SU864179A1 - Двухканальный фазовый детектор - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной и преобразовательной технике и может быть использовано в схемах выделения переменной составляющей фазового сдвига двух сигналов, например в схемах стабилизации скорости синхрон ных дв и гат ел ей .

Известен фазовый детектор, содержащий триггер, формирователи импульсов, элементы И и НЕ, интегрирующую цепь, реверсивный счетчик, дешифратор, блок ключей, источник питания и сумматор [ 1 ] .

Недостаток фазового детектора — незначительный линейный участок ха- 15 рактеристики, который при его увеличении ведет к резкому возрастанию аппаратурных затрат.

Известен детектор,'который содержит два параллельных канала, состоя- 20 щих из последовательно соединенных ин вертора первого триггера, первого фильтра, первого ключа и второго триггера, второго Фильтра, второго ключа соответственно, выходы ключей соеди- *5 иены с выходом схемы, а входы инвертора и второго триггера соединены с первым входом схемы и входами одновибраторов, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым вхо-30 дами третьего триггера, выходы которого соединены с входами первой и второй схем И соответственно, вторые входы которых соединены с вторыми входами первого и второго триггеров и с вторым входом схемы, а выхода - с первым и вторым входами четвертого триггера, выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго ключей соответственно [2].

Недостатком фазового детектора является искажение выходного сигнала при фазовых сдвигах между входными сигналами близкими к + J к , где к ^я 0,1,2..... ^α

Цель изобретения — увеличение точности и помехоустойчивости.

Цель изобретения достигается тем, что двухканальный фазовый детектор, содержащий последовательно соединенные первый триггер, первый фильтр и первый ключ, а также второй триггер, второй фильтр и второй ключ, входа первого и второго триггеров соединены через инвертор, выходы первого и второго ключей соединены, вход инвертора соединен с входами первого и второго одновибраторов, вторые входы первого и второго триггеров соединены с первыми входами первого и второго эле ментов И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами тре-ι тьего триггера, а выходы их с первым и вторым входами четвертого триггера, выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго ключей сортветственно, снабжен первым и вторым управляемыми элементами, причем первые входы их соединены соответственно с выходами первого и второго одновибраторов, вторые входы соединены соответственно с первым и вторым •выходами четвертого триггера, а выходьТс первым и вторым входами третьёго триггера.

На фиг.1 приведена блок-схема фазового детектора; на фиг,2 — временTiHe диаграммы напряжений ;на фиг. 3 фазовые диаграммы, поясняющие работу· схемы переключения каналов.

Двухканальный фазовый детектор содержит инвертор 1, первый триггер.2, первый'фильтр 3,первый'ключ 4 и второй триггер 5,второй фильтр 6, второй ключ 7, первый и второй одновибраторы 8 и 9,первый и второй элемента И 10 и 11, третий и четвертый триггеры 12 и 13, первый и второй управляемые элементы задержки 14 и 15.

Двухканальный фазовый детектор работает следующим образом.

Импульсы напряжения Ц* подаются на триггеры 2 и 5 со сдвигом на угол, равный Я, осуществляемым инвертором 1. Напряжение с триггеров поступает на полосовые фильтры 3 и 6, которые выделяют переменную составляющую напряжения, пропорциональную переменной составляющей фазового сдвига. В зависимости от состояния триггера 13 к выходу схемы через ключи 4 и 7 подключен один из’фильтров. Рассмотрим более подробно работу схемы переключения канапов. Пусть фазовый сдвиг сигналов У, , таков, что работает первый канал. Одновибраторы 8 и 9, запускаемые передним фронтом напряжения U., , формируют импульсы длительностью ΐ, и соответственно (фиг.2). На триггер 12 импульс с одновибратора 8 приходит с задержкой на время ас одновибратора 9 без задержки, в результате чего на выходе триггера формируется импульс Длительностью

Импульсы напряжения проходят через элемент И 11 и не проходят через элемент И 10, триггер 13 остается в состоянии, при котором ключ 4 открыт и управляемый элемент задержки включен. При увеличении фазового сдвига( Ч*_й ) (фиг. 2) импульсы , про ходят через элемент И 10, триггер 13 устанавливается в такое состояние, при котором открывается ключ 7 и включается управляемый элемент 15.

На выходе триггера 12 формируется импульс, длительностью ΐ = .

Таким образом, при переключении каналов, происходит изменение длительности импульсов на выходах триггера 12, что исключает возможность переключения триггера 13 при малых изменениях фазового сдвига сигналов.

Ширина петли гистерезиса определяется выражением ' тгде — время задержки управляемого элемента задержки;

Т - период входных сигналов. Стрелками указано направление переключения каналов (фиг.З).

Таким образом, введение в известную схему управляемых элементов за-_ 'держки'позволяет увеличить точность и помехоустойчивость фазового детектора за счет устранения переключений каналов с частотой переменной составляющей разового сдвига входных сигналов, Ж также снизить требования к термостабильности элементов устройства.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к измерительной и преобразовательной технике и может быть использовано в схемах выделени  переменной составл к цей фа зового сдчига двух -сигналов, наприме в схемах стабилизации скорости синх,рон ных дв и гат ел ей. Известен фазовый детектор, содержащий триггер, формирователи импульсов , элементы И и НЕ, интегрирующую цепь, реверсивный счетчик, дешифрато блок ключей, источник питани  и сумматор 1} . Недостаток фазового детектора незначительный линейный участок характеристики , который при его увеличении ведет к резкому возрастанию аппаратурных затрат. Известен детектор,который содержит два параллельных канала, состо щих из последовательно соединенных и вертора первого триггера, первого фильтра, первого ключа и второго три гера, второго фильтра, второго ключа соответственно, выходы ключей-соедииены с выходом схемы, а входы инвертора и второго триггера соединены с первым входом схемы и вxoдгuvш одновибраторов , выходы которых соответственно соединены с первым и вторым вхо дами третьего триггера, выходы которого соединены с входами первой и второй схем И соответственно, вторые входы которых соединены с вторыми входами первого и второго триггеров и с вторым входом схемы, а выходы - с первым и вторым входами четвертого триггера, выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго ключей соответственно 2. Недостатком фазового детектора  вл етс  искажение выходного сигнала при фазовых сдвигах между входными сигналами Qлизки 4И к -i J k , где k 0,l, 2. .... . Цель изобретени  - увеличение точности и помехоустойчивости. Цель изобретени  достигаетс  тем, что двухканальный фазовый детектор, содержащий последовательно ссёдиненные первый триггер, первый фильтр и первый ключ, а также второй триггер, второй фильтр и второй ключ, входа первого и второго триггеров соединены через инвертор, выходы первого и второго ключей соединены, вход инвертора соединен с входами первого и второго одновибраторов, вторые входы первого и второго триггеров соединены с первыми входёцли первого и второго элементов И, вторые входы которых соеди нены с первым и вторым выходами третьего триггера, а выходы их с первым и вторым входами четвертого триггера выходы которого соединены с вторыми Bxofiajvm первого и второго ключей сортветственно , снабжен первым и вторым управл емыми элементами, причем первые входы их соединены соответственно с выходами первого и второго одновибраторов, вторые входы соедине ны соответственно с первым и вторым выходами четвертого триггера, а выходьГс первым и вторым входами треть го триггера. На фиг.1 приведена блок-схема фазового детектора на фиг.2 - временТ1ые диаграммы напр жений гна фиг. 3 фазовые диаграммы, по сн ющие работу схемы переключени  каналов. Двухканальный фазовый детектор содержит инвертор 1, первый триггер первый фильтр 3,первыйключ 4 и второй триггер 5,второй фильтр б, второ ключ 7, первый и второй одновибраторы 8 и 9,первый и второй элементы И 10 и 11, третий и четвертый триггеры 12 и 13, первый и второй управл емые элементы задержки 14 и 15. Двухканальный фазовый детектор работает следующим образом. Импульсы напр жени  U подаютс  на триггеры 2 и 5 со сдвигом на угол равный JT , осуществл емым инвертором Напр жение с триггеров поступает на полосовые фильтры 3 и 6, которые выдел ют переменную составл ющую напр жени , пропорциональную переменной составл ющей фазового сдвига. В зави симости от состо ни  триггера 13 к выходу схемы через ключи 4 и 7 подключен один изфильтров. Рассмотрим более подробно работу схемы переклю чени  канапов. Пусть фазовый сдвиг сигналов , таков, что работает первый канал. Одновибраторы 8 и 9, запускаемые передним фронтом напр жени  и., , формируют импульсы длительностью i; и bij соответственно (фиг.2). На триггер 12 импульс с од новибратора 8 приходит с задержкой на врем  tr, ас одновибратора 9 без задержки, в результате чего на выходе триггера формируетс  импульс Д1ИТельностью Т-7 т л t-. Импульсы напр жени  Urj, проход т через элемент И 11 и не проход т че рез элемент И 10, триггер 13 остает с  в состо нии, при котором ключ 4 открыт и упргшл емый элемент задерж ки включен. При увеличении фазового сдвига{ ri ) (фиг. 2) импульсы U , пр ход т через элемент И 10, триггер 1 устанавливаетс  в такое состо ние, при котором открываетс  ключ 7 и включаетс  управл емый элемент 15. а выходе триггера 12 формируетс  мпульс, длительностью . аким образом, при переключении каалов , происходит изменение длительости импульсов на выходах триггера 12, то исключает возможность переключени  риггера 13 при малых изменени х фазоого сдвига сигналов. Ширина петли гистерезиса опреде етс  выражением OOi , деCn - врем  задержки управл емого элемента задержки; Т - период входных сигналов. трелками указано направление перекючени  каналов (фиг.З). Таким образом, введение в известую схему управл емых элементов задержки1тозвол ет увеличить точность и помехоустойчивость фазового детектора за счет устранени  переключений каналов с частотой переменной составл ющей азового сдвига входных сигналов, S , также снизить требовани  к термостабильности элементов устройства. Формула изобретени  Двухканальный фазовый детектор, содержащий последовательно соединенные первый триггер, первый фильтр и первый ключ, а также второй триггер, второй фильтр и второй ключ, входа .первого и второго триггеров соедине-ны через инвертор, выходы первого и второго ключей соединены, вход инвертора соединен с входами первого и второго одновибраторов, вторые входы первого и второго триггеров соединены с первыми входами первого и вто430ГО элементов И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами третьего триггера, а BHXOJ9d их с первым и вторым входами четвертого триггера, выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго ключей соответственно, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и помехоустойчивости , он снабжен первым и вторым управл емыми элементами задержки , причем первые входы их соединены соответственно с выходамипервого и второго одновибраторов, вторые входы соединены соответственно с первым и вторым выходами четвертого триггера, а выходы - с первым и вторым входами третьего триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Г. Авторское свидетельство СССР 582562, кл. Н 02 D 3/20, 1976.
2. 2. Буданов А .С . ,Григор н В.Г . м Наймарк A.M. Элементы цифровых систем управлени , л., Наука, 1971, 1с.Д04-108.