Дискретный фазовращатель генератора инфранизких частот

 

СОЮЗ COBSTGKMA

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 20.Х1.1970 (¹ 1494877 26-9) с присоединением заявки х! 1628172 26-9)

Приоритет

Опубликовано 08 11.1973. Б!Оллетень X 10

Дата опубликования Описания 24.IV.1973

М. Кл. и 0311 7;18

Комитет по делам иаобрвтеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

i Д1х 621.316.727(088.8!

Автор изобретения

В. В. Смеляков

Заявитель

ДИСКРЕТНЫЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ ГЕНЕРАТОРА

ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ

Изобретение можно:использовать при экспериментальном определен ни динао!ических характеристик систем а втоматического контроля, регулирования и управления.

Известен дискретный фазовращатель генератора инфранизких частот, содержащий пять вентилей, управляемых пятью триггерами,декадный счетчик ввода величины изменения начальной фазы с отдельными декадами, схемы

«И» на каждую декаду и счетчик контроля вели!чины текущего значения начальной фазы.

Однако фазовращатель изменяет начальную фазу выходного синусоидального напряжения с дискретностью в 0,1 на положительные и отрицательные углы от 0 до 360, С целью повышения быстродейсввия измеH!.;H!HsI фазы на положительную и отрицательную величину угла в предлагаемом фазовращателе,между входом пятого, вентиля и выходом декадного делителя частоты включена схема «ИЛИ», второй вход которой соединен через линию задержки с переключателем

«фаза», а между выходом третьего вентиля и вторьгм входом триггера, управляющего этим !вентилем, !включен реверсивный счетчик, управляемый от,ключа «фаза» и декадното делителя частоты, второй выход реверсивного счетчика подключен к учравляющему входу четвертого вентиля.

На чертеже изображена блок-cveìа предлагаемого дискретного фазовращатсля генератора пнс1!раниз:., :.x частот.

Предлагаемое устройство содержит кварцевый генератор 1 высокой частоты t, делитель частоты 2 с переменным коэффициентом деления gi, делlггель частоты 8 с постоянным коэффициентом деления q = 100, реверси!вный счетчик 4:преооразс!вателя кода в аналог со схемой «И» 5 и Tp»nrepoit 6 знака, преобразо10 ватель 7.кода .в аналог (ПКА) и фазовращатель 8, имекщ11й реверсивный счетчик 9 со схемой «И» 10 и триггером 11 знака декадный

l2 с Hepeb: IIHbtlt коэфф11циснтом деления (декадныи счетчик ввода до15 полнений) для ввода величины начальной фазы со схемой «И» 18, реверсивнь|й счетчик

14 для отсчета результ!!рующен начальной фазы после ряда ее изменений, триггеры 15—

l7 схемы упра!вленпя фазовращатсля, схему

20 «ИЛИ» 18, ве1!тплп 19 — 28 схел!ы управления фазовращателя, л!1ннп задержк . 24 — 26, пср:. ::.лючатель 27, кнопку 28 «фаза» и счетч1 1 к 29, Каждому допел!нательному импульсу, по25 ступа1ощему на вход реверсивно"О счетчика 4 соответствует изменение начальной фазы фор360 мируемого спг:!ала на угол, где р — число

Р ступенек формируемой синусо tqt t на .период.

30 1 аждо !м toit t!лнttTLá. 1!>110 !у I!at!II) льc !, посту369678

20 пак>щему на вход делителя 8, соответствует

360, изменение начальной фазы на величину

РЧя где q — постоянный коэффициент деления делителя частоты 8.

Например, при р = 36, q> — — 100 изменением числа дополнительных импульсов, поступающих на вход реверсивного счетчика 4, можно изменять начальную .фазу с дискретностью р = 10 на один входной импульс счетчика 4.

Изменением числа дополнительных импульсов, поступающих на вход делителя 8, можно изменять начальную фазу с дискретностью

I1 = 0,1 на один IBxopной импульс делителя 8.

При р = 360, q» —— 100 можно изменять начальную .фазу с д исиретностью I1 = 0,01 на од ни входной импульс делителя 8.

Задание сдвига фаз g осуществляется четырехдекадным делителем 12 частоты с помощью декадных переключателей путем введения в каждую декаду дополнений: (3 — т4) — в старшую декаду сотен градусов, (9 — тз) — в декаду десятков:градусов, (9 — т ) — в декаду единиц градусов, (9 — m,) — в младшую декаду десятых долей градуса.

Поскольку максимальный сдвиг фаз ф;„„, не превышает 360, то любой сдвиг фаз ф о(ф „,„, с точностью до десятых долейградуса можно выразить ч ислом

v > — — )hf = ) (10 m, + 10 m, + 10 m, + 10 т,), где р = 0,1 — дискретность отсчета начальной фазы,по декадному делителю 12 в градусах на один,входной импульс делителя 8;

M — число входных им пульсов на входе делителя 8 с коэффициентом деления дую=100 и р=36; т, тз, т, и m — целые числа, устанавливаемые на декадных пере;ключателях,делителя 12.

При измерении вознlикает необходимость изменять начальную фазу в,процессе измерения несколько раз на различные положительные и отрицательные углы ф, .... Результирующий угол сдвига фаз определяется алгебраическим суммированием отдельных сдвигов

П т, — — 5, gg

Е=1

Это суммирование, при P = 0,1 осуществляется четырехдекадным реверсивным счетчикам 14.

В старших декадах счетчика 14 имеется схема «И», обеспечивающая пер иодический сброс показаний в 360 при фв ) 360, в результате чего суммарный угол g.„ âñelãäà находится в пределах 0 — 360 .

Устройство работает следующим образом.

ЗО

В исходном состоянии BcIITH.lH 19, 20, 22 н 28 закрыты, а вентиль 21 открыт. Триггеры

15 — 17 и триггеры счетчиков находятся в нулевом состояиии.

Генератор включеH и формирует на выходе

ПКА 7 аинусоидальный сигнал определенной частоты и начальной фазы.

Для изменения начальной фазы в процессе формирования выходного синусоидального сигнала на величину ф",декадные переключатели делителя 12 устанавливаются в положе ния, обозначенные целыми числами т„m>

mp и т4 (шкала установки начальной фазы).

После нажатия кнопки 28 «фаза» (положение переключателя 27 « - »),пусковыи импульсом через триггеры 15 н 1б открываются вентили

19 и 20 и закрывается вентиль 21. Тем же импульсом вводятся соответствующие дополнения в декады делителя 12 и через триггер

11 счетчик 29 устанавливается на суммирование.

С этого момента начинается время т ввода дополнительных им пульсов в делители 8 и 12

IH счетчик 14 на частоте fp и подсчет счетчиком

29 задержанных за это время основных импульсов закрытым вентилем 21 на частоте f<.

Следовательно, за время т в делитель 8 поступают только дополнительные импульсы на частоте fp, а задержанные вентилем 21 основные импульсы учитываются счетчиком 29, работающим на суммирование.

После поступления в делитель 12 числа импульсов М, соответствующего, данному изменен ию начальной фазы, все триггеры делителя

12 установятся в состояние «1», на выходе схемы «И» 18 появляется импульс, который через триггер 15 закрывает вентиль 19 и открывает вентиль 21, а через триггер 11 открывает вентиль 22 и переводит счетчик 29 на вычитание.

В течение второго периода т на вход делителя 8 частоты через вентиль 21 поступают основные импульсы, а через вентили 20 и 22 и линию .задержки 24 — задержанные и мпульсы на частоте f>, в результате чего исключается возможное наложение основных и задержанных им пулысов.

Второй период ввода т продолжается до полного считывания показаний счетчика 29, HplH нулевом показании которого выходным им пульсом схемы «И» 10 через триггер 1б закрывается вентиль 20, а через триггер 11.закрывается вентиль 22, и счетчик 29,переключается на суммирование. Процесс ввода дополнительных и задержанных импульсов закончен. Начальная фаза изменена на величину ф . Второй период ввода т необходим для того, чтобы:пропустить через делитель 8 все основные импульсы, накопленные за время т в счетчике 29.

После перьвого изменения начальной фазы на величину ф ) 0 все триггеры схемы управления и триггеры делителей 8 и 12 устана вливаются в исходное нулевое состояние, вентили

369678

10

19, 20 и 22 закрываются, а на счетчике текущего учета начальной фазы записывается угол сдвига = — фь

При последующем изменении начальной фазы на величину

, = (10 m + 10 . тз + 10 т + 10 т ) все операции повторяются в той же последовательности. При окончании этого процесса схема приходит IB исходное состояние, кроме счетчика 14 контроля текущей фазы, который зафи коирует сдвиг фаз ф = ф1+ф2.

Условия изменения начальной фазы выходного напряжения фазовращателя на отрицательные углы ф от 0 до 360 с той же дискретностью и за те же малые промежутки времени путем введения дополнительных импульсов на частоте fp состоят в том, что за время ввода дополнительных импульсов т1 на частоте fp реверсивный счетчик 4 переключается на противоположный режим. Эти условия реализуются переключателем 27, триггерами б и 17, схемой «ИЛИ» 18, вентилем 28 и линиями задержки 25 и 26.

При изменении начальной фазы на отрицательные углы переключатель 27 устанавливается IB,ïîëîæåíèå « — », и после нажатия кнопки «фаза» импульс пуска через трипгер 17 открывает вентиль 28 и:переключает счетчик 14 на вычитание, а счетчик 4 — на противоположный режущим. В вод дополнительных импульсов в делители 3 и 12 и счетчик 14 осуществляется так же, как и при изменении фазы:на противоположные углы за .время ть Поступление дополнительных импульсов на частоте f, через вентиль 19 и основных импульсов на частоте

/1 через вентиль 21 на |вход делителя 3 по времени также раздельно, как и при изменении фазы на положительные углы, в результате чего исключается возможное наложение этих импульсов на входе делителя 8 и сбои IB работе триггерных ячеек этого делителя.

При изменении начальной фазы на малый положительный или отрицательный угол, а также:при формировании колебаний н|ижнего диапазона частот время .ввода дополнительных импульсов т1 на частоте fp меньше периода следования основных импульсов на час1 тоте т1 (Т1 — — —. Дополнительные импульсы .г1 на ча стоте fp в водятся в делитель 8 за время ть составляющее доли периода Ть при этом фазовращатель может работать и без счетчика 9.

Однако при формировании колебаний верх15

55 него диапазo"tà частот и изменении начальной фазы на большие углы время ввода дополнительных импульсов может оказаться значительно больше периода следования основных импульсов ть что вызывает совпадение основных и дополнительных импульсов на входе делителя 8. В предлагаемом устройстве в процессе ввода дополнительных импульсов на частоте fp основные импульсы на частоте fI запоминаются счетчиком 9 и вводятся в делитель

3 после завершения ввода дополнительных импульсов.

Предмет изобретения

Дискретный фазовращатель генератора инфранизких частот, выполненного в виде последовательно соединенных кварцевого генератора, делителя с переменным коэффициентом деления, делителя с,постоянным коэффициентом деления, реверсивного счетчика и преобразователя код-аналог, содержащий декадный делитель частоты, пять вентилей, один из которы.; включен между кварцевым генератором и входами делителя с постоянным коэффициентом деления и декадного делителя, второй — между выходом делителя с переменным коэффициентом деления и входами делителя с постоянным коэффициентом деления, третий вентиль включен между выходом делителя с,переменным коэффициентом деления и третьим .входом делителя с постоянным коэффициентом деления через линию задержки и четвертый вентиль, а пятый вентиль включен на втором входе реверсивного счетчика преобразователя код-аналог, причем первый и второй вентили управляются от ключа «фаза» и декадного делителя частоты через триггер, третий — от ключа «фаза» через второй триггер, а пятый — от переключателя «фаза» и декадного делителя частоты через третий триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия изменения фазы на положительную и отрицательную .величину угла, между входом пятого вентиля и выходом декадного делителя частоты включена схема

«ИЛИ», второй вход которой соединен через линию задержки с переключателем «фаза», а между выходом третьего вентиля и вторым входом триггера, управляющего этим вентилем, включен реверсивный счетчик, управляемый от ключа «фаза» и декадного делителя частоты, причем .второй, выход,реверсивного счетчика подключен к управляющему входу четвертого вентиля.

Редактор Т, Морозова

Составитель М. Порфирова

Техред Т. Курилко

Корректор Н. Стельмах

Заказ 1083/6 Изд. М 1275 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2