SU687580A1 - Устройство дл пр мого преобразовани фазы сигнала в код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной технике и преназначено дл  построени  отсчетных частей фазовращателей и цифровых фазометров.

Известен преобразователь фазакод , содержащий два фазовых детектра , фазосдвигатель, преобразовател напр жение - код, логическую схему преобразователь код-код, в которь1й дл  расширени  зоны преобразовани  т.е. устранени  неоднозначности, дополнительно введены фазосдвигатель , фазовый детектор, преобразователь код-код и логическа  схема 1 .

Известный преобразователь требует при реализации осуществлени  сдвига по фазе одного из сигналов на угол 90° с высокой точностью, что однако не исключает ошибки в определении квадранта (устранение неоднозначности) логической схемой за счет детектировани  одного сигнала относительно другого и использовани  продетектированного сигнала в анализе логической схемой в зонах (вблизи) углов О, 90, 180, 270, 360°; неточности получаемого фазового сдвига в фазосдвигателе;

зон нечувствительности при переходе через ноль сигналов, снимаемых с выходов фазовых детекторов; т.е. имеетс  ошибка в определении квадрантов в зоне углов О, 90, 180, 270, 360°.

Известно также устройство пр мого преобразовани  фазы сигнала в код, содержащее генератор, делитель час0 тоты, фильтр питани  фазовращател , фазовращатель, схему сдвига сигнала с одного из выходов фазовращател  на угол 90, суммирующее и вычитающее устройства, двойную RC-цепочку,

5 нуль-органы пуска и останова,, управл емые триггер и вентиль, счетчик и логическую схему, устран ющую неоднозначность 12.

Однако это устройство сложно в

0 реализации из-за необходимости учета фазовыхсдвигов и наличи  узлов с повышенными требовани ми по качеству использовани  и точности настройки .

5

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предлагаемое устройство дл  пр мого преобразовани  Фазы сигС нала в код, содержащее последовательно соединенные генератор, делитель частоты, фильтр питани  фазовращател  и фазовращатель, а также содержащее двойную КС-цепь, соединенную по входам с фазовращателем, а по выходам - с нуль-органами пуска и останова, которые своими выходами соединены с управл емым триггером , выход которого подключен через вентиль к счетчику и генератору и блок логической обработки сигнала введены две дополнительные цепочки, состо щие из последовательно соединенных фазового детектора и триггера Шмидта кажда , причем один фазовый детектор первым входом соединен с синусной обмоткой фазовращател , второй фазовый детектор своим первым входом соединен с косинусной об моткой фазовращател , а вторые их входы подключены к выходу фильтра питани  фазовращател , при этом выходы триггеров Шмидта подсоединены к первому и второму входам блока логической обработки сигнала, один управл ющий вход которого соединен со вторым выходом нуль-органа пуска а другой с выходом управл емого триггера. На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства дл  пр мого преобразовани  фазы сигнала в код; на фиг, 2 - принципиальна  электрическа  схема блока логической обработки сигнала. Устройство содержит фазовращател 1, двойную RC-цепочку 2, нуль-орган пуска 3 и останова 4., управл емый триггер 5, вентиль б, счетчик 7, фа зовый детектор 8, триггер 1г1мидта 9, фазовый детектор 10, триггер Шмидту ,11, блок 12 логической обработки си :нала, фильтр питани  фазовращател  13, делитель частоты 14 и генератор 15. Блок логической обработки сигнала , содержит два инвертора 16 и 17, ;три элемента совпадений 18, 19 и 20 ;два триггера 21 и 22 и дваключа,23 :и 24, соединенных так, что выход первого инвертора 16 соединен с пер выми вкодами первого 18 и второго 19 элементов совпадений и первым входом первого триггера 21 Первый входвторого триггера 22 св зан с выходом второго 19 элемента совпаде ний,; подключенного вторь м входом к выходу первого триггера 21. Выход первого 18 элемента совпадений соединен со вторыми входами первого 21 и второго 22 триггеров, а выход вто рого триггера 22 инвертор 17 и ключи 23 и 24 - с входами трётьег элемента 20 совпадений, выход которого  вл етс  выходом всего блока. Причем вторые входы ключей  вл ютс  первым и вторым входами блока логической обработки сигнала 12, а второй вход первого 18 элемента совпадений и вход первого инвертора 16  вл ютс  его управл ющими входами. Устройство работает следующим образом . Импульс, пропорциональный по длительности углу поворота ротора фазовращател  1, формируетс  на выходе управл емого триггера 5. В теЧение длительности.этого импульса импульсы с генератора 15 поступают на вход счетчика 7. Количество импульсов , подсчитанное за врем , пока вентиль 6 открыт импульсом с управл емого триггера 5, пропорционально углу поворота ротора фазовращател  1 в диапазоне углов от О до 180 и вновь повтор етс  в диапазоне углов от 180 до Збо. Счетчик 7.преобразует пересчитанные импульсы в параллельный код с количеством разр дов (п - 1). Фазовый детектор 8 детектирует сигнал с синусного выхода фазовращател  1, триггер Шмидта 9 формирует фронты и уровни и выдает сигнал на один из входов блока 12, т.е. сигнал с уровнем единица поступает на вход этого блока при нахождении ротора фазовращател  1 в зоне углов 135-315. При нахождении ротора фазовращател  1 в зоне углов 0-135° и 315-360 поступает на этотвход блока 12 сигнал с уровнем нуль. Фазовый детектор 10 детектирует сигнал с косинусного выхода фазовращател  1, триггер Шмидта 11 формирует фронты и уровни и выдает сигнал на другой вход блока 12, т.е. сигнал с уровнем единица поступает на этот вход блока 12 при нахождении ротора фазовращател  в зоне углов 0-45 и 225-360 .При нахождении ротора фазовращател  1 в зоне углов 45-225° на этот вход блока 12 поступает сигнал с уровнем нуль. Нуль-органы пуска 3 и останова 4 из синусоидальных напр жений, поступающих на их входы с выходов двойной RC-цепочки 2, формируют пр моугольные импульсы, длительностью ровной половине периода напр жени  питани  фазовращател  1, которые равны длительности импульса с выхода управл емого триггера 5 при развороте ротора фазовращател  на угол 90. Продифференцированньми передними фронтами с нуль-органов пуска 3 и останова 4 производ тс  пуск и останов управл емого триггера 5. Пр моугольные импульсы, равные половине периода напр жени  питани  фазовращател  1, и соответствующие развороты ротора фазовращател  1 на угол 90 с нуль-органа пуска 3 поступают на один из управл ющих входов блока 12. На другой из управ хшющих входов этого блока подаетс 

импульс с выхода управл емого триггера 5, пропорциональный по длительности углу поворота ротора фазовращател  1. Блок 12 сравнивает по длительности импульсы, поступающие на его управл ющие- входы. Если дительность импульса с выхода управл емого триггера 5 меньше длительности импульса с нуль-органа пуска 3, то значит, что ротор фазовращател  1 находитс  в зоне углов от О до Q° или в зоне углов от 180 до 270 , и блок 12 подключает на свой выход сигнал, сформированный цепью фазового детектора 8 и триггера Шмидта 9, подключеннь1х к выходу синусной обмотки фазовращател  1. При этом получаетс , что на выходе оказываютс  сигнал с уровнем нуль при положении ротора фазовращател  1 в зоне углов от О до 90 и сигнал с уровнем единица при положении ротора фазовращател  1 в зоне углов от 180 до 270.

Если же длительность импульса с Выхода управл емого триггера 5 боль1 е длительности импульса с нуль-органа пуска 3, то значит, что ротор фазовращател  1 находитс  в зоне углов от 90 до 180° или в зоне углов от 270 до 360 , и блок 12 подключает на свой выход сигнал сформированный уже цепью фазового детектора 10 и триггера Шмидта 11, подключенных к выходу косинусной обмотки фазовращател  1, При этом пол чаетс , что на выходе оказываетс  сигнал с уровнем нуль при положении ротора фазовращател  1 в зоне углов от 90 до 180 и сигнал с уровнем единица при положении ротора фазовращател  1 в зоне углов от 270 до ЗбО .

Таким образом на выходе блока 12 при положении ротора фазовращател  1 в зоне углов от О до 180° имеетс  сигнал с уровнем нуль, и при положении ротора фазовращател  1 в зоне углов от 180 до имеетс  сигнал с уровнем единица, т.е. получен старший разр д, устран ющий неоднозначность в устройстве пр мого преобразовани  фазы сигнала в код

Изобретение позвол ет не предъ вл ть высоких точностных требований к исполнению фазовых детекторов, просты по исполнению и триггеры Шмидта, а блок логической обработки сигнала имеет минимал1}Ное число элементов , очень прост в настройке. Невысокие точностные требовани  к фазовым детекторам объ сн ютс  тем что подключение их выходов (после дополнительной обработки фронтов и уровней на триггерах ШНидта) на выход блока происходит со сдвигом на угол 45° относительно момента формировани  фронтов t В итоге в устройстве устранена неоднозначность.

10

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 336794, кл. Н 03 К, 13/02, 19.74.

2.Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в код,

5 Л., Энерги  , 1974, с. 153-159, рис. 79.