SU1337811A1 - Phase difference-to-voltage converter - Google Patents

Phase difference-to-voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU1337811A1
SU1337811A1 SU864032843A SU4032843A SU1337811A1 SU 1337811 A1 SU1337811 A1 SU 1337811A1 SU 864032843 A SU864032843 A SU 864032843A SU 4032843 A SU4032843 A SU 4032843A SU 1337811 A1 SU1337811 A1 SU 1337811A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
voltage
converter
inputs
Prior art date
Application number
SU864032843A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аврум Меерович Фиштейн
Original Assignee
Институт Физики Им.Л.В.Киренского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Физики Им.Л.В.Киренского filed Critical Институт Физики Им.Л.В.Киренского
Priority to SU864032843A priority Critical patent/SU1337811A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1337811A1 publication Critical patent/SU1337811A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области радиоизмерительной техники. В сочетании с вольтметром предлагаемый преобразователь может быть использован как фазометр, а в сочетании с самописцем , аналого-цифровым преобразователем - в системах автоматической обработки информации. Устройство содержит усилители-ограничители 1 и 2, формирователи 3, 4 и 6 импульсов, интегратор 5, триггеры 7 и 8, релаксатор 9, преобразователь 10 скважность - напр жение. Применение электронно-коммутируемого двухканального формировател  импульсов управлени  триггерами позволило резко повысить быстродействие устройства по сравнению с известньм. Кроме того, в устройстве повышена верхн   частота преобразовани  без использовани  преобразовани  частоты и понижен минимальный уровень входных сигналов до 100 мкВ за счет повышени  помехоустойчивости системы, введени  дополнительного фазового сдвига. Получена верхн   рабоча  частота пор дка 60 МГц без применени  гетеродиниро- вани . 3 ил. i (Л 00 со 00This invention relates to the field of radio metering technology. In combination with a voltmeter, the proposed converter can be used as a phase meter, and in combination with a recorder, an analog-digital converter, in systems of automatic information processing. The device contains amplifiers-limiters 1 and 2, shapers 3, 4 and 6 pulses, integrator 5, triggers 7 and 8, relaxer 9, converter 10, duty cycle - voltage. The use of an electron-commutated two-channel driver for controlling triggers made it possible to drastically increase the speed of the device as compared with lime. In addition, the device raises the upper frequency of the conversion without using frequency conversion and lowers the minimum input signal level to 100 µV by increasing the noise immunity of the system and introducing an additional phase shift. An upper operating frequency of about 60 MHz was obtained without heterodyning. 3 il. i (L 00 with 00

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано в сочетании с вольтметром в качестве фазометра, а в сочетании с самописцем, аналого-цифровым преобразователем - в системах автоматической обработки информации.The invention relates to a radio measuring technique and can be used in combination with a voltmeter as a phase meter, and in combination with a recorder, an analog-to-digital converter in automatic information processing systems.

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  малых разностей фаз при зашумленных входных сигналах и обеспечение след щего режима преобразовани  разности фаз в напр жение.The purpose of the invention is to improve the accuracy of converting small phase differences with noisy input signals and to provide a follow mode for converting phase difference into voltage.

На фиг,1 приведена функциональна  схема предлагаемого преобразовател ; на фиг с 2 и 3 - диаграммы напр жений, по сн ющие его работу.Fig, 1 shows a functional diagram of the proposed Converter; FIGS. 2 and 3 are voltage diagrams explaining its operation.

Преобразователь разности фаз в напр жение содержит усилители-ограничители 1 и 2, формирователи 3 и 4 импульсов , интегратор 5, формирователь 6 импульсов, триггеры 7 и 8, релаксатор 9 и преобразователь 10 скважность - напр жение.The phase difference to voltage converter contains amplifiers-limiters 1 and 2, shapers 3 and 4 pulses, integrator 5, shaper 6 pulses, triggers 7 and 8, relaxer 9, and converter 10 duty cycle - voltage.

Входами преобразовател   вл ютс  входы усилителей-ограничителей 1 и 2 выходами соединенных соответственно с входами первого, второго и третьего формирователей 3, 4 и 6 импульсов. Формирователь 6 импульсов выходом через последовательно соединенные интегратор 5 и релаксатор 9 соединен с вторым входом.первого формировател  3 импульсов и третьим входом преобра- зовател  10 скважность - напр жение. Первый формирователь 3 импульсов первым выходом соединен с первым входом триггера 7, а вторым выходом - с первым входом триггера 8. Второй форми- рователь 4 импульсов первым выходом соединен с вторым входом триггера 7, а вторым выходом - с вторым входом триггера 8. Выходы триггеров 7 и 8 соединены соответственно с первым и вторьвч входами преобразовател  10 скважность - напр жение, выход которого  вл етс  выходом преобразовател  разности фаз в напр жение.The converter inputs are the inputs of the limiting amplifiers 1 and 2, the outputs of 3, 4, and 6 pulses connected to the inputs of the first, second, and third drivers, respectively. The pulse shaper 6 is outputted through a series-connected integrator 5 and relaxer 9 connected to the second input. The first shaper 3 pulses and the third input of the inverter 10 are the duty cycle - voltage. The first driver 3 pulses the first output is connected to the first input of the trigger 7, and the second output to the first input of the trigger 8. The second driver 4 of the pulses the first output is connected to the second input of the trigger 7, and the second output to the second input of the trigger 8. The outputs of the triggers 7 and 8 are connected respectively to the first and second inputs of the converter 10, the duty ratio - voltage, the output of which is the output of the phase difference to voltage converter.

Преобразователь разности фаз в на- пр жение работает следуюцщм образом.The phase difference to voltage converter operates as follows.

Входные сигналы U, и U (фиг.2с1, 5) усиливак)тс  и ограничиваютс  усилител ми-ограничител ми 1 и 2. Выходное напр жение усилител -ограничител  1 (фиг.2Ь), фронты которого соответствуют переходам через нуль входного сигнала U, {фиг.2а), поступает на вход -формировател  3 импульсов, выходные импульсы которого (фиг.2а,е) соответствуют фронтам выходного напр жени  усилител -ограничител . При измерении разностей фаз, удаленных от О и 360 , импульсы, показанные на фиг.2а, поступают на шину а , а импульсы , показанные на фиг.2е - на шину &. Выходное напр жение усилител - ограничител  2 (фиг.2-г) поступает на вход формировател  4 импульсов. Выходные импульсы этого формировател  (фиг.2ж,О соответствуют переходам через нуль сигнала Uj (фиг.25). Импульсы , показанные на фиг.2ж, поступают на шину % , импульсы, показанные на фиг. 2 г - на шину z . Триггеры 7 и 8, на которые поступают импульсы по шинам о и , 5 иг соответственно формируют импульсы, длительность которых равна временному интервалу между переходами через нуль в одном направлении сигналов и и Uj, длительностью ut,, и At t4-tj (фиг.2ц, к) . Выходные сигналы с триггеров ступают на входы преобразовател  10 скважность - напр жение, который вырабатывает напр жение, пропорциональное (ut,+ut,)/2Т, т.е. обратно пропорциональное усредненной скважности импульсных последовательностей с вы- ходов триггеров (Т - период сигналов и , и U2) .The input signals U, and U (Figs 2c1, 5) are amplified) and limited by amplifiers-limiters 1 and 2. The output voltage of the amplifier-limiter 1 (Fig.2b), the fronts of which correspond to zero crossing of the input signal U, (FIG. 2a) is fed to the input of the impulse generator 3 pulses, the output pulses of which (FIGS. 2a, e) correspond to the fronts of the output voltage of the amplifier-limiter. When measuring the phase differences remote from O and 360, the pulses shown in Fig. 2a are sent to bus a, and the pulses shown in Fig. 2e to the bus &. The output voltage of the amplifier - limiter 2 (Fig.2-g) is fed to the input of the driver 4 pulses. The output pulses of this driver (Fig. 2g, O correspond to zero crossing of the signal Uj (Fig. 25). The pulses shown in Fig. 2g go to the bus%, the pulses shown in Fig. 2g to the bus z. Triggers 7 and 8, to which impulses are sent along buses o and 5 i, respectively, generate impulses whose duration is equal to the time interval between zero-crossing in one direction of signals and Uj, duration ut ,, and At t4-tj (FIG. 2c, to ). The output signals from the flip-flops go to the inputs of the converter 10 duty cycle - the voltage that the The voltage is proportional to (ut, + ut,) / 2Т, i.e., inversely proportional to the average duty cycle of the pulse sequences from the outputs of the trigger (T is the period of the signals and, and U2).

С выходов усилителей-ограничителей 1 и 2 сигналы (фиг.28,г) поступают также на входы формировател  6 импульсов , реализующего операцию НЕТ-И (возможный вариант выполнени  этой операции: один из сигналов, показан- ньгх на фиг. 2 В, г, инвертируетс  и вместе с другим сигналом поступает на схему И). На выходе формировател  6 импульсов вырабатываетс  последовательность импульсов, длительность которых равна временному интервалу, в течение которог о положительное напр жение сигнала U, совпадает с отрица- тельнь1м напр жением U или положительное напр жение U совпадает с отрицательным напр жением U(, Импульсные последовательности с выхода формировател  6 импульсов (длительность импульсов в этих последовательност х равна ut, или иt) поступают на вход интегратора 5. Усилители-ограничители 1 и 2, формирователь 6 импульсов и интегратор 5 образуют фазометричес- кий преобразователь разность фаз напр жение , реализующий принцип работы фазометров с перекрытием. Зависимость выходного напр жени  интегратора от разности фаз между U, и lU показана на фиг. За. По уровн м и и срабатывает релаксатор 9, вход которого соединен с выходом интегратора . Выходное напр жение релаксатора, зависимость которого от разности фаз между и, и и показана на фиг.35, поступает на управл ющий вход коммутируемого формировател  3 импульсов и преобразователь 10 скважность - напр жение . При напр жени х на входе релаксатора, меньших u , на его выходе устанавливаетс  высокий логический уровень напр жени , а при напр жени х , больших и , релаксатор возвращаетс  в состо ние с низким логи- ческим уровнем выходного напр жени . Если сигналы зашумлены, то изломы на фиг,За отсутствуют зависимость выходного напр жени  интегратора от разности фаз между U, и U показана пунк- тиром). Это мертвые зоны преобразовател  с перекрытием. Поскольку релаксатор переключаетс  напр жени ми, удаленными от мертвых зон, существование последних не сказываетс  на работе устройства.From the outputs of limiting amplifiers 1 and 2, signals (Fig. 28, d) are also fed to the inputs of the pulse shaper 6, which implements the NO-I operation (a possible variant of this operation: one of the signals shown in Fig. 2, D is inverted and, together with another signal, is fed to the AND circuit. At the output of the pulse generator 6, a sequence of pulses is produced, the duration of which is equal to the time interval during which the positive voltage of the signal U coincides with the negative 1m voltage U or the positive voltage U coincides with the negative voltage U (, Pulse sequences from the output the driver 6 pulses (the pulse duration in these sequences is equal to ut, or u t) is fed to the input of the integrator 5. Amplifiers-limiters 1 and 2, the driver of 6 pulses and the integrator 5 surround Cozy phasometric transducer phase difference voltage that implements the principle of operation of phase meters with overlap. The dependence of the output voltage of the integrator on the phase difference between U and lU is shown in Fig. Over. The relaxer 9 operates at levels and, its input is connected to the output integrator The output voltage of the relaxer, the dependence of which on the phase difference between and, and, and is shown in Fig. 35, is fed to the control input of the switched shaper of 3 pulses and the converter 10 is the duty cycle - voltage. At voltages at the input of the relaxer, smaller than u, a high logical level of voltage is established at its output, and at voltages greater than and, the relaxer returns to a state with a low logical level of output voltage. If the signals are noisy, then the breaks in FIG. For the integrator's output voltage does not depend on the phase difference between U, and U is shown in section). These are overlapping converter dead zones. Since the relaxer switches voltage away from the dead zones, the existence of the latter does not affect the operation of the device.

При разност х фаз между U, и U вблизи О и 360° (интервал f - с наWhen the phase difference between U and U is close to O and 360 ° (the interval f is from

фиг.З) вьгходное напр жение релаксатора 9 управл ет формирователем 3 импульсов таким обрйзом, что последовательность импульсов, показанна  на фиг,2(, поступает на шину S , а последовательность импульсов, показанна  на фиг.2е - на шину а. Это может быт реализовано, например, перекрестной коммутацией сформированных по нуль- переходам импульсов с помощью двухпо зиционного переключател  (как в про- тотипе) или формированием импульсов при высоком логическом уровне напр жени  на выходе релаксатора из напр жени , противофазного ему на фиг,26.FIG. 3) The release voltage of the relaxer 9 controls the pulse shaper 3 so that the pulse sequence shown in FIG. 2 (goes to bus S and the pulse sequence shown in FIG. 2e) to bus A. This may be implemented, for example, by cross-switching of zero-pulse-generated pulses using a two-position switch (as in the prototype) or by forming pulses at a high logic level of the voltage at the relaxator output from the voltage that is antiphase in FIG. 26.

При этом на выходах триггеров 7 и 8 длительности импульсов равны t - t| и t - tj. Во врем  действи  на управл ющем входе формировател  3 импульсов высокого логического уровн  выходного напр жени  релаксатора им- пульсы с триггеров получают приращени  по длительности, соответствующие заштрихованным участкам на фиг.2и,к. Сумма этих участков по длительностиIn this case, the outputs of the triggers 7 and 8 of the pulse duration are equal to t - t | and t - tj. During the action at the control input of the generator of 3 high-level pulses of the output voltage of the relaxator, pulses from the triggers receive increments in duration corresponding to the shaded areas in Fig. 2i, k. The sum of these sites by duration

5 0 5 0 5 0 5 0

5five

0 5 0 5

0 0

равна периоду сиг нала. Так как выходное напр жение преобразовател  скважность - напр жение пропорпиоукчльно отношению полусуммы длительностей импульсов на выходе триггеров к периоду сигнала, то вносиьлп при высоком логическом уровне выходного напр жени  релаксатора фазовый сдвиг равен 180 (как и в прототипе).equal to the signal period. Since the output voltage of the converter is a duty cycle — the voltage is proportional to the ratio of the half-sum of the pulse durations at the output of the flip-flops to the signal period, when the logic level of the output voltage of the relaxer is high, the phase shift is 180 (as in the prototype).

Выходное напр жение с релаксатора поступает также на третий вход преобразовател  10 скважность - напр жение и суммируетс  в нем таким образом, что птзи высоком логическом уровне этого напр жени  выходное напр жение преобразовател  10 измен етс  на величину , соответствующую 180 , т.е. компенсируетс  дополнительный фазовый сдвиг 180 (посто нное напр жение с выхода релаксатора можно рассматривать как последовательность импульсов со скважностью, равной единице), в результате обеспечиваетс  след щий режим преобразовани  разность фаз - напр жение.The output voltage from the relaxer also goes to the third input of the converter 10, the duty cycle — the voltage is summed in such a way that the high voltage level of this voltage is changed by the output voltage of the converter 10 by an amount corresponding to 180, i.e. an additional phase shift 180 is compensated (the DC voltage from the relaxator output can be considered as a sequence of pulses with a duty cycle equal to one), as a result, the next conversion mode is the phase difference - voltage.

Использование дл  введени  дополнительного фазового сдвига 180 информации , получаемой в параллельно канале преобразовани  разность фаз - напр жение, выполненном по принципу, используемому в фазометрах с перекрытием , и применение электронно-коммутируемого двухканального формировател  импульсов управлени  тригге рами позвол ют повысить быстродействие предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.The use of information received in parallel to the conversion channel to introduce additional phase shift 180 is the phase difference — the voltage performed according to the principle used in phase meters, and the use of an electronically commutable two-channel trigger control pulse generator improves the performance of the proposed device compared to the prototype.

Кроме того, изобретение позвол ет повысить верхнюю рабочую частоту преобразовател  без использовани  преобразовани  частоты и понизить минимальный уровень входных сигналов за счет повышени  помехоустойчивости системы введени  дополнительного фазового сдвига. В предлагаемом преобразователе получена верхн   рабоча  частота 60 МГц без применени  гетеро- динировани , обеспечиваетс  след щий режим преобразовани  при равномерном изменении разности фаз от О до 360 за врем  пор дка 10 си более и сохран етс  работоспособность при снижении уровн  входного сигнала до 100 мкВ.In addition, the invention makes it possible to increase the upper operating frequency of the converter without using frequency conversion and to reduce the minimum level of input signals by increasing the noise immunity of the system for introducing an additional phase shift. In the proposed converter, an upper operating frequency of 60 MHz without the use of hetero-diffusion is obtained, a continuous conversion mode is provided with a uniform change in the phase difference from 0 to 360 over a time of about 10 s more and the operability is maintained at a decrease in the input signal level to 100 µV.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Преобразователь разности фаз в напр жение , содержаний два усилител ограничител , входы которых  вл ютс  входами преобразовател , а выходы соединены с соответствующими входами первого и второго формирователей импульсов , первый формирователь импульсов первым выходомсоединен с первым входом первого триггера, а вторым выходом - с первым входом второго триггера, второй формирователь импульсов первым выходом соединен с вторым входом первого триггера, а вторым выходом - с вторым входом второго триггера, интегратор, выходом соединенный с входом релаксатора, а выход последнего соединен с вторымThe phase difference to voltage converter, the contents of the two amplifiers of the limiter, whose inputs are the converter inputs, and the outputs are connected to the corresponding inputs of the first and second pulse formers, the first pulse driver with the first output is connected to the first input of the first trigger, and the second output to the first input of the second trigger, the second pulse shaper of the first output is connected to the second input of the first trigger, and the second output to the second input of the second trigger, integrator, output connected to input relaxator, and the output of the latter is connected to the second жWell входом первого формировател , отличающийс  TL M, что, с целью повышени  помехоустойчивости и быстродействи , в него введены третий формирователь импульсов и преобразователь скважность - напр жение, причем входы третьего формировател  импульсов соединены с выходами усилителей-ограничителей , а выход - с входом интегратора, первый и второй входы преобразовател  скважность - напр жение соединены с выходами соответствующих триггеров, третий вход- с выходом релаксатора, а выход  вл етс  выходом преобразовател .the input of the first driver, different TL M, that, in order to improve noise immunity and speed, a third pulse shaper and a transducer are introduced, the duty cycle is voltage, the inputs of the third pulse shaper are connected to the outputs of the limiting amplifiers, and the output is connected to the integrator input, the first and the second inputs of the inverter - the voltage is connected to the outputs of the respective triggers, the third input to the output of the relaxer, and the output is the output of the converter. аbut и and иand ItIt оabout Редактор А.ЛежнинаEditor A.Lezhnina Составитель С.КулишCompiled by S. Kulish Техред И.Попович Корректор Е.рошкоTehred I.Popovich Proofreader E.roshko Заказ 4126/ i3 Тираж 730ПодписноеOrder 4126 / i3 Circulation 730 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 Фи8.3Fi8.3
SU864032843A 1986-03-04 1986-03-04 Phase difference-to-voltage converter SU1337811A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864032843A SU1337811A1 (en) 1986-03-04 1986-03-04 Phase difference-to-voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864032843A SU1337811A1 (en) 1986-03-04 1986-03-04 Phase difference-to-voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1337811A1 true SU1337811A1 (en) 1987-09-15

Family

ID=21224848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864032843A SU1337811A1 (en) 1986-03-04 1986-03-04 Phase difference-to-voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1337811A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Фиштейн A.M. Широкодиапазонный преобразователь фаза - напр жение. - Приборы и техника эксперимента, 1975, № 2, с.144. Авторское свидетельство СССР № 741182, кл. G 01 R 25/00, 1974. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1337811A1 (en) Phase difference-to-voltage converter
SU1476403A2 (en) Phase-difference-to-voltage converter
SU1088113A1 (en) Phase-shift-to-time interval converter
SU1534755A1 (en) Shaft turn angle-to-pulse duration converter
RU1798900C (en) Pulse signal generator
SU1026301A1 (en) Bridge transducer electric signal-to-frequency converter
SU1056440A2 (en) Triangular voltage generator
SU1418768A1 (en) Hybride integration device
SU1300503A1 (en) Averaging device
SU1439737A1 (en) Displacement digitizer
SU1757104A1 (en) Converter of binary code to four-position time code
SU1308933A1 (en) Digital phase-shifting device
SU871317A1 (en) Radio pulse signal converter
SU1181126A1 (en) Pulse signal generator
SU1462481A1 (en) Frequency-to-voltage converter
SU1659885A1 (en) Detector of electrical signal envelope
RU2057346C1 (en) Device measuring movement speed
SU788369A1 (en) Pulse-width converter
SU1026279A1 (en) Device for controlling pulse width converter
SU1287272A1 (en) Interval-to-voltage converter
SU1427569A1 (en) Period to d.c. voltage converter
SU611205A1 (en) Direct series-to-additional code converter
SU1285489A1 (en) Averaging device
SU1288864A1 (en) Control device for rectifier converter
SU1190460A1 (en) Generator of pulse sequences shifted with respect to phase