SU650181A1 - Способ преобразовани пилообразного напр жени в отрезки синусоиды - Google Patents

Description

измерени  производ т с переменной скоростью сканпровани , причем текущий результат R(t) отличаетс  в этом случае от результата R(t--t), соответствующего предыдущему моменту времени, на величину, пропорциональную изменению скорости сканировани . Величина разностного сигнала б J(/)-R(t-т) характеризует чувствительность снстемы, и повыщение б возможно лишь увеличением крутизны нарастани  скорости или увеличением интервала т. Ни то, ни другое не желательно: первое - нескольку сканирующа  система механическа  и при повышенных скорост х не обеспечивает надежности, второе - из-за недостоверности сравнени  результатов измерени  далеко отсто щих участков нолотна . Отсюда следует, что чувствительность снстемы чрезвычайно мала, и дл  ее эффективного использовани  необходима строга  функциональность сканировани . Наибольща  достоверность определени  функциональности присуща гармоническим сигналам (среди нелинейных сигналов). Максимум чувствительности дл  разных размеров соринок может соответствовать различной крутизне изменени  скорости сканировани , поэтому отрезки гармонического сигнала, определ ющие крутизну изменени  скорости , должны «перемещатьс  электрическим путем. А иментю эти признаки не присущи известным способам. По техиической сущности из известных способов наиболее близким к г кмчожспнему  вл етс  устройство 2j. Недостатком известного способа  вл етс  невозможность преобразовани  пилообразиого на11р жени  в отрезки синусоиды с электрически управл емыми границами. Целью изобретеии   вл етс  преобразование пилообразного напр жени  в отрезки синусоиды с электрически управл емыми границами. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе преобразовани  пилообразного напр жени  в отрезки синусоиды путем выборки мгновенных значений периодического сигнала формируют два опорных сигнала, частоты которых много выше частоты преобразуемого напр жепи , причем один из формируемых сигналов синусоидальный, измен ют сдвиг фаз между опорными сигналами иронорционально амилитуде преобразуемого напр жени  в пределах, ограничивающих заданные отрезки синусоиды, и запоминают мгновенные значени  синусоидального опорного сигнала, соответствующие нулевым значени м другого опорного сигнала и сохран ют эти значени  в интервалах между указанными моментами. В предложенном способе происходит понижение частоты опорного сигнала, определ юн1 ,его форму выходного напр жени . Преобразуемое же пилообразное напр жение определ ет частоту выходного напр жени . Причем преобразование может начинатьс  с любой фазы опорного сигнала, а не только с нулевой, как это происходит в известном способе. Тогда выходное напр жепие будет предетавл ть периодическую последовательность отрезков синусоиды, лежащих в интервале фаз В частном случае, когда ф1 0, а ф2 2 , выходное напр л ;ение представл ет собой непрерывный синусоидальный сигнал частоты пилообразного наир жени . Поскольку же величина фазового сдвига легко управл етс  пропорционально напр жению, то поставленна  цель легко достижима. На фиг. 1 показан процесс преобразовани ; на фиг. 2 - преобразование в отрезки синусоиды; на фиг. 3 - пример реализации способа. При линейном изменении фазового сдвига нулевое начальное напр жение «пилы будет соответствовать нулевому фазовому сдвигу. Сдвигу фаз 360° будет соответствовать максимальное значение пилообразного напр жени . Поскольку и напр жение «пилы и фазовый сдвиг мгновенно мен ют максимальные свои значени  на нулевые значени  следующего периода, то цикличеекое изменение фазы между двум  опорными сигналами от О до 350° равноценно неирерывному бееконечиому увеличению фазового сдвига. Тогда синусоидальный опорный сигнал будет отличатьс  от второго онорного сигнала по частоте на величину /1 частоты преобразуемого напр жени , и фазовый сдвиг между опорными сигналами с частотой /2 будет увеличиватьс  на (/1//2) -360° за каждый период опорного сигнала . Следовательно, запомина  мгновенные значени  синуеоидального опорного сигнала , запоминаютс  все точки синусоиды, отсто щие друг от друга на (/i//2) 360°. ТаКИМ образом, на выходе образуетс  ступенчата  аппроксимаци  синусоидального напр жени  с количеством «ступенек в периоде m f2lf. Увеличива  отношение /2//ь можно добитьс  допустимого значени  погрешности анироксимации At/ fif/oVf2, где W -амплитудное значение опорного синусоидального сигнала. Режим процесса, изображенного на фиг. 1, соответствует. сдвигу фаз меладу синусоидальным опорным сигналом Uo и вторым сигналом в пределах О-360° синхронно с входным напр жением частоты fi. Выходное напр жение /вых на фиг. 1 условно изображено-без ступенек аппроксимации. Моменты запоминани  мгновенных значений напр жени  W соответствуют фронтам опорного напр жени  W. Период (Увых равен периоду UE, а амплитуда и форма соответствуют W. Значение чаетоты /а не критично и может колебатьс  в широких пределах .-При изменении фазового сдвига между сигналами W и /7и в иределах 0-180 (фиг. 2) за период преобразуемого сигнала выходное напр жение будет иредставл ть собой выпр мленное напр жение. Такой режим преобразовани  может быть назван режимом детектировани . Фактически же режим детектировани   вл етс  в данном способе частным случаем режима преобразовани  «пилы в отрезки синусоиды. В этом случае синхронно с преобразуемым напр жением t/Bx сдвиг фаз между опорными сигналами измен ют в тех иределах, которые соответствуют требуемым отрезкам синусоиды входного напр жени . На фиг. 2 дл  примера показано преобразование «пилы в отрезки синусоиды от 90 до 270°.

Как  вствует из описани  и чертежа, погрешность преобразовани  зависит от отношени  частоты /2 опорных сигналов к частоте fi «пилы, и снижение частоты /2 однозначно определ ет рациональную область применени  способа - инфранизкие частоты .

Искажени  выходного сигнала могут быть сведены к минимуму, так как синусоидальное напр жение W относительно высокой частоты нетрудно получить с малыми нелинейными искажени ми. Поскольку же к стабильности этой частоты нет никаких требований, то дл  этой цели могут быть исиользоваиы большинство LC-генераторов. Следовательно, искажени  синусоидального сигнала будут в основном определ тьс  количеством ступенек аппроксимации, которое зависит лишь от выбора соотношени  fz/fiУстройство дл  реализации предлагаемого способа преобразовани  пилообразного напр жени  в синусоидальное (фиг. 3) содержит источник 1 пилообразного напр  кени , делитель 2 напр жени , фазовращатель 3, содержащий управл ющую цепь, детектор 4 фронтов, запоминающее устройство 5.

Выход источника 1 пилообразного напр жени  через делитель 2 напр жени  соединен с управл ющей цепью фазовращател  3, нагруж:енного через детектор 4 фронтов на управл ющий вход запоминающего устройства 5, выход которого  вл етс  выходом устройства, а к рабочему входу, соединенному с рабочим входом фазовращател  3, подключен источник синусоидального опорного напр жени  t/o.

Преобразуемое напр жение делитс  с помощью делител  2 иапр жени  таким образом , чтобы максимальное значение напр жени  «пилы, снимаемого с делител  2, в точности соответствовало управл ющему напр жению фазовращател  3, обеспечивающему 360°-й фазовый сдвиг опорного напр жени  Uo. Детектор 4 фронтов формирует короткие импульсы, соответствующие фронтам сдвинутого по фазе напр жени  U(. Эти импульсы периодически включают запоминающее устройство 5, фиксируюи ;ее

мгновенные значени  опорного синусоидального напр жени .

Совокупность мгновенных значений, отсто щих друг от друга на величину фазового сдвига 360°-(/1//2), образует на выходе синусоидальное напр жение частоты преобразуемого пилообразного напр жени  /i.

Предложенный способ преобразовани  напр жени  с выборкой мгновенных значеНИИ опорного синусоидального сигнала выгодно отличаетс  от известных способов тем, что позвол ет преобразовывать пилообразное напр жение и в непрерывное синусоидальное напр жение и в произвольные периодические отрезки синусоиды. При этом точность способа определ етс  практически лищь соотнощением частот /2 и fi. К стабильности частоты опорного синусоидального сигнала не предъ вл етс  строгих требований, поскольку моменты запоминани  определ ютс  линейно нарастающим фазовым сдвигом.

Предложенный способ может быть исиользован дл  формировани  синхронных-

пилообразного и синусоидального - напр жений в измерительных генераторах, дл  формировани  периодических отрезков синусоиды (в произвольных пределах) в устройствах аналогового моделировани  ироцессов , а также в устройствах фазовой модул ции ннфранизких частот. Практическое использование предложенного способа может не только расширить функциональные возможиости существующих устройств, но

позвол ет проводить принципиально новые виды преобразований.

Claims (2)

1.Лебедев А. Н. Счетно-решающие устройства . 1958, гл. Vni, IX.

2.Патент Великобритании ЛЬ 1334523 кл. G 01R 13/34, 1974.

/

У-;

% f(ui)

Usbix (f o-jso)

u,,

(f 30-120)