

Редактор А.Огар

Тираж 772 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 416/46

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фазовращатель, содержащий первый и второй D-триггеры и счетчик, причем входная клемма Команда сдвига фазы" устройства соединена С-входом первого D-триггера, D-вход которого соединен с клеммой единичного напряжения, а его выход соединен с D-входом. второго D-триггера, инверсный 10 выход которого соединен с R-входом первого D-триггера, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей фазовращателя эа снет обеспечения задан- 1э ного сдвига фазы за один период выходного сигнала, в него введен коммутатор, первая группа информационных входов которого установлена в состояние "Код нулевого сдвига фазы", а вторая группа информационных входов соединена с входными клеммами задания величины и направления сдвига фазы, инверсный выход второго D-триггера соединен с адресным входом коммутатора, выходы которого соединены с входами записи начального состоя— ния счетчика, выход которого соединен с входом разрешения записи начального состояния счетчика, С-входом второго D-триггера и выходной. клеммой фаэовращателя, при этом тактовый вход счетчика соединен с клеммой тактового сигнала фазовращателя.