SU1083361A1 - Фазочувствительный преобразователь напр жение-код - Google Patents

Abstract

ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-КОД, содержащий . измерительный частотный прео6разова тель, реверсивный счетчик импульсов и блок управлени , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и увеличени  чувствительности , в него введены посто нный запоминающий блок и цифровой сумматор, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика импульсов, причем выход измерительного частотного преобразовател  соединен с входной клеммой запуска цифрового , информационные входы которого соединены с выходами посто нного запоминающего блока, а блок управлени  соединен своими выходами с цифровым сумматором и посто нным запоминаюпдам блоком . (Л С

Description

ОС

00 со

О)

tf. 7

Изобретение относитс  к электрлческим измерени м в диапазонах :1Нфранизких и звуковых частот, предназначено дл  преобразовани  в цифровой код составл ющей переменного напр жени , синфазной первой гармонике опорного сигнала, и может быть использовано при экспериментальном определении амплитудно-фазовых частотных характеристик четырехполюсников, при акустических измерени х, исследовани х в области систем автоматического управлени  и регулировани , в геофизике, биофизике, океанологии и т.д.

Известен цифровой анализатор, в котором используетс  преобразование Фурье дл  определени  интегральных характеристик низкочастотных сигналов , в частности их квадратурных ком .понент t ОНедостатком указанного устройства  вл етс  сложность его функциональны узлов.

Метрологические характеристики анализатора приемлемы, если его умножитель оперирует с 50-разр дными двоичными числами. Построение подобного цифрового умножител  дл  экономи-;лого полевого прибора трудно осу|цествить даже при использовании современной микроэлектрониой базы. Усложн ет устройство также и наличие в его составе высокоточного аналогоцифрового преобразовател .

Известен фазочувствительный преобразователь напр жение - код, в котором осуществл етс  промежуточное прев)ащение входного сигнала в частоно-модулированную импульсную после-Q довательность, содержащий измерительный частотный преобразователь, реверсивный счетчик импульсов, блок управлени , отсчетное устройство, делитепь частоты, включенный между измерительным частотным преобразователем и реверсивным счетчиком импульсов , блок управлени , содержащий элемент ИЛИ, элементы совпадений и соединенные последовательно триггерные  чейки, выходы которых соединены с элементами совпаденийj причем один из входов какдого элемента совпадени  соединен .с соответствующим выходом делител  частоты а выходы элементов совпадени  - с элементом ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика импульсов , вход управлени  последнего соединен с выходом последней триггерной  чейки узла управлени .

Преобразователь вырабатывает цифровой код, пропорциональный скал рному произведению векторов входного напр жени  и опорного сигнала. Вектор коммутации R(Sii| устройства кусочно-посто нна  нечетна  функци  времени.

G помощью данного преобразовател  можно выбирать длительности интервалов посто нства ) и относительные величины ее ступеней дл  уничтожени  паразитных полос пропускани  системы на частотах заданных гармоник преобразуемого напр жени  23.

Однако известное устройство отличаетс  сложностью и малой чувствительностью .Усложн ет устройство наличие в нем делител  частоты с переменным коэффициентом делени , который относительно различных выходов должен равн тьс  2, 8794; 1, 5321; 1, 1371 и 1,0000. При этом делитель частоты должен содержать нар ду с собственно делител ми еще и широкодиапазонные умножители частоты, что усложн ет преобразователь в целом.

Мала  чувствительность устройства про вл етс  при исключении из делител  частоты умножителей частоты. В этом случае коэффициенты пересчета делител  могут быть 9, 5 и А. Система с подобным делителем частоты имеет чувствительность в 4 раза меньшую потенциальной чувствительности, определ емой крутизной модул ционной характеристики используемого в устройстве измерительного частотного преобразовател .

Цель изобретени  - упрощение конструкции и увеличение чувствитель-,: ности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фазочувствительный преобразователь напр жение-код, содержащий измерительный частотный преобразователь , реверсивный счетчик импульсов и блок управлени , введены посто нный запоминающий блок и цифровой сумматор, выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика импульсов , причем выход измерительного частотного преобразовател  соединен входной клеммой запуска цифрового умматора, информационные входы коорого соединены с выходами посто н-, ого запоминакнцего блока, а блок управлени  соединен своими выходами с сумматором и посто нным запоминающим блоком. На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временные диаграммы его работы. Устройство .содержит входную клемму 1 обрабатываемого сигнала, клемму 2 сброса, измерительный частотный преобразователь 3, посто нный запоминающий блок 4, блок 5 пам ти с последовательной выборкой, регистр 6, цифровой сумматор 7, входную клем му 8 запуска цифрового сумматора, входную информационную клемму 9 сумматора ,.входную управл ющую клемму 10 сумматора, блок 11 управлени , ре версивньй счетчик 12 импульсов и выходную клемму 13-. Входна  клемма 1 соединена с входом измерительного частотного преобразовател  3, выход которого соединен с клеммой 8 сумматора. Клемма 2 сброса соединена с входами сброса 1щфрового сумматора 7, реверсивного счетчика 12 и блока 11 управлени . Первый вь1ход блока 11 управлени  соединен с входом блока 5 пам ти выход которого соединен с входом регистра 6, выходом соединенного с входной информационной клеммой 9 сумматора 7. Второй выход блока 11 соединен с входной управл ющей клеммой 10 сумматора. Выход переполнени  сумматора 7 соединен с входом суммиг ровани  реверсивного счетчика 12, а выход заема - с входом вычитани . Источник обрабатываемого напр жени  (не показан) через: измерительный частотный преобразователь 3 соединен с входом Запуск цифрового сумматора 7, информационные клеммы 9 которо го через регистр 6 подключены к блоку 5. Выходы сумматора 7 подсоединен к входам счетчика 12. Блок 11 управлени  потенциалами Y и 2 своих выходов задает режимы работы блока 4 и сумматора 7. Перед началом цикла преобразовани  (при ) производитс  сброс счетчика 12, сумматора 7 и счетчиков блока 11 в нулевое состо ние. В это врем  на клемме 1 присутствует обрабатываемое напр жение (ftt+ где и„. и Я - соответственно амплитуда и кругова  частота, а f - сдви фазы этого напр жени  относительно первой гармоники сигнала У (фиг.2) вырабатываемого блоком 11. С помощью 1 1 преобразовател  3 входное напр жение преобразуетс  в последовательность импульсов с частотой w(52t) uiot U 5in{5 4 4). где Юр и k - соответственно центральна  частота и крутизна модул ционной характеристики измерительного частотного преобразовател  (фиг.2). На вход блока 5 пам ти подводитс  сигнал управлени  Y (фиг.2). По каждому импульсу из блока 5 выводитс  очередной операнд М., который запоминаетс  в регистре 6 на интервал времени, заканчивающийс  с приходом следующего импульса Y, . Временна  зависимость кода М (2Sli ), подаваемого на информационные входы сумматора 7, иллюстрируетс  соответствующей эпюрой (фиг.2). На графике функции M(2flt) символами М., М- и М обозначены относительные величины ее ступенек. Фазовые углы ai , об, и cL отвечают моментам скачкоЬ этой функции. Дл  одной из модификаций преобразовател  ,4450; М 0,8019; Мэ 1,0000 и об, 5-, 0,. 5-, 5,, 5Л/14. . V3 В качестве сумматора 7 используетс  реверсивный цифровой сумматор накапливающего типа. По каждому Импульсу , генерируемому преобразователем 3 и поступающему на вход Запуск сумматора 7, последний производит алгебраическое суммирование кода, присутствующего на его информационных входах , с собственным содержимым, накопленным к этому моменту времени. Режимы работы сумматора 7 задаютс  потенциалом Y (фиг.2) блока 11. При Y2 логическа  1 цифровой сумматор работает в режиме суммировани , а при Y2 логический О - в режиме вычитани . Импульсы переполнени  сумматора 7, возникающие на одном из его выходов при суммировании, подвод тс  к входу суммировани  счетчика 12. Импульсы переполнени  сумматора 7, работающего в режиме вычитани , поступают на аналогичный вход счетчика 12, свыхода которого снимаетс  код, пропорциональный искомой компоненте входного напр жени , синфазной первой гармонике управл ющего потенциала .Y/ или первой гармонике вектора коммутации R(()/(Y2-Y2) преобразовател , где Y2 - продукт

, $10833616

инверсии сигнала Yj . Эпюра R( преобразуетс  мнима  составл юща  представлена на фиг,2.входного сигнала N (0,508/Й )«

Содержимое N(Sli I счетчика 12 . Ч .

измен етс  в соответствии Таким образом, предлагаема  систес интегралом i 5 ма осуществл ет фазочувствительное

N( u(flt|ft(SJt . преобразование переменного напр жени  в цифровой код. Введение в ее состав

При оговоренных вьше значени х М -М тора позвол ет упростить фазочувстви ступеней функции M 2Sl-t) и величинах О тельный преобразователь и увеличить углов dL.o( разложение в р д Фурье ; его чувствительность по сравненшб с вектора коммутации имеет следук ций прототипом. Упрощение достигаетс  завид: меной уникального, сложного и громоздR (Slt) «1,0176inS t- TS Sin 13Sli- TC переменным козффициентом делени  . . подход щим типовым ци(|фовым сумматол S1 г IJ лет т # I,,, ,

„.ром из р да ЦС, выпускаемых в виде

В этих услови х результат фазочув-g,. Запоминаю;ее устройство реалиствнтельного преобразовани  первой например, на нескольких корпугармоники входного сигнала мультиплексоров - переключателей

2f/flСИС и не усложн ет систему в целом.

N М/ Э4-1/+- /О ГУказанные отличи  позвол ют уве0 1« l/t-/ /ii r , I jtWjj+ Uj sinit ичить чувствительность преобрааова Отел , так как величину, например,

/СЭ4. ш1 сэ JA 0508 . (фиг. 2) можно всегда положить

x iiCt+fJJsinSZtdtz- kOj COSV . ,равной единице и свободно задать треВысшие гармоники обрабатываемого на-функции M(2Si) без учета ограничений,

пр жений с но1«ерами 3-11, 17-25 икоторые накладывает структура делитеТ .Д., которые могут присутствовать в зол  частоты прототипа. Дл  модификасоставе Ugx(.t) . не создают погреш-ции известного устройства, делитель

нести преобраэовани , так как соот частоты которого имеет коэффициенты

ветствующие спектральные компонентыпересчета 9,5 и А, величина М сос разложении дп  ,,R(Slt) равнытавл ёт лишь 1/4, что приводит к

нулю.- J,уменьшению его чувствительности в

При сдвиге функции М(2ЯО и потен-4 раза по сравнению с предлагаемым

V2 на врем  7f/2 S2 в код N устройством.

запоминающего блока и цифрового сумма . кого нестандартного делител  частоты

значени -других ступеней Us,(t) a)(t) I Г I 11 Li I НГ -LJr ,. f1(2Sit) H ./(litj /(Slt) Xft(7 Ч. / 1 1 Ill I J

Claims (1)

1. ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЕ-КОД, содержащий . измерительный частотный преобразователь, реверсивный счетчик импульсов и блок управления, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения чувствительности, в него введены постоянный запоминающий блок и цифровой сумматор , выходы которого соединены с входами реверсивного счетчика импульсов, причем выход измерительного частотного преобразователя соединен с входной клеммой запуска цифрового сумматора, информационные входы которого соединены с выходами постоянного запоминающего блока, а блок управления соединен своими выходами с цифровым сумматором и постоянным запоминающим блоком. _о

   S ω

   Фаг. 1 >

   1 1083361