NL7905540A

NL7905540A - Fasevergelijkschakeling.

Info

Publication number: NL7905540A
Application number: NL7905540A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-07-17
Filing date: 1979-07-17
Publication date: 1981-01-20
Also published as: CA1152581A; DE3026715A1; JPS5617518A; GB2054298A; GB2054298B; DE3026715C2; JPS644373B2; FR2461957A1; FR2461957B1; US4358736A

Description

; » PHN 9539 1 Ί N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven Fasevergelijkschakeling

De uitvinding heeft betrekking op een fasever-gelijkschakeling met een eerste ingang voor het ontvangen van een eerste impulsreeks, een tweede ingang voor het ontvangen van een tweede impulsreeks, een zaagtandgenerator 5 en een eerste bemonsteringschakeling voor het op commando van de impulsen van de eerste impulsreeks bemonsteren van het signaal op een uitgang van de zaagtandgenerator.

Bij een dergelijke bekende fasevergelijkschake-ling wordt de zaagtandgenerator door de impulsen van de 10 tweede impulsreeks telkens gestart. Een telkens na een impuls uit de tweede impulsreeks optredende impuls uit de eerste impulsreeks bemonstert het uitgangssignaal van de zaagtandgenerator en het verkregen monster is een maat van het faseverschil tussen beide impulsen. Om ook het fase-15 verschil met véérijlende impulsen uit de eerste impulsreeks (negative fase) te kunnen bepalen worden de impulsen van de eerste impulsreeks vertraagd met een duur overeenkomend met de helft van de periodeduur van de tweede impulsreeks toegevoerd aan de eerste bemonseringsschakeling.

2° Bij een faseverschil gelijk aan nul komt dan het door de eerste bemonsteringsschakeling genomen monster overeen met de waarde van de door de zaagtandgenerator gegenereerde zaagtand op de helft van de periodeduur van die zaagtand.

De bezwaren die aan deze bekende fasevergelijk-25 schakeling kleven zijn, dat de nauwkeurigheid van de fase-detektie van faseverschillen rond nul bepaald wordt door de onderlinge gelijkheid van genoemde tijdvertraging en de halve periode van de zaagtand en dat bij gebruik van een vaste tijdsvertraging de fasevergelijkschakeling slechts 30 geschikt is voor één bepaalde frequentie van de impulsreeksen omdat afwijkingen van die frequentie een verloop van genoemde waarde van de verkregen monsters bij een faseverschil gelijk aan nul tot gevolg heeft.

790 5 5 40 Γ PHN 9539 2 r

De uitvinding beoogt een fasevergelijkschakeling van het in de aanhef genoemde type waaraan genoemde bezwaren niet kleven en wordt daartoe gekenmerkt door een tweede bemonsteringsschakeling voor het op commando van de im-g pulsen van de tweede impulsreeks bemonsteren van het sigreal-op de uitgapg van de zaagtandgenerator, een schakeling voor het bepalen van het verschil tussen de door de eerste en de tweede bemonsteringsschakeling genomen monsters en middelen voor het kopplen van de fase van de zaagtandgenerator aan 10 de fase van de tweede impulsreeks.

Doordat bij een faseverschil gelijk aan. nul beide bemonsteringsschakelingen gelijktijding een gelijk monster nemen is het verschil tussen deze monsters gelijk aan nul. Deze nulwaarde wordt niet door verloop van de amplitude van 15 de zaagtand beïnvloed. Verloop van de amplitude van de zaagtand beinvloed slechts relatief de fout in de fasevergelij-king omdat deze fout evenredig is met het faseverschil.

Om een maximaal bereik van de fasevergelijking naar beide richtingen (positief en negatief faseverschil) 20 te handhaven en tevens om de genoemde koppeling te realiseren kan de fasevergelijkschakeling volgens de uitvinding nader gekenmerkt .worden doordat de zaagtandgenerator door het uitgangssignaal van de tweede bemonsteringsschakeling qua herhalingsfrequentie bestuurd wordt door het vergrende-25 len van de fase van de zaagtandgenerator aan de fase van de tweede impulsreeks.

Hierdoor kan bereikt worden dat de impulsen van de tweede impulsreeks nagenoeg op de helft van de periode van de zaagtand optreden.

30 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen waarin

Fig. 1 een bekende fasevergelijkschakeling toont,

Fig. 2 een fasevergelijkschakeling volgens de uitvinding toont en 35 Fig 3 enige signaalvormen ter verklaring van de werking van de schakeling volgens figuur 2 toont.

Fig. 1 toont een bekende fasevergelijkschakeling.

790 5 5 40 PHN 9539 3

Deze heeft een eerste ingang 1 en een tweede ingang 2 voor ontvangst van een eerste (V^) respectievelijk tweede (Vg) impulsreeks. In een motorregelsysteem kan bijvoorbeeld impulsreeks Vg een referentieimpulsreeks zijn en impulsreeks 5 VA een van een tachogenerator afkomstige impulsreeks.

Ingang 2 is verbonden met een zaagtandgenerator 3 die telkens bij het optreden van een impuls aan ingang 2 teruggesteld -wordt. Ingang 1 is via een tijdvertragingsnetwerk 6, dat een tijdvertraging gelijk aan de helft van de nominale 10 periodeduur van de zaagtand Yg aan de uitgang van zaagtandgenerator 3 geeft, verbonden met de stuuringang van een (elektronische) schakelaar 4 die telkens bij het optreden van een impuls een bemonsteringscondensator 5 verbindt met de uitgang van de zaagtandgenerator 3· De spanning op con-15 densator 5 kan van een uitgang 7 afgenomen worden.

De werkingswijze van de schakeling volgens figuur 1 is als volgt. Een op ingang 2· optredende impuls uit impulsreeks Vg start de generatie van een zaagtand. Als op een bepaald moment tengevolge van het optreden van een im-20 puls uit impulsreeks schakelaar 4 kortstondig gesloten wordt wordt de spanning op condensator 5 en dus aan uitgang 7 gelijk aan de waarde van de zaagtand op dat moment. Die waarde is lineair evenredig met het tijdverschil tussen het moment van starten van die zaagtand en het moment van bemon— 25 steren van de zaagtand. Dit tijdsverschil minus de tijdsvertraging van netwerk 6 is evenredig met het faseverschil tussen de impulsreeksen en Vg waarbij bij een faseverschil gelijk aan nul de waarde van de zaagtand op de helft vein de periodeduur bemonsterd wordt, mits de vertragingstyd 30 van netwerk 6 met de helft van de periodeduur overeenstemt.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvoorbeeld van een fasevergelijkschakeling volgens de uitvinding. In tegenstelling tot bij de schakeling volgens figuur 1 wordt de zaagtandgenerator 3 niet door impulsreeks Vg gestuurd 35 maar door een oscillator 11, Het is daarbij ook mogelijk om een zelf oscillerende zaagtandgenerator te gebruiken. Verder omvat de schakeling volgens figuur 2 in vergelijking 790 5 5 40 Γ ΡΗΝ 9539 k met die volgens figuur 1 een tweede bemonsteringsschakeling met een bemonsteringscondensator 9 en een schakelaai*-8 tussen die condensator 9 en de zaagtandgenerator 3· Deze schakelaar 8 wordt op commando van de impulsen van impulsreeks 5 Vg telkens kortstondig gesloten. De beide bemonsterings-condensatoren 5 en 9 zijn via een verschilversterker 10 met de uitgang 7 verbonden.

Ter verklaring van de werking van de fasevergelijks chake ling volgens figuur 2 toont figuur 3 het verloop 10 van de uitgangsspanning VG van de zaagtandgenerator 3 als funktie van de tijd, een voorbeeld van de irapulsreeks V^ op ingang 1 en een voorbeeld van de impulsreeks Vg op ingang 2. Op een bepaald' moment t^ start een periode van de zaagstand Y„. Op moment t0 treedt er een impuls in het sig- 15 0 ^ naai V^ aan ingang 1 op en condensator 5 wordt geladen tot de spanning Vq die de zaagtand Vg op dat moment heeft. Op moment t0 treedt een impuls in het sigriaal V„ aan ingang 3 n 2 op en condensator 9 wordt geladen tot de spanning die de zaagtand Ve op dat moment t_.heeft. De spanning aan uit-20 o j gang 7 wordt daardoor gelijk aan A(v^ - V^ ) met A de ver- sterkingsfaktor van versterker 10. Deze spanning is een maat ' voor het verschil t^-t^ en dus voor het faseverschil tussen beide impulsreeksen V^ en Vg. De schakeling detekteert ook faseverschillen in de andere richting zoals figuur 3 verdui-25 delijkt waar op moment t^ een impuls in impulsreeks Vg optreedt en daarna op moment t^ eem impuls in impulsreeks V^. De uitgangsspanning van versterker 10 wordt op moment tegelijk aan A(Vq-V2).

De amplitude van de zaagtand beïnvloed slechts .30 relatief de fasedetektie. Bij een faseverschil gelijk aan nul worden beide condensatoren 5 en 9 tot dezelfde spanning opgeladen is de uitgangsspanning van de versterker 10 dus nul volt, ongeacht de amplitude van de zaagtand Vg.

De schakeling is tevens relatief ongevoelig voor 35 het wegvallen van impulsen uit de impulsreeksen V^ en Vg, omdat de bijbehorende bemonsteringscondensator 5 °f 9 dan de laatst gemeten spanning blijft behouden.

790 5 5 40 PHN 9539 5 Λ

Op de momenten t^, t^ en t^ is het optreden van impulsen uit impulsreeks steeds halverwege de periode van de zaagtand Vg gekozen. Wanneer dit niet zo is, zoals weergegeven op de momenten t^ en tg wordt het "bereik waar-5 "binnen het faseverschil met impulsen uit de impulsreeks Vg foutloos kan worden bepaald naar één van beide richtingen (positief of negatief) verkleind. Om dat te voorkomen is de oscillator 11 een spanningsgestuurde oscillator die in stabiliserende zin via een versterker 12 met de spanning over condensator 5 wordt gestuurd. Neemt de spanning over condensator 5 toe, wat veroorzaakt wordt doordat de impulsen uit impulsreeks na de eerste helft van de periodeduur van de zaagtand Vg optreden, dan daalt de stuurspanning voor oscillator 11 en daarmee de herhalingsfrequentie van ^ de zaagtand Vg en wordt de periodeduur van de zaagtand vergroot. Bij een afname van de spanning over condensator 5 geschiedt het tegenovergestelde. Op deze wijze wordt de zaagtandgenerator 3 zodanig gestuurd dat de middens van de perioden van de zaagtand Vg samenvallen met de impulsen van 20 impulsreeks V^. Hierdoor loopt tevens de herhalingsfrequentie van de zaagtand Vg mee met de herhalingsfrequentie van impulsreeks V^. Een alternative mogelijkheid is om de zaagtandgenerator 3 vanuit ingang 1 met vertraagdeimpulsen uit impulsreeks V telkens te starten, waardoor de fase van de oc zaagtandgenerator eveneens in bepaalde mate met de fase van de impulsreeks V^ gekoppeld is.

30 35

V

790 5 5 40

Claims

1. Fasevergelijkschakeling met een eerste ingang voor het ontvangen van een eerste^impulsreeks, een tweede ingang voor het ontvangen van een tweede impulsreeks, een zaagtandgenerator en een eerste bemonsteringsschakeling voor 5 het op commando van de impulsen van de eerste impulsreeks bemonsteren van het signaal op een uitgang van de zaagtandgenerator, gekenmerkt door een tweede bemonsteringsschake-ling voor het op commando van de impulsen van de tweede impulsreeks bemonsteren van het signaal op de uitgang van 10 de zaagtandgenerator, een schakeling voor het bepalen van het verschil tussen de door de eerste en de tweede bemon-steringsschakeling genomen monsters en middelen voor het koppelen van de fase van de zaagtandgenerator aan de fase van de tweede impuls-reeks.

2. Fasevergelijkschakeling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de zaagtandgenerator door het uitgangssignaal van de tweede bemonsteringsschakeling qua herhalings-frequentie bestuurd wordt voor het vergrendelen van de fase van de zaagtandgenerator aan de fase van de tweede impuls- 20 reeks. 4 25 30 „ 35 790 5 5 40