CS265760B1 - Zapojenie mikropočttačom naděného obvodu číslicovej regulácie a stabilizécie frekvencie - Google Patents

Description

265760 2

Vynález se týká zapojenia mikropočítačem riadeného obvodu čislicovej regulácie a stabi-lizácie frekvencie číslicovo riadených oscilátorov.

Doterajšie zapojenie podlá československého AO č. 243 792 pre číslicové stabilizáciufrekvencie pracuje tak, že binárně číslo z čítača je přivedené na vstup pamStového obvodu,výstupy z pamStového obvodu sú připojené na prednastavovacie vstupy čítača. V případe zapnutiastabílizačnej slučky sa načítaný údaj s požadovanou hodnotou frekvencie f zapíše do tohtoúdaja odpočítává meniaca sa skutočná hodnota frekvencie fQS- Podlá okamžitéj hodnoty znamien-ka rozdielu frekvenci! f a fQg vyhodnocovací obvod určí směr odchýlky a zpone příslušnýpródový zdroj. Časový interval zapnutia prúdového zdroja je úměrný velkosti odchýlky skutoč-nej hodnoty frekvencie od požadovanej. Prúdové zdroje zaístía zvSčšenie, resp. zmenšenienáboja na integračnom člene, a tým zmenia hodnotu regulačného napátia na výstupe obvodučislicovej stabilizácie frekvencie proporcionálně k velkosti frekvenčnej odchýlky.

Dynamická hodnota změny výstupného regulačného napStia je obmedzená pomerom maximálneja minimálnej dlžky časového intervalu zopnutia prúdových zdrojov (připojených na vstupintegrátora) a nie je ju možné měnit bez zmien obvodového riešenia. Obmedzuje teda regulačnýrozsah diskrétnych hodnůt regulačného napátia, a teda aj frekvenci! číslicovo riadenéhooscilátora. Programovým spósobom nie je možné měnit požadované hodnotu frekvencie, zároveňnie je možné programovo měnit rozlišovaciu schopnost, teda přesnost systému. Regulačnýobvod změní hodnotu výstupného regulačného napStia vždy proporcionálně k velkosti frekvenč-nej odchýlky, čo je nevyhovujéce pre reálne vo všeobecnosti nelineárně riadiace charakteris-tiky riadených oscilátorov, a tým predlžuje čas preladenia. Na indikovanie nastavenej astabilizovanéj hodnjty frekvencie je nutné používat externý čítač so zobrazovacou jednotkou.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojenie mikropočítačom riadeného obvodu čislicovej regu-lácie a stabilizácie frekvencie číslicovo riadených oscilátorov, podle vynálezu, ktoréhopodstata spočívá v tom, že vstupná svorka je připojená na signálový vstup vstupného obvodu,ktorého signálový výstup je připojený na vstup programovo ovládaného čítača obvodu časovacejlogiky, zároveň výstup programovatelného deliča frekvencie obvodu časovacej logiky, ktorýgeneruje referenčný interval načítavania odvodený z časovéj základné mikropočítača, jepřipojený na riadiaci vstup vzorkovania vstupného obvodu. Výstupy mikropočítača sú připojenéna riadiace a dátové vstupy preddeliča vstupného obvodu, na riadiace a dátové vstupy obvodučasovacej logiky a na příslušné vstupy číslicovo-analógového prevodníka, ktorého výstupje připojený na vstup prispósobovacieho obvodu. Výstup prispósobovacieho obvodu je připojenýna výstupné svorku, zároveň móže byt připojený na vstup analógovo-číslicového prevodníka,ktorého výstupy sú připojené na testovacie vstupy mikropočítača. Časová základňa mikropočítača může byt piadená z externého frekvenčného normálu.Komunikácia s mikropočítačovým systémom je zabezpečená pomocou obvodu styku, ktorý obsahujeklávesnicu a zobrazovaciu jednotku, připadne výstupy na komunikáciu s vyšším riadiacimsystémom. Mikropočítačový systém může byt rozšířený o externú pamSt programu, připadnezálohované pamHť dát. Výhodou zapojenia je, že umožní programovým spósobom zisťovať skutočnú hodnotu frekven-cie riadeného oscilátora s programovatelné zvolenou presnosťou a podlá velkosti frekvenčnejodchýlky měnit výstupné regulačně napStie v požadovanom dynamickom rozsahu, a tým riadita stabilizovat sledované hodnotu frekvencie. Mikropočítačový obvod sa móže programovýmspósobom prispĎsobovať riadenému oscilátoru s nelineárnou riadiacoé charakteristikou avolit tak optimálny režim preladovania. Pomocou obvodu styku je možné programové nastaveniepožadovanej hodnoty frekvencie a jej spatné zobrazovanie, zároveň zabezpečí dlhodobú stabilitunastavenej hodnoty frekvencie, ktorá odpovedá stabilitě časovéj základné mikropočítača,připadne stabilitě časovej základné použitého externého frekvenčného normálu.

Na priloženom výkrese obr. 1 je nakreslený ptíklad zapojenia mikropočítačom riadenéhoobvodu čísličovej regulácie a stabilizácie frekvencie podlá vynálezu. 3 265760

Zapojenie mikropočítačom riadeného obvodu číslicovej regulácie a stabilizácie frekvenciepozostáva zo vstupného obvodu 1, ktorý obsahuje vstupný zosilňovač a tvarovač, vzorkovacíobvod, a riadený preddelič; riadiaceho mikropočítača 2; programovatelného obvodu 2 časovacejlogiky, ktorý obsahuje programovo ovládaný čítač, programovatelný dělič frekvencie a programo-vatelný generátor časového intervalu. Vstupná svorka A je připojená na signálový vstup11 vstupného obvodu 1_, signálový výstup 14 z preddeliča vstupného obvodu 1_ je připojenýna vstup 31 čítača obvodu 2 časovacej logiky. Výstup 32 z deliča frekvencie obvodu 3 časovacejlogiky je připojený na riadiaci vstup 13 vzorkovania vstupného obvodu 2· Výstupy 21 mikro-počítača 2 sú připojené na riadiace a dátové vstupy 12 preddeliča vstupného obvodu 2· Výstupy22 mikropočítača 2 sú připojené na riadiace a dátové vstupy 33 obvodu 2 časovacej logikya na příslušné vstupy číslicovo-analo^gového prevodníka 4^, ktorého výstup je připojený navstup prispósobovacieho obvodu J5. Výstup z prispósobovacieho obvodu je připojený na výstupnásvorku B, zároveň móže byť připojený na vstup analogovo-číslicového prevodníka ktoréhovýstupy sú připojené na testovacie vstupy 23 mikropočítača 2. Příslušné vstupy 26 časovej základné mikropočítača 2 mÓžu byť napojené na výstupyexterného frekvenčného normálu 2· Mimkropočítač 2 móže byť cez výstupy 25 připojený k obvodu2 styku, ktorý obsahuje klávesnicu a zobrazovaciu jednotku, připadne komunikačné linkys vyšším riadiacim systémom, zároveň mikropočítač 2 móže byť cez výstupy 24 připojený naexternú pamSť 9.

Funkcia zapojenia podlá vynálezu je nasledujúca: po inicializácii mikropočítač 2 na-programuje dělič frekvencie (deliacim pomerom N ) , ktorý z referenčného signálu fre^ odvode-ného z časovej základné mikropočítača 2 generuje periodický vzorkovací signál s frekvenciou = ^ref/Nr' so vzor^ovacou periodou Tv = 1/f^, intervalem počítania a intervalem vy-hodnocovania Tv2, pričom + T^2 = Tv· PoČas intervalu počítania sa privedie zosilnený a tvarovaný vstupný signál s frekvenciou f cez vzorkovacie hradlo na vstup riadeného pred-deliča vstupného obvodu 2/ a potom na vstup 31 čítača obvodu 2 časovacej logiky. Po ukončenínačítavacieho intervalu T mikropočítač 2 programovým spósobom zistí odchýlky frekvencieΔ f θ strednej hodnoty frekvencie vstupného signálu fQ od požadovanéj hodnoty frekvencie fQp/na ktorú je riadený preddelič a čítač nastavovaný před začiatkom intervalu počítania. Počasvyhodnocovacieho intervalu Tv2 v závislosti od frekvenčnej odchýlky fQ mikropočítač 2zopne příslušné prúdové zdroje číslicovo riadenej nábojovej pumpy číslicovo-analdgovéhoprevodníka 4 integračného typu. Počas programovo generovaného časového intervalu Δ τ ,ktorý je tiež úměrný frekvenčnej odchýlke ΔfQ sa pripoja prúdové zdroje na vstup aktívnehointegrátora, ktorý je súčasťou číslicovo-analógového prevodníka £. Změnou náboja na integrač-ně j kapacitě sa změní výstupné regulačně napátie o hodnotu Δ u:

Au = ίΣι, kde: Au - velkost změny regulačného napStia na výstupe číslickovo-analogového prevodníka 4^úměrná frekvenčnej odchýlke; í Σ-k - výsledná hodnota prúdov "nábojovej pumpy" číslicovo-analógového prevodníka 4^závislá od rádovej velkosti frekvenčnej odchýlky Δ f ; C - hodnota integračnej kapacity aktívneho integrátora čislicovo-analogového prevod-níka i; Δτ= N2,Tref " Pro9ramovo generovaný časový interval generátorom časového intervalu (obvodu3 časovacej logiky), ktorého výstup je připojený na příslušný vstup číslicovo--analogového prevodníka £ cez spoločnú zbernicu, Tref referenčný signál odvodenýz časovej základné mikropočítača 2, N2 je kód pre generátor časového intervalu úměrnýhodnotě frekvenčnej odchýlky Δίθ; 265760 4 Z dalších alternatívnych riešení je možnost použit klasický číslicovo-analogový převodníkso sieťou R, 2R ovládaný mikropočítačom 2, pričom změna výstupného napStia číslicovo-analogo-vého prevodníka je úmergá frekvencnej odchýlkeAfQ. Výstup číslicovo-analogového prevodníka 4. je připojený na vstup prispósobovaciehoobvodu 5, v ktorom sa dolnopriepustným filtrom potlačia nežiadúce zložky vzorkovania azároveň sa impedančně príspósobí výstup obvodu číslicovej regulácie a stabilizácie frekvenciepodlá požiadaviek riadeného oscilátora.

SpStná vSzba z výstupu prispósobovacieho obvodu 5 cez analogovo-číslicový převodník6 na testovacie vstupy 23 mikropočítača 2 umožní zisťit okamžítú hodnotu regulačného napStiaUr a pri známej strmosti riadiacej charakteristiky oscilátora, připadne známej hodnoty napStiapre novů frekvencie mikropočítač 2 určí optimálny prírastok regulačného napStia +iu a jemuodpovedajúce hodnoty ±Σΐχ τ pre každý krok preladenia. Zapojenie sa tak stává adaptívnyma umožní v optimálnom režime preladovat oscilátory s nelineárnou riadiacou charakteristikou.

Ak mikropočítač 2 neobsahuje interný frekvenčný normál pre generovanie vlastnej časovejzákladné, alebo ak tento nevyhovuje, je na mikropočítač 2 připojený externý frekvenčnýnormál ktorý zaručí dlhodobú stabilitu časovej základné mikropočítača 2, z ktorej jegenerovaný referenčný interval načítavania, a tým zabezpečí dlhodobú stabilitu sledovanejhodnoty frekvencie fQ. Měnit hodnotu frekvencie fQ, připadne indikovat ju, je možné pomocou obvodu styku,ktorý obsahuje klávesnicu a zobrazovaciu jednotku, připadne komunikačně linky na komunikácius vyšším riadiacim systémom. Pomocou obvodu j! styku mdže mikropočítač 2 ovládat aj inefunkcie napr. prepínanie frekvenčných rozsahov, riadenia amplitúdy, automatické preladovanieatd.

Mikropočítačový systém je dalej možné rozšířit o externú pamSt £ programu, připadnedát, ktorá sa móže využit ako pamSt pevných (kanálových) frekvenci! alebo ako pamSt volitelnýchfrekvencií frekvenčněj předvolby.

Pri riadení oscilátorov s vysokou hodnotou frekvencie je potřebné vo vstupnom obvode1 použit preddelič s požadovanou hornou medznou frekvenciou, připadne zmiešavaním superpo-novat sledované pásmo frekvencie na takú hodnotu frekvencie, ktorú je schopný spracovat vstupnýobvod a na něho napojený čítač obvodu časovacej logiky 3^.

Mikropočítačom riadený systém číslicovej regulácie a stabilizácie frekvencie je možnévyužit ako přídavný číslicový spStnovSzobný systém v rádioelektronických zariadeniach akosú napr. rozhlasové a televízne přijímače, vysielače, signálně generátory, ktoré obsahujúriadený oscilátor s lineárnou alebo nelineárnou riadiacou charakteristikou, u ktorých jenutné zabezpečit vysokú dlhodobú stabilitu frekvencie a možnost preladovania frekvenciev požadovanom rozsahu s malým krokom změny frekvencie porovnatelným s hodnotou krátkodobéhodrivtu riadeného oscilátora.

Claims (5)

1. 5 265760 PREDMET VYNÁLEZU

   1. Zapojenie mikropočítačom riadeného obvodu číslicovej regulácie a stabilizácie frekvenciečíslicovo riadených oscilátorov pozostávajúce z mikropočítače, vstupných, výstupných a podpornýchobvodov vyznačuje sa tým, že vstupná svorka (A) je připojená na signálový vstup (11) vstupného obvodu(1) , ktorého signálový výstup (14) je připojený na vstup (31) čítača obvodu (3) časovacej logiky, záro-veň výstup (32) deliča frekvencie obvodu (3) časovacej logiky je připojený na riadiaci vstup (13)vstupného obvodu (1) , výstupy (21) mikropočítače (2) sú připojené na riadiace a dátové vstupy (12) vstupného obvodu (1), výstupy (22) mikropočítača (2) sú připojené na riadiace a dátové vstupy (33)obvodu (3) časovacej logiky a na příslušné vstupy číslicovo-analo'gového prevodníka (4)spoločnou zbernicou, výstup číslicovo-analogového prevodníka (4) je připojený na vstupprisposobovacieho obvodu (5), ktorého výstup je připojený na výstupnú svorku (B).
2. 2. Zapojenie podlá bodu 1, vyznačuje sa tým, že výstup prisposobovacieho obvodu (5)je připojený na vstup analogovo-čislicového prevodníka (6), ktorého výstupy sú připojenéna testovacie vstupy (23) mikropočítača (2).
3. 3. Zapojenie podlá bodu 1, vyznačuje sa tým, že výstupy externého frekvenčného normálusú připojené na příslušné vstupy (26) časovej základné mikropočítača (2),
4. 4. Zapojenie podlá bodu 1, vyznačuje sa tým, že výstupy (25) mikropočítača (2) súpřipojené na vstupy obvodu (8) styku.
5. 5. Zapojenie podlá bodu 1, vyznačuje sa tým, že výstupy (26) mikropočítača (2) súpřipojené na vstupy pam&te (9) . 1 výkres