Перетворювач фаза-код

Винахід відноситься до цифрової вимірювальної техніки. 1 може бути використаний для точного вимірювання фазового зсуву у широкому діапазоні частот. Найбільш близьким по сукупності ознак до запропонованого є цифровий фазометр [2], який містить два вхідні формувачі, генератор тактових Імпульсів, блок керування, схему віднімання, два лічильника, два комбінаційних елементи І-АБО, керуючі входи першого комбінаційного елемента І-АБО підключені до розрядів першого лічильника, сигнальні - до розрядів другого лічильника, керуючі входи другого комбінаційного елемента І-АБО підключені до розрядів другого лічильника, сигнальні-до розрядів першого лічильника, вихід якого з'єднаний з першим входом блока керування, другий І третій входи якого з'єднані відповідно з виходами першого І другого вхідних формувачів, входи яких є входами пристрою. Крім того в його склад входять реверсивний лічильник, лічильник результату І два елементи І, причому перший І другий виходи блока керування підключені відповідно до входів підсумовування І віднімання реверсивного лічильника, вихід обнуления якого з'єднаний з" четвертим входом блока керування, третій І четвертий виходи якого підключені відповідно до других входів першого І другого елементів І, перші входи яких з'єднані з виходом генератора тактових Імпульсів, ви хід другого елемента 1 підключений до входу першого лічильника, вихід першого комбінаційного елемента I-АБО з'єднаний з першим входом схеми віднімання, другий вхід якої підключений до виходу першого елемента І, вихід схеми віднімання з'єднаний з входом другого лічильника, вхід обнуления якого підключений до входів обнуления першого І реверсивного лічильників і до п'ятого виходу блока керування, шостий вихід якого з'єднаний з входом обнуления лічильника результату, вхід якого підключений до виходу др угого комбінаційного елемента І-АБО. Недоліком цього пристрою є обмежена швидкодія, що зумовлено роботою фазометра в два етапи. В основу винаходу поставлено завдання створити такий перетворювач фаза-код, в якому введення нових структурних елементів і нових зв'язків дозволило б здійснювати перетворенняя фаза-код за один етап і за рахунок цього забезпечити підвищення швидкодії і тим самим збільшити продуктивність роботи пристрою, зменшити можливі динамічні похибки. Поставлене завдання вирішується тим, що в перетворювач фаза-код, що містить два вхідні формувачі, генератор тактових імпульсів, блок керування, схему віднімання, два лічильники, два комбінаційних елементи І-АБО, керуючі входи першого комбінаційного елемента І-АБО підключені до розрядів першого лічильника, сигнальні - до розрядів другого лічильника, керуючі входи др угого комбінаційного елемента І-АБО підключені, до розрядів другого лічильника, сигнальні - до розрядів першого лічильника, вихід якого з'єднаний з першим входом блока керування, другий І третій входи якого з'єднані відповідно з виходами першого І другого вхідних формувачів, входи яких є входами пристрою, згідно з винаходом, введені третій комбінаційний елемент І-АБО, керована схема віднімання, комутатор І два ключі, перший вхід першого ключа з'єднаний з першим виходом блока керування, другий вихід якого підключений до першого входу комутатора, другий вхід якого з'єднаний з виходом схеми віднімання, перший вхід якої підключений до виходу керованої схеми віднімання, перший вхід якої з'єднаний з виходом другого ключа, перший вхід якого з'єднаний з виходом третього комбінаційного елемента І—АБО, керуючі входи якого підключені до шини установки коефіцієнту, а сигнальні - до розрядів першого лічильника, вхід якого з'єднаний з виходом генератора тактових Імпульсів, третій І четвертий виходи блока керування підключені відповідно до другого І третього входів керованої схеми віднімання, четвертий вхід якої з'єднаний з виходом другого комбінаційного елемента І-АБО, ви хід першого комбінаційного елемента І-АБО підключений до другого входу першого ключа, вихід якого з'єднаний з другим входом схеми віднімання, перший І другий ви ходи комутатора підключені відповідно до входів підсумовування І віднімання другого лічильника, а п'ятий вихід блока керування з'єднаний з другим входом другого ключа. Введення третього комбінаційного елемента І-АБО дозволяє виконати операцію масштабування, а введення керованої схеми віднімання, І комутатора, - операцію ділення, при цьому одержана можливість реалізувати необхідні перетворювання одночасно з вимірюванням величини фазового зсуву І періоду повторення. На фіг. 1 зображена структурна схема перетворювача фаза-код. Перетворювач фаза-код вміщає вхідні формувачі 1 і 2, блок 3 керування, генератор 4 тактових Імпульсів, ключ 5, схему 6 віднімання, комутатор 7, комбінаційні елементи 8, 9, 12 І-АБО, лічильник підсумовування 10, реверсивний лічильник 11, керована схему 13 віднімання, ключ 14. Керуючі входи комбінаційного елемента 8 І-АБО підключені до розрядів першого лічильника 10, сигнальні до розрядів другого лічильника 11, керуючі входи другого комбінаційного елемента 12 І-АБО підключені до розрядів другого лічильника 11Г сигнальні - до розрядів першого лічильника 10, вихід якого з'єднаний з першим входом блока 3 керування, другий і третій входи якого з'єднані відповідно з виходами першого І другого вхідних формувачів 1, 2, входи яких є входами пристрою, перший вхід ключа 5 з'єднаний з першим виходом блока 3 керування, другий вихід якого підключений до першого входу комутатора 7, другий вхід якого з'єднаний з виходом схеми 6 віднімання, перший вхід якої підключений до виходу керованої схеми 13 віднімання, перший вхід якої з'єднаний з виходом другого ключа 14, перший вхід якого з'єднаний з виходом третього комбінаційного елемента 9 І-АБО, керуючі входи якого підключені до шини установки коефіцієнту, а сигнальні - до розрядів першого лічильника 10, вхід якого з'єднаний з виходом генератора 4 тактових Імпульсів, третій І четвертий виходи блока 3 керування підключені відповідно до другого і третього входів керованої схеми 13 віднімання, четвертий вхід якої з'єднаний з виходом другого комбінаційного елемента 12 ІАБО, ви хід першого комбінаційного елемента 8 І-АБО підключений до другого входу ключа 5, вихід якого з'єднаний з другим входом схеми 6 віднімання, перший І другий виходи комутатора 7 підключені відповідно до входів додавання І віднімання другого лічильника 11, а п'ятий вихід блока З керування з'єднаний з другим входом ключа 14. Можливі два варіанти роботи перетворювача фаза-код. У першому з них момент переповнення лічильника 10, на вхід якого поступають імпульси з вихода генератора 4, співпадає з наявністю імпульсного сигналу на виході 19 блока 3 керування (фіг.2). В момент, який відповідає закінченню першого (після переповнення лічильника 10) імпульса на виході 19 блока 3 керування, в лічильнику 11 буде записано число Тут Хt - результат квантування фазового зсуву; - результат квантування одного періоду; m - кількості періодів, що підлягають перетворенню; n - кількість розрядів лічильників 10 і 11; k - коефіцієнт, що задається кодом, який подається на керуючі входи комбінаційного елемента 9 І-АБО. В момент закінчення m-го періоде в лічильнику 11 буде зафіксовано число З врахуванням виразу (І), отримаєм Вибравши , будемо мати У другому варіанті роботи перетворювача фаза-код момент переповнення лічильника 10 співпадає з відсутністю Імпульсного сигналу на виході 19 блока 3 керування (фіг.3). В цей момент в лічильнику 11 буде записано число В момент закінчення m-го періода в лічильнику 11 буде зафіксовано число, яке, як І в попередньому варіанті, визначається формулою (2). Але в цьому випадку З врахуванням (2), (4), (7) і (8), знову отримаєм вираз (6). Таким чином, в обох можливих варіантах роботи пристрою, перетворення фаза-код здійснюється за один етап, що забезпечує Істотне підвищення швидкодії.