Claims (2)
Изобретение относитс к измеритель ной технике, в частности к ycTpovlcTвам с переменным управл емым сдвигом фазы сигнала, используемым в след щих системах измерителей угла компенсационного типа, например в системах фазовой автоподстройки частоты, фазометрических радиопеленгаторах и др. Известно управл емое фазосдвигающее устройство, создающее сдвиг фазы сигнала от 0° до ЗбО° (П. Однако 8 этом устройстве отсутствует возможность управлени сдвигом фазы с помощью напр жени , вырабатываемого нуль-органом след щей системы измерител . Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устрой ство, содержащее два цифроаналоговых преобразовател (ЦАП), ко входам которых подведен входной аналоговый сигнал - к одному непосредственно, а к другому через фазовращатель на -, и выходной сумматор. Цифровые входы этих преобразователей подключены к посто нному запоминающему устройству (ПЗУ), которое заранее запрограммировано дискретными значени ми тригонометрических функций фазовых углов . Каждому требуемому фазовому сдвигу соответствуют определенные числа , извлекаемые из пам ти, на которые в двух упом нутых ЦАП умножаютс квадратурные составл ющие входного сигнала . Сложение этих произведений в выходном сумматоре дает сигнал с требуемым фазовым сдвигом по отношению ко входному 2. В известном устройстве дл достижени высокой точности фазового сдвига требуетс использование значительного объема ПЗУ и многоразр дного аналого-цифрового преобразовател (АЦП), дл обращени к чейкам пам ти в процессе управлени сдвигом фазы. Следствием этого вл етс HeflocTaTOMма надежность устройства. Цель изобретени - повышение на дежности устройства при сохранении точности фазового сдвига. Поставленна цель достигаетс тем, что в управл емое фазосдвигающее устройство, содержащее фазовращатель первый и второй цифро-аналоговые преобразователи и выходной сумматор,введены вычитающий регистр, соединенные последовательно преобразователь напр жение - частота, блок управлени реверсом, реверсивный счетчик и дещиф ратор, при этом выход реверсивного счетчика совйинен с цифровым еходом первого цифроаналогового преобразовател , с входом дешифратора и через вычитающий регистр - с цифровым входом второго цифроамапогового преобразовател , выход дешифратора соединен с вторым входом блока управлени реверсом , а к входу преобразовател нап р жение-частота подключен внешней источник упраел йщего напр жени . Реверсивный счетчик и подключенный к нему вычитанщий регистр формируют числа, линейно измен ющиес во времени со скоростью, пропорциональной управл ющему напр жению. В отличие от известного дл всех значений требуемых фазовых сдвигов в устройстве используютс одни и те же разр ды рюверсивного счетчика и вычитающего регистра , при этом при той же точности требуетс существенно меньшее число двоичных элементов. Этим достигаетс повышение надежности устройства. На фиг, 1 приведена блоктсхема управл емого фазосдвигающего устройства; на фиг. 2 -зависимости чисел, характеризущих состо ни реверсивного счетчика и вь«читающего регистра, от аргумента. Управл емое фазосдвигающее устрой ство содержит два цифроаналоговых преобразовател 1 и 2, соединенные с входом устройства: один непосредственно , а другой через фазовращатель 3 сумматор 4, два входа которого соединены с выходами цифроаналоговых Преобразователей 1 и 2, преобразователь 5 напр жение-частота, вход которого соединен с внешним источником, а выход соединен последовательно с блоком 6 управлени реверсом, реверсивным счетчиком 7 и дешифратором 8. Выход реверсивного счетчика 7 соединен с ,цифровым входом первого цифроаналогового преобразовател 1 и через, вычитающий регистр 9 с цифровым входом второго цифроаналогового преобразовател 2. Выход дешифратора 8 замкнут цепью обратной св зи на второй вход блока 6 управлени реверсом. Устройство работает следующим образом . Аналоговое управл ющее напр жение Uyqp , поступающее на вход преобразовател 5 напр жение-частота от внешнего источника, преобразуетс в последовательность импульсов с частотой повторени , пропорциональной величине управл ющего напр жени и имеющих пол рность в соответствии с пол рностью этого напр жени . При нулевом значении управл ющего напр жени импульсы на выходе преобразовател 5 отсутствуют. Указанна последовательность импульсов подаетс на вход блока 6 управлени реверсом. При положительной пол рности импульсов эта схема переключает реверсивный счетчик 7 на одно из двух направлений счета, например , суммирование, а при отрицательной пол рности - на вычитание. Кроме того, блок 6 управлени реверсом независимо от пол рности входных импульсов измен ет направление счета реверсивного счетчика 7 на обратное при поступлении команды из дешифратора 8. Если реверсивный счетчик в данный момент осуществл ет вычитание поступающих импульсов из числа, характеризующего его состо ни , то переключение на суммирование производитс либо при изменении пол рности управл ющего напр жени , либо при поступлении команды по цепи обратной св зи из дешифратора 8 на второй вход блока 6 управлени реверсом. Этой командой, например, может служить логическа единица, формируема на выходе дешифратора 8 при достижении реверсивным счетчиком 7 числа соответствующего границе квадранта фазового угла. Преобразователь 5, реверсивный счетчик 7 и дешифратор 8 могут быть внутри логически построены иначе. Главным условием вл етс выполнение реверса при изменении пол рности управл ющего напр жени и при достижении границы квадранта фазово.го угла. Число, характеризующее состо ние реверсивного счетчика 7, измен етс по модулю в пределах от О до Mmdxn может быть положительным или отрицательным , например, в зависимости от состо ни знакового разр да реверсив ного счетчика. Знак числа измен етс при переходе его модул через 0. Таким образом, указанное число вл етс линейной аппроксимацией синуса фазового угла х, 0# х , (JT-x), , (x-2l), i2JT, (1) где X - вспомогательный аргумент. Зависимость N ) графически показана на фиг. 2а, где (s максимальное число реверсивного счетчика .8, соответствующее границе квадранта х« При посто нном управл ющем напр жении (Уу.пр const) число ) будет измен тьс по линейному периодическому закону со скоростью, nfJbnopциональной абсолютному значению Uynp,. Если изменить пол рность . на противоположную, то закон изменени NSC.X) становитс зеркальньгм по отношению к исходному (штрих-пунктирна лини на фиг. 2а и 26). Вычитающий регистр 9, подключенный к выходу реверсивного счетчика 7, производит вычитание по модулю числа М§(х) реверсивного счетчика из числа (}. Число разр дов регист ра 9 равно числу разр дов реверсивного счетчика 7 включа знаковый разр д. Знак числа , характеризующего состо ние регистра 9 устанавливаетс в соответствии с линейной аппроксимацией косинуса фазового угла. (2 ) О , (), J(x 21. (2) Графически эта зависимость показана на фиг. 26. Таким образом, модули чисел Nc/v) и св заны зависимостью IN ccx)j lNs(x)l г О) а знаки равны знакам sin х и cos х в соответствующих квадрантах х. Любое изменение направлени счета или скорости счета импульсов в реверсивном счетчике 7 вызывает одновременно соответствующее изменение в регистре 9. Следовательно можно сказать. 9 6 то аргумент х имеет физический смысл угла поворота вала электромеханического эквивалента фазовращате . Несмотр на то, что числа N5(4) и NC.(X} существенно отличаютс от sin X и cos X к погрешности фазового сдвига в след щей системе измерител это не приводит. Если не достигнут требуемый фазовый сдвиг, управл ющее напр жение, вырабатываемое нуль-органом (например фазовым дискриминатором радиопеленгатора), не равно О, и числа N gu) ctx) измен ютс по указанному закону (фиг. 2а и 26) до тех пор, пока их отношение не будет равным отношению точных значений тригонометрических функций sin ,. .- . „ где Ч - требуемый фазовый cos Ч сдвиг. Доказать сказанное можно следующим образом. Пусть на вход устройства поступает аналоговое напр жение sinwjt, фазу которого требуетс сдвинуть на величину 1 . В цифроаналоговом преобразователе 1 (фиг. 1) это напр жение умножаетс на число N s(x) огибающа сигнала повтор ет закон, заданный выражением (1). Аналогично в ЦАП 2 cosLOt умножаетс на NC(X) (2)t Огибающие этих сигналов сдвинуты по фазе как и числа и Нс(х из угол . Полученные на выходах ЦЛП 1 и 2 произведени складываютс , в сумматоре . Очевидно, Что измеритель, в котором используетс предлагаемое устройство , оказываетс в равновесии при выполнении следующего равенства ( 0) ) -coswt+Ngfj xsi (ujt+). Следовательно, в счетчике и регис-, тре 9 установ тс значени чисел (Ккоэффициент пропорциональности) N SIX) 1 N t(,x) k COSV и их отношение будет равно точному значению - tg W . NSUJ. . : - tqV (5) NCCX) s4 5} , „ N SW/,4 - arctg .(6) В предлагаемом устройстве число разр дов реверсивного счетчика 7 и регистра 9 вместе существенно меньше. 7,90 Чем число двоичных элементов в ПЗУ известного при той же точности фазового сдвига. Благодар аппроксимации sin х и cos X треугольными функци ми и NCCX)I отношение которых в положении равновеси точно равно тангенсу, вносимого фазового сдвигав , числа, характеризующие состо ние реверсивного счетчика 7 и регистра 9 могут быть использованы дл цифровой индикации фазового угла, например, курсового угла в радиопеленгаторе. Преобразование этих двух чисел в аналоговую форму позвол ет применить дл индикации существующие стрелочные курсоуказатепи . ; Формула изобретени Управл емое фазосдвигающее устройство , содержащее первый и второй цифроаналоговые преобразователи, фазовращатель и выходной сумматор, о т личающеес тем, что, с целью повышени надежности устройства , в него введены вычитающий регистр и последовательно соединенные преобразователь напр жение - частота,блок управлени реверсом, реверсивный счетчик и дешифратор, при этом выход реверсивного счетчика соединен с цифровым входом первого цифроаналогового преобразовател , с входом дешифратора и через вычитающий регистр - с цифровым входом второго цифроаналогового преобразовател , выход дешифратора соединен с вторым входом блока управлени реверсом, а к входу преобразовател напр жение - частота подключен внешний-источник управл ющего напр жени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Vf kG8236, кл.. 6 01 R ,25/Oi, 1969. The invention relates to a measuring technique, in particular, to ycTpovlcTv with variable controllable phase shift of a signal, used in the following systems of compensator-type angle meters, for example, in phase-locked loop, phase shifting radio direction finders, etc. A known controlled phase-shifting device that creates a phase shift signal from 0 ° to 3 ° (P. However, this device does not have the ability to control the phase shift using a voltage generated by a null organ of the metering system. More close to the invention in its technical essence is a device containing two digital-to-analog converters (D / A converters), to the inputs of which an input analog signal is led to one directly, and to the other through a phase shifter to, and an output adder. Permanent memory device (ROM), which is pre-programmed with discrete values of the trigonometric functions of the phase angles. Each desired phase shift corresponds to specific numbers extracted from the memory by which the quadrature components of the input signal are multiplied by the two mentioned DACs. Adding these products to the output adder gives a signal with the required phase shift relative to the input 2. In a known device, to achieve high phase shift accuracy, it is necessary to use a significant amount of ROM and a multi-bit analog-to-digital converter (ADC) to access memory cells in phase shift control process. The consequence of this is HeflocTaTOM device reliability. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device while maintaining the accuracy of the phase shift. The goal is achieved by introducing a subtracting register connected in series by a voltage-frequency converter, a reverse control unit, a reversible counter, and a descrambler, while the output is inserted into the controlled phase shifter containing the phase shifter first and second digital-analog converters and the output adder. the reverse counter is combined with the digital flow of the first digital-to-analog converter, with the input of the decoder and, through a deduction register, with the digital input of the second digital-analog converter azovatel, the decoder output is connected to the second input of the control unit reversing and to the input transducer nap p-frequency voltage source connected external uprael yschego voltage. The reversible counter and the read register connected to it form numbers that are linearly variable in time with a speed proportional to the control voltage. Unlike the known for all values of the required phase shifts, the device uses the same bits of a rotary counter and a deduction register, while at the same accuracy a significantly smaller number of binary elements is required. This results in improved device reliability. Fig. 1 shows a block diagram of a controlled phase shifter; in fig. 2 - the dependence of the numbers characterizing the state of the reversible counter and the reading register, on the argument. The controlled phase-shifting device contains two digital-to-analogue converters 1 and 2 connected to the input of the device: one directly and the other through phase-shifter 3 adder 4, two inputs of which are connected to the outputs of digital-analogue converters 1 and 2, voltage-frequency converter 5, the input of which connected to an external source, and the output is connected in series with the reversal control unit 6, the reversing counter 7 and the decoder 8. The output of the reversing counter 7 is connected to the digital input of the first digital-analogue the converter 1 and through, subtracting the register 9 with the digital input of the second digital-to-analog converter 2. The output of the decoder 8 is closed by a feedback circuit to the second input of the reverse control unit 6. The device works as follows. The analog control voltage Uyqp input to the voltage-frequency converter 5 input from an external source is converted into a sequence of pulses with a repetition frequency proportional to the control voltage and having a polarity in accordance with the polarity of this voltage. At a zero value of the control voltage, there are no pulses at the output of converter 5. This sequence of pulses is fed to the input of the reverse control unit 6. With a positive pulse polarity, this circuit switches the reversible counter 7 to one of two counting directions, for example, summation, and with negative polarity - to subtraction. In addition, the reversal control unit 6, regardless of the polarity of the input pulses, reverses the counting direction of the reversible counter 7 when receiving a command from the decoder 8. If the reversing counter currently subtracts the incoming pulses from the number characterizing its state, then switching summation is performed either when the polarity of the control voltage is changed, or when a command is received through the feedback circuit from the decoder 8 to the second input of the reversal control unit 6. This command, for example, can serve as a logical unit formed at the output of the decoder 8 when the reversing counter reaches 7 of the number corresponding to the boundary of the phase angle quadrant. The converter 5, the reversible counter 7, and the decoder 8 can be logically constructed differently. The main condition is to perform a reverse when the polarity of the control voltage is changed and when the boundary of the quadrant of the phase angle is reached. The number characterizing the state of the reversible counter 7 varies in magnitude from 0 to Mmdxn may be positive or negative, for example, depending on the sign of the sign of the reversible counter. The sign of a number changes when its modulus goes over 0. Thus, the indicated number is a linear approximation of the sine of the phase angle x, 0 # x, (JT-x),, (x-2l), i2JT, (1) where X is auxiliary argument The dependence N) is graphically shown in FIG. 2a, where (s the maximum number of the reversible counter .8 corresponding to the boundary of quadrant x "At a constant control voltage (Vc const) number) will change according to a linear periodic law with a speed nfJbnoptional to the absolute value Uynp ,. If you change the polarity. reversed, the law of change NSC.X) becomes mirror-image with respect to the original one (dash-dotted line in Figures 2a and 26). The subtractive register 9, connected to the output of the reversible counter 7, modulo the number Mg (x) of the reversible counter from the number (}. The number of bits of the register 9 is equal to the number of bits of the reversible counter 7 including the sign bit. The number characterizing the state of register 9 is set in accordance with a linear approximation of the cosine of the phase angle. (2) O, (), J (x 21. (2) Graphically, this dependence is shown in Fig. 26. Thus, the moduli of Nc / v) and jv are called the dependence IN ccx) j lNs (x) l g O) and the signs are equal to the signs sin x and cos x in soo sponding quadrants x. Any change in the counting direction or pulse counting rate in the reversible counter 7 simultaneously causes a corresponding change in register 9. Therefore, it can be said. 9 6 then the argument x has the physical meaning of the angle of rotation of the shaft of an electromechanical equivalent to the phase shifter. Despite the fact that the numbers N5 (4) and NC. (X} are significantly different from sin X and cos X, this does not lead to a phase shift error in the meter tracking system. If the required phase shift is not reached, the control voltage produced a zero-body (for example, a radio-direction finder phase discriminator) is not equal to O, and the numbers Ngu (ctx) change according to a specified law (Fig. 2a and 26) until their ratio is equal to the ratio of the exact values of the trigonometric functions sin, . .-. „Where H is the required phase cos Ч shift. You can prove this as follows. Let an analog voltage sinwjt be input to the device, the phase of which needs to be shifted by an amount of 1. In a digital-to-analog converter 1 (Fig. 1), this voltage is multiplied by the number N s (x) of the signal envelope which follows the law defined by expression (1). Similarly, in a DAC 2, cosLOt is multiplied by NC (X) (2) t The envelopes of these signals are out of phase in the same way as numbers and Hc (x are from an angle. The products obtained at the LPC 1 and 2 outputs add up in the adder. Obviously, the meter, which uses the proposed device, is in equilibrium when the following equation (0)) -coswt + Ngfj xsi (ujt +) is fulfilled. Consequently, in the counter and register-, 9, the values of the numbers (Kko proportionality coefficient) N SIX) 1 N t (, x) k COSV are set and their ratio will be equal to the exact value - tg W. NSUJ. . : - tqV (5) NCCX s4 5}, "N SW /, 4 - arctg. (6) In the proposed device, the number of digits of the reversible counter 7 and register 9 is significantly smaller. 7.90 Than the number of binary elements in ROM known at the same phase shift accuracy. Due to the approximation of sin x and cos X by triangular functions and NCCX) I whose ratio in the equilibrium position is exactly equal to the tangent introduced by the phase shift, the numbers characterizing the state of the reversible counter 7 and the register 9 can be used to digitally indicate the phase angle angle in the direction finder. The conversion of these two numbers into analogue format allows the use of the existing arrowhead direction indicators to indicate. ; Claims of the invention A controlled phase-shifting device comprising first and second digital-to-analog converters, a phase shifter and an output adder, which is characterized by the fact that, in order to increase the reliability of the device, a deduction register and series-connected voltage converter, reverse control unit, a reversible counter and a decoder, while the output of the reversible counter is connected to the digital input of the first digital-to-analog converter, to the input of the decoder and through a subtracting regis Tr - with the digital input of the second digital-to-analog converter, the output of the decoder is connected to the second input of the reversing control unit, and an external source of control voltage is connected to the input of the voltage converter - frequency. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate Vf kG8236, cl. 6 01 R, 25 / Oi, 1969.
2.Патент Великобритании tP 1527603, кл. Н 2 F 11, 1970.2. The patent of Great Britain tP 1527603, cl. H 2 F 11, 1970.