Устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код

 

Союз Советские

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 750384 (61) Дополнительное н нвт. свил-ву— (22) Заявлено 19.01.78 (21) 2570078/18-21 (51)М. Кл.

G 01 R 25/08 с присоединением заявки Ж—

Госудврстввнный камнтет (2;1) Приоритет—

Il0 делам нзебретений н открытнй

Опубликовано23.07.80. Ьктллетень .% 27 (53) УДК, 621.317. .77(088.8) Дата опубликования описания 25 07 80 (72) Авторы изобретения

В. Н. Бухавцев и В. В. Оборский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

СДВИГА ФАЗЫ В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислитсльной техники и может быть использовано, например, в аналого-цифровых преобразователях.

Известно устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержа5 щее нуль-органы, вырабатывающие в момент перехода через нуль опорного и рабочего напряжений короткие импульсы, которые поступают на входы DS -триг10 гера, управляющего прохождением через злемент И на вход счетчика импульсов с выхода генератора стабильной частоты 11.

Недостатком такого устройства явля15 ется недостаточно четкая его работа при совпадении импульсов, формируемых на выходах нуль-органов при сдвиге фазы рабочего напряжения относительно опор ного близком или равном нулю.

Из известных устройств для преобразования сдвига фазы в цифровой код наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее формирователи входных сигналов, выходы которых подключены к входам логической схемы, реализующей логические функции

Р1» (с- 1 V6) с1 Ь и Р = Av6. Один из входов логической схемы подключен ко входу блока упоавче!тпя, "- другой — ко входу схемы совпадения,. другой вход которой соединен с выходом блока управления. Схема совпадения упрощает про« хождение импульсов тактового генератора на вход счетчика (2).

Устройство обеспечивает преобразование фазовых сдвигов до 180 при фазовом сдвиге рабочего напряжения относительно опорного, превышаю.цем 180, О погрешность преобразования устройством сдвига фазы в цифровой код увеличивается пропорционально увеличению фазового сдвига и в пределе может достигать

180 .

Целью настоящего изобретения является расширение диапазона измерения с сохранением высокой точности преобразования при совпадении пусковых импульсов, ког750384

55

3 да сцвиг фазы близок к нулю или равен нулю.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство. цля преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержащее первый и второй формирователи входных сигналов, при этом выхоц второго формирователя соединен с первым входом первого элемента H-HE, сбдержащее также второй и третий элементы И-НЕ, элемен- l0 ты HE и ИЛИ, блок управления, генератор импульсов и счетчик, введены первый, второй, трет ий, четвертый и пятый б -триггеры, причем выход первого формирователя входных сигналов соединен со 15 счетным входом первого триггера, первый выход которого подсоединен к входу блока управления и первому входу элемента ИЛИ, а второй выход — к S -вхоцам второго и пятого триггеров, -вход 20 второго триггера соединен с первым выходом блока управления, а выход егосо вторым входом первого элемента

И-НЕ, выход которого подключен к Sвходу третьего триггера, Ц вЂ” вход кото- 25 рого соединен со в-.орым выходом блока управления, а выход его - с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, соединенного своим входом с 30 выходом второго формирователя входных сигналов, при этом выход второго элемента И-HE соединен с -входом четвертого триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с 35

Р, -входом пятого триггера, подключенного выходом к первому входу третьего элемента И-НЕ, В -вход четвертого триггера соединен с третьим выходом блока управления, а выход четвертого 40 триггера соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со входом счетчика. 45

На чертеже представлена структурная схема устройства цля преобразования сдвига фазы в цифровой код.

Устройство содержит формирователи

1 и 2 входных сигналов, триггер 3 со счетным входом и импульсными выходами, элемент НЕ 4, блок 5 управления, RSтриггеры 6, 7, 8 и 9, элементы И-HE

lO, 11 и 12, генератор 13 импульсов элемент ИЛИ 14 и счетчик 15. Выходы счетчика 15 являются выходом устройст ва.

На входы формирователей 1 и 2 по» даются соответственно опорное О о„и рабочее U p напряжения, фазовый сдвиг между которыми необходимо преобразовать в цифровой код. На выходах формирователей формируются управляющие импульсы в момент изменения знака напряжений О,>, и U p с минуса на плюс. Импульсы формирователя поступают на вход триггера 3, на прямом и инверсном выходах которого формируются управляющие импульсы, частота слецования которых в два раза меньше. Импульсы с прямого выхода триггера 3 поступают на вход блока 5 управления, который вырабатывает три следующие одна за другой команды, устанавливающие триггеры 6, 7 и 8 в исходное срстояние. Первая команда с первого выхода блока 5 управления поступает на R -вхоц триггера 6, а вторая команда К2 со второго выхода блока 5 управления поступает Hà R - вход триггера 7, устанавливая триггеры 6 и

7 в нулевое состояние, при котором с выходов триггеров 6 и 7 на входы элементов -HE 10 и И-HE 11 поступают запрещающие потенциалы. Третья команда с третьего выхода блока 5 управления поступает на 6 — вход триггера 8, .устанавливая его в единичное состояние, при котором с выхода триггера 8 на вход элемента И-HE 12 поступает разрешающий потенциал. Началу преобразования соответствует появление на инверсном выходе триггера 3 управляющего импульса, который постуйает на а - входы триггеров 6 и 9 и устанавливает их в единичное состояние, при котором с выходов триггеров 6 и 9 на входы элементов И-НЕ 10 и И-HE 12 поступают разрешающие потенциалы. Импульсы с .выхода генератора 13 импульсов начинают поступать через элемент И-НЕ 12 на вход счетчика 15.

При совпацении разрешающего потен,циала на выходе триггера 6 с паузой между импульсами формирователя 2 на выходе элемента И-НЕ 10 вырабатывается сигнал, который устанавливает триггер 7 в единичное состояние, при котором с выхода триггера 7 на вход элемента И-НЕ 11 поступает разрешающий потенциал. Импульс с выхода формирователя 2 поступает на вход элемента HE 4. С выхода элемента

HE 4 проинвертированный импульс постуlIBBT на вход элемента И-НЕ 11, на выходе которого вырабатывается им750384 пульс, который поступает íà A - вкод триггера 8 и через элемент ИЛИ 14 поступает также на Р - вхоц триггера 9, устанавливая триггеры 8 и 9 в нулевое состояние. С выкодов триггеров

8 и 9 на вкод элемента И-HE 12 поступают запрещающие потенциалы, прекращая поступление импульсов с выхода генератора 13 на вход счетчика 15. B счетчике 15 фиксируется количество им- >0 пульсов, пропорциональное фаэовому сдвигу Ц

Таким образом, настоящее устройство, благодаря введению новых элементов и связей, отличается более высокой точ- 15 ностью преобразования при любом значе- нии фазового сдвига рабочего напряжения относительно опорного напряжения.

Сравнительные испытания данного устройства с известным показали, что пог- 20 решность преобразования сдвига фазы в цифровой код при применении изобретения в диапазоне углов от 0 до 180 не превышает погрешности известного устройства, а в диапазоне углов от 180 до

360О может быть уменьшена в )Q Ч 36% раэ, где — фазовый сдвиг рабочего напряжения относительно опорного в градусах; 30

- частота опорного напряжения в

Гц.

Это позволяет использовать устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код в преобразователях, в которых требуется высокая точность преобразова» ния в диапазоне углов от 0 до 360о.

Формула изобретения 40

Устройство для преобразования сдвига фазы в цифровой код, содержащее первый и второй формирователи входных сигналов, прн этом выход второго формирова-а теля соединен с первым входом первого элемента -HE, содержащее также второй я третий элементы И-НЕ, элемент:

НЕ и ИЛИ блок управления, генератор импульсов и счетчик, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в него введены первый, второй, третий, четвертый и пятый AS - триггеры, причем выкод первого формирователя вкоднык сигналов соединен со счетным входом первого триггера, первый выход которого подсоединен к входу блока управления и первому входу элемента ИЛИ, а второй выход — к

S - входам второго и пятого триггеров, Р - вход второго триггера соединен с первым выходом блока управления, а выход его - со вторым вкодом первого элемента H-HE, выход которого подключен к 5 - входу третьего триггера, A - вход которого соединен со вторым выходом блока управления, а выкод его - с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, соединенного своим входом с выходом второго формирователя входных сигналов, при этом выход второго эле мента И-HE соединен с A - входом чет,вертого триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с — входом пятого триггера, подключенного выходом к первому входу третьего элемента И-НЕ, 5 - вход четвертого триггера соединен с третьим выходом блока управления, а выход четвертого триггера соединен со вторым входом третьего элемента И-НЕ, третий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход — со входом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зверев А. E. и др. Преобразователи угловых перемещений в цнфровой код, Л. 1974, Энергии, с. 153-155.

2. Авторское =вкдетельство СССР

¹ 244735, кл (л 01 В 25/08, 1967 (прототип).