Цифровой калибратор фазы
Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной технике и электротехнике при создании образцовых источников фазового сдвига. Цель - повышение точности воспроизведения фазового сдвига при одновременном уменьшении коэффициента нелинейных искажений выходных синусоидальных сигналов - достигается введением в цифровой калибратор фазы вычитающего усилителя 9, схем 14, 15 выборки-хранения, интеграторов 16, 17, аналоговых ключей 10-13, триггера 7 и одновибратора 8. Цифровой калибратор фазы содержит также задатчик 1 кода, вычислительный блок 2, генератор 3, оперативно-запоминающий элемент 4, счетчик 5, преобразователь 6 код-напряжение. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСМИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСГ1УБЛИК (51)э G 01 R 25/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 446921 7/24-21 (22) 26.07.88 (46) 15.05.90. Бвл. 1 |8 (71) Всесоюзный научно †исследовательский институт электроиэмерительных приборов (72) В.Д. Белильников, !0.È. Визгин, К.Н. Лопатка и YJ.В. Ошарин (53) 62!.31 7.373(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 853565, кл. С О! R 75/04, 1981.
Авторское свидетельство СССР
И - !242848, кл.. G 01 R 25/04, 1986. (54) ЦИФРОВОЙ КАЛИБРАТОР ФАЗЪ| (57) Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной
„.SU„„ 15646Ù А!
2 технике и электротехнике при создании образцовых источников джазового .сдрига.
Цель — повышение точности воспроизведения фазового сдвига при одновременном уменьшении коэффициента нелинейных искажений выходных синусоидальных сигналов — достигается введением в цифровой калибратор фазы вычитанщего усилителя 9, схем !4, 15 выборки-хранения, интеграторов 16, 17, аналоговых кличей 1О-!3, триггера 7 и одновибратора 8. ЦиАровой калибратор фазы содержит ".àêæå задатчик кода, вычислительный блок 2, генератор 3, оперативно-запоминаюций элемент 4, счетчик 5, преобразователь 6 код — напряжение..
2 ил.
1564566
Изобретение относится к информационно-измерительной технике и электротехнике и может быть использовано при создании -образцовых источни-5 ков фазового сдвига, Цель изобретения — повышение точности воспроизведения фазового сдвига при одновременном уменьшении коэффициента нелинейных искажений выходных 1О синусоидальных сигналов.
Поставленная цель достигается тем, что цифровой калибратор фазы, содержащий задатчик кода, вычислительный блок, управляемый генератор, one- 15 ративно-запоминающий элемент, счетчик и преобразователь код — напряжение, дополнительно содержит триггер, одновибратор, вычитающий усилитель, четыре аналоговых ключа, две схемы выбор- 2О ки-хранения и два интегратора.
L.
Яа фиг. 1 представлена структурная схема цифрового калибратора фазы, на фиг. 2 — временные диаграммы рабо- 5 ты устройства.
Цифровой калибратор фазы (фиг.1) содержит задатчик 1 кода, вычислительный блок 2, генератор 3, оперативнозапоминающий элемент (ОЗЭ) 4, счетчик.5, преобразователь код — напряжение (ПКН) 6, триггер 7, одновибратор
8, вычитающий усилитель (BY ) 9, первый — четвертый аналоговые ключи 1013, первую и вторую схемы выборкихранения (СВХ) 14,15, первый и вто35 рой интеграторы 16, 17, причем выход задатчика 1 кода соединен с входом вычислительного блока 2, выходы которого соединены с информационными входами 033 4, и управляющим входом ге-. нератора 3, выход которого соединен с входами счетчика 5, триггера 7 и .одновибратора 8, Выходы счетчика 5 соединены с адресными входами ОЗЭ 4, выход которого соединен с входом ПКН б, выход которого соединен с инверсным. входом .ВУ 9, прямой вход ВУ 9 через второй и четвертый аналоговые ключи li и 13 подключен к выходам ин"
50 теграторов 16 и 17, à его выход соединен с.информационными входами СВХ
14 и 15, входы выборки которых через первый и третий аналоговые ключи 10 и 12 соединены с выходом одновибрато55 ра 8, а выходы подключены к входам интеграторов 16 и 17. Входы управления аналоговых ключей 10-13 подключены к выходу триггера 7, Ф
Устройство работает следующим бб= разом.
Информация о разности фаз, частоте выходных сигналов F режиме работы калибратора, содержащаяся в задатчике кода 1, считывается вычислительным блоком 2.
В зависимости от выбранного режима работы вычислительный блок 2 вычисляет N значений функции У.,= (Х} и, Y2=y(X+q), где q- требуемая разность. Фаз, а М - число значений функции, необходимых для аппроксимации одного периода колебаний с требуемым значением коэффициента нелинейных искажений. Для получения выходного сигнала синусоидальной формы вычисля" ются значения Y =sinX, Y =sin(X+P), 1 где X=2( Y1,У2э и т. д. } . Затем вычислительный блок 2 выдает код частоты на управляющий вход генератора 3, частота которого равна f=F N и калибратор переходит в режим генерации. Тактовая частота поступает на счетчик 5, формирующий адреса ОЗЭ 4. На выходе ОЗЭ 4 поочередно будут присутствовать изменяющиеся во времени коды функций У„ и У2, которые поступают на вход ЛКН 6. На выходе ПКН 6 формируется смесь из двух аппроксимированных ступенчато-сииусоидальных сигналов с ре-, гулируемой разностьв фаз. Эта смесь двух сигналов разделяется на два отдельных сигнала с помощьв СВХ 14, 15, а интеграторы 16, 17 осуществляют линейнув интерполяцию ступенчатого сигнала, поступающую с выходов СВХ 14, 15. Выходные сигналы интеграторов 16, 17 являются выходными сигналами калибратора U „и U2. В начальный момент работы калибратора в режиме генерации сигнал с выхода триггера 7 (фиг.?а ) вызывает подключение выхода первого интегратора 16 к прямому входу ВУ .9 через второй аналоговый ключ 11, а выхода одновибратора 8 — к входу выборки первой СВХ 14 через первый аналоговый ключ 10. При этом счетчик 5 выдает адрес нулевой ячейки ОЗЭ 4, в которой записан код, соответствующий нулевому напряжению на выходе ПКН б, соответственно на выходе ПКН 6 напряжение равно нулю. Затем в момент времени t (фиг,2) появляется перепад "1/О" на-. 5 пряжения на выходе генератора (фиг.2в, вызывающий переключение счетчика 5. Счетчик 5 выдает .адрес первой ячейки 033 4, в которой хранится код первого значения функции Y„. Этот код поступает на вход lIKH 6 (фиг,2б), и нв его выходе (фиг.2г) к моменту времени t устанавливается сигнал найряжения, пропорциональный первому значению функции Y . Этот сигнал поступает ка инверсный вход ВУ 9, а на прямой вход ВУ 9 подается текущее значение выходного сигнала первого канала калибратора, полученное с выхода первого интегратора 16 (фиг.2е), в начальный момент равное нулю. К моменту времени t на выходе ВУ 9 устанавливается разность между сигналами с выхода ПКН 6 и с вы" 20 хода первого канала калибратора (фиг.2д). В этот момент одновибра" тор 8, запущенный перепадом "1/О" сигнала генератора 3, вырабатывает короткий стробирующий импульс (фиг,2к125 1 производящий запись разностного сигнала с выхода ВУ 9 в СВХ 14, С выхода СВХ 14 раэностный сигнал поступает на вход интегратора 16 (фиг.2э), и напряжение на выходе интегратора 16 30 начинает линейно изменяться. В момент времени t на выходе геЭ кератора 3 появляется перепад напря" жения "О/1", вызывающий переключение триггера 7, при этом сигнал с выхода 35 триггера 7 вызывает размыкание первого и второго аналоговых ключей 10 и !! и замыкание третьего и четвертого аналоговых ключей 12 и !3, В результате этих переключений к прямому вхо- 40 ду ВУ 9 подключается выход второго ин" тегратора 17 через четвертый аналого" вый ключ 13, а выход одновибратора 8 — к входу выборки второй СВХ 15 чеРез третий аналоговь1Й ключ 12. Затем 45 в момент времени t > появляется перепад "1/О" сигнала генератора 3, вызывающий переключение счетчика 5..Счет- чик 5 выдает адрес второй ячейки 033 4, в которой хранится код первого 50 значения функции У . Этот код посту" пает на ПКН 6, и на его выходе к моменту времени t устанавливается сигнал напряжения, пропорциональный первому значению функции Ут « 55 этот сигнал вычитается из сигнала с выхода второго канала калибратора (фиг.2ж) вычитающим усилителем 9, и к моменту времени t на выходе ВУ 9 1 64566 6 устанавливается разность между сигналами с выхода ПКН 6 и второго канала калибратора. В этот момент одновибрвтор 8, запущенный перепадом "1/О" сигнала генератора 3, вырабатывает короткий стробирующ::й импулвс, производящий запись рвэностиого сигнала с выхода ВУ 9 в СВХ !5. С выхода СВХ !5 разностный сигнал поступает на вход интегратора 17 (фиг. 2и), и напряжение на его выходе начинает линейно изменяться (фиг.2a). Затем в момент времени t снова происходит подключение первого «аналв калибратора, и далее весь процесс повторяется для следующих значений У1 и У2 Таким образом, СВХ !4 и 15 реализуют, в конечном счете, функцию разделения каналов калибратора, а их выходные сигналы в первом приближении можно рассматривать как производные соответствующих выходных сигналов перного и второго каналов. Запись в CHX ! 4 и 15 производится поочередно, гериодически. В течение времеки, пока СВХ !4 и 15 хранят мгновенные значония сигкала, напряжение на входах ин-теграторов 16 и 17 остается постоян-. ным, а их выходные напряжения, в завис ;мости от знака,.линейно убывают или линейно возрастают, Из таких ли" нейных участков и образуется выходной сигнал, Выходные сигналы двух каналов калибратора формирую".ся с помощью одного ПКН, что исключает, по сравнению с нрототипом, фаэовыс погрешности, вызванные некдектичйостью параметров отдельных ПКН, кроме того, линейная интерполяция ступенчато-сикусоидального сигнала, полученного с выхода ПКН, благодаря введению дополнительных элементов, соединенных указанным образом. с остальными элементами схемы, позволяет получить скнусокдалькый сигнал с малыми нелинейными искажениями беэ использования фильтров низкой частоты, вносящих в прототипе фазовые погрешности. Предлагаемый калибратор позволяет получить высо" кую точность воспроизведения фазо— вого, сдвига благодаря его нечувствительности к раэбросу параметров элементов, смещекиям, дрейфам СВХ и интеграторов, достигаемой за счет того, что первый и второй каналы калибратора по су!цеству охвачены импульскои Составитель С, Чернякова Техред M,Õîäàíè÷ Корректор В. Гирняк Редактор М. Циткина Тираж 546 Заказ 1158 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 7 15645 Э глубокои отрицательной обратной связью через аналоговые ключи, вычитающий усилитель и схемы выборки-хранения. Формула изобретения Цифровой калибратор фазы, содержащий задатчик кода, выходом соединенный с вычислительным блоком, выходы которого соединены с информационными входами оперативно-запоминающего элемента и входом генератора, выход которого соединен с входом счетчика, выходы которого соединены с адресными входами оперативно-запоминающего эле- 15 мента, выходы которого соединены с входами соответствующих разрядов преобразователя код — напряжение, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения фазового сдвига при одновременном уменьшении коэффициента нелинейI ных искажений выходных синусоидаль" ных сигналов, дополнительно введены вычитающий усилитель, две схемы вы" борки-хранения, два интегратора, четыре аналоговых ключа, триггер и одновибратор, причем выход преобразователя код — напряжение соединен с инверсным входом вычитающего усилителя,, прямой вход которого через второй и четвертый аналоговые клн чи соединен с выходами первого и второго интеграторов, выход вычитающего усилителя соединен с информационными входами первой и второй схем выборки-хранения, входы выборки которых через первый и третий аналоговые ключи соединены с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом генератора, выходы первой и второй схем выборкихранения соединены с входами первого и второго интеграторов соответственно, входы управления аналоговых ключей соединены с выходом триггера, вход которого соединен с выходом генератора.
