Цифровое устройство для воспроизведения фазовых сдвигов

 

О П -И-"C- -A- Н-И- Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмк

Реслублмк

<" 725041,+

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к ант. свил-ву (22) Заявлено 29.08.78 (21) 2659908/18-21 (51}М. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

G 01 R 25/04

Государственный комитет (28) Приоритет—

Опубликовано 30.0380 Бкэллетень № 12

Дата опубликования описания 30.03.80 но делан нзооретеннй н открытий (53 } Уд К 621.317..77 (088.8) (72) Автор изобретения

Н. А. Марцинковский (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ФАЗОВЫХ СДВИГОВ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к цифроаналоговым функциональным преобразователям.

Известно программное устройство цифрового управления фазой, содержащее фазовый де5 гектор и работающее по схеме с автоподстройкой фазы, что приводит к низкому быстродействию (1) . ,К недостаткам устройства относится невозможность компенсации его ошибки, а также то, что устройство позволяет воспроизводить только прямоугольное напряжение типа "меандр".

Известно также устройство для воспроизведения фазовых сдвигов, содержащее задающий генератор, делитель частоты, блок сравнения кодов, блок установки кода, триггеры, схемы совпадения, схему однозначности, схему йеоднозначности и фильтры низкой частоты (21.

Недостаток известного устройства заключается в низкой точности, вызванной неидентичностью фазового сдвига первого и второго фильтров низкой частоты и нестабильностью их

2 фазовых характеристик при изменении температуры, а также в его сложности.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения фазовых сдвигов.

Поставленная цель достигается тем, что цифровое устройство для воспроизведения фазовых сдвигов, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, блок сравнения кодов, первый и второй фильтры низкой частоты, дополнительно содержит второй делитель частоты, комбинационный сумматор и преобразователь фаза — код, подключенный своими входами к выходам фильтров низкой частоты, а выходами через последовательно соединенные блок сравнения кодов и комбинационный сумматор — к второму делителю частоты, причем входные зажимы кода угла подключены к входам комбинационного сумматора и блока сравнения коцов, выход первого делителя частоты — к управляющему входу комбинационного сумматора, а последовательно соединенные второй делитель частоты и второй фильтр низкой частоты— к выходу задающего генератора, при этом вы3 72 ходы фильтров низкой частоты являются выходами устройства, На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, делители 2 и 3 частоты, фильтры 4 и 5 низкой частоты, преобразователь 6 фаза — код, блок 7 сравнения кодов и комбинационный сумматор 8.

Устройство работает следующим образом, Задающим генератором 1 формируются счетные импульсы с частотой следования f. Делители 2 и 3 частоты делят частоту следования, счетных импульсов íà N. На выходе делителей

2 и 3 частоты формируются напряжения прямоугольной формы с частотой F =- .Частота сле-. и дования счетных импульсов выбирается в зависимости от необходимой точности воспроизведения фазовых сдвигов. Так,если входной код значения угла задается с дискретностью 0,1, то частсуа счетных импульсов определяется как

360 ° F

01o =, 3600F, а коэффициент деления делителей 2 и 3 соответственно 1ч = 3600.

Напряжения прямоугольной формы О, и U, с выходов делителей 2 и 3 поступают на фильтры 4 и 5 низкой чистоты соответственно. На выходе фильтров 4 и 5 формируются напряжения U, и О, синусоидальной формы с частотой F. Значение фазовых, сдвигов между U, и О, определяется по формуле где <р, — значение фазового сдвига между

BpBINo oJIbHblMH напряжениями на выходе делителей 2 и 3 частоты;

«041 блока 7 сравнения кодов формирус ся t0Jl со. ответствующий (g д ) г 2

5 Получ нный код с выхода блока 7 сравнения кодов поступает на комбинационный сумматор

8, где суммируется с входным кодом. На выходе сумматора формируется код <р = рк г — (4v ф„„— дю<„„).

Если производить запись кода с выхода комбинационного сумматора 8 в делитель 3

4 частоты по фронту напряжения U„ïîñòóïàющего с делителя 2 частоты, то выражение (2) . после замены у на у можно представить код вых код фнч, Ч фнч, ) (4 фнч, Дч фнч, ) Ч код

Таким образом, фазовый сдвиг. напряжений

U, и U, на выходе устройства равен входному коду угла.

Ио сравнению с известным в предлагаемом устройстве проще формируется значение фазового сдвига по значению кода и выше точность воспроизведения. Повышение точности воспроизведения фазовых сдвигов объясняется тем, что в известном устройстве отсутствует коррекция ошибки, вносимой фильтрами низкой частоты, фнч, фнч, 30

Точность воспроизведения фазовых сдвигов в данном устройстве определяется наличием высших гармоник в выходном сигнале и дополнительным фазовым сдвигом Д. Для получения высокого подавления высших гармоник необходимо применять высокодобротные филь35 тры. При увеличении добротности фильтров увеличивается крутизна фазовой характеристики, отсюда нестабильность их фазовых характеристик. Это вызывает увеличение ошибки Д.

4о Таким образом, улучшение одного параметра приводит к ухудшению другого.

В предложенном устройстве ошибка Д корректируется, поэтому применяют фильтры низкой частоты с высокой добротностью и полу45 чают на выходе низкий уровень высших гармоник. Точность устройства определяется только точностью преобразователя фаза — код. Так как выходной сигнал имеет низкий уровень высших гармоник и почти постоянную амплитуду, то точность, обеспечиваемая преобразователем

50 фаза — код в температурном диапазоне 50 С, + о составляет 0,1 и выше.

Д

Фнч и

Д

<Р ч

Формула изобретения

55 — фаэовые сдвиги фильтров 4 и 5 низкой частоты соответственно.

Если по фронту йрямоугольного напряжения

U за каждый период записываются значения кода фазовото сдвига у во второй делитель 3 коо частоты, устанавливая триггеры делителя 3 в значение, соответствующее коду фазового сдвига, то фазовый сдвиг между напряжениями

U," и U, равен p„

I о

Так как в момент, когда фаза О, равна О, это соо1ветствуе1 фронту, 10 в дели1еле Зчастоты уже будет записана информация значения <р .Выра жение (1) в этом случае можно представить как вых= код (фнч Ч фнч

Для к:ключения ошибки воспройзведения фазовом

Цифровое устройство для воспроизведения фазовых сдяигов; содержащее последовательно соединенные задающий генератор и делитель

5041

5ходнке мжи ж мода

Составитель М. Клыков

Редактор А. Федькина Техред И.Асталош Корректор Г. Назарова

Заказ 821/11 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Филиал ППГ! "!!агент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

5 .72 частоты, блок сравнения кодов, первый и второй фильтры низкой частоты, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения фазовых сдвигов, оно дополнительно содержит второй делитель частоты, комбинационный сумматор и преобразователь фаза — код, подключенный своими вхо° дами к выходам фильтров низкой частоты, а выходами через последовательно соединенные блок сравнения кодов и комбинационный сумматор — к второму делителю частоты, причем входные зажимы кода угла подключены ., к входам комбинационного сумматора и блоб ка сравнения кодов, выход первого делителя частоты — к управляющему входу комбинационного сумматора; а последовательно соединенные второй делитель частоты и второй фильтр низкой частоты — к выходу задающего генератора, при этом выходы фильтров низкой частоты являются выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1о 1. Патент США N 4013969, кл. 328 — 155, опублик. 22.03.77.

2. Авторское свидетельство СССР М 362465, кл. Н 03 К 13/20, 1971.