SU661400A1 - Phase-to-code converter with automatic error correction - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗА-КОД С АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ПОГРЕШНОСТИ(54) PHASE CODE CONVERTER WITH AUTOMATIC CORRECTION OF ERROR

Изобретение относитс  к области импульсной техники и может быть использовано при построении высокоточных и быстродействующих преобразователей.The invention relates to the field of pulsed technology and can be used in the construction of high-precision and high-speed converters.

Известны преобразователи фаза-код с автоматической коррекцией погрешности, в ко-, торых коррекци  результата преобразовани  осуществл етс  за счет периодического «запараллелировани  каналов. Точность преобразовани  в таких устройствах достигаетс  за счет того, что переменна  составл юща  напр жени  частоты коммутации на выходе не зависит от фазовой неидентичности каналов. Однако коммутаци  на входе напр жений, фазовый сдвиг между которыми подлежит измерению, существенно снижает быстродействие преобразовател , поскольку результат получаетс  путем синхронного детектировани  выходного напр жени  частоты коммутации, а последн   должна быть выбрана на несколько пор дков ниже, чем частота входных сигналов (дл  уменьщени  вли ни  скачков фазы при коммутации) 1.Phase-to-code converters are known with automatic error correction, in which the conversion result is corrected by periodically paralleling the channels. The accuracy of conversion in such devices is achieved due to the fact that the variable component of the voltage of the switching frequency at the output does not depend on the phase nonidentity of the channels. However, switching at the input voltage, the phase shift between which is to be measured, significantly reduces the speed of the converter, since the result is obtained by synchronous detection of the output voltage of the switching frequency, and the latter must be selected several orders of magnitude lower than the frequency of the input signals (to reduce the effect no phase jumps during switching) 1.

Недостатком таких преобразователей  вл етс  больща  амплитудно-фазова  погрешность .A disadvantage of such transducers is a large amplitude-phase error.

Известны также преобразователи фазакод с автоматической коррекцией погрешности , содержащие формирователи пр моугольных колебаний и два триггера, которые запускаютс  противоположными фронтами пр моугольных колебаний, полученных из напр жений, фазовый сдвиг между которыми измер етс  2.Phase-code converters with automatic error correction are also known, containing rectangular oscillators and two triggers that are triggered by opposite fronts of rectangular oscillations obtained from voltages, the phase shift between which is measured 2.

Их недостатком  вл етс  высока  погрешность , обусловленна  фазовой неидентичностью .Their disadvantage is a high error due to phase nonidentity.

Известны также преобразователи фазакод , содержащие последовательно включенные управл емый фазовращатель и формирователь , выход которого соединен с одним из входов первого триггера, соединенного вторым входом с выходом второго формировател , квантующий преобразователь, подключенный к выходу триггера, второй триггер , один вход которого через первый переключатель соединен с выходами первого и второго формирователей, последовательно соединенные со входами устройства второй переключатель и вспомогательный формирователь , коммутационный генератор, соединенный с управл ющими входами переключателей и первым входом синхронного детектора , выходом соединенного с управл емым фазовращателем 3. Их недостатком  вл етс  больша  амплитудно-фазова  погрешность. Цель изобретени  - уменьшение погрешностей , обусловленных неидентичностью основных каналов, и уменьшение амплитуднофазовой погрешности преобразовател  из-за уходов нулевой линии вспомогательного формировател  канала коррекции. Эта цель достигаетс  тем, что преобразователь фаза-код с авто.матической коррекцией погрешности, содержащий в одном из каналов последовательно включенные управл емый фазовращатель и формирователь, выход которого соединен с одним из входов первого триггера, соединенного вторым входом с выходом второго формировател , выход этого триггера соединен с квантующим преобразователем, второй триггер, один вход которого через первый переключатель соединен с выходами первого и второго формирователей , а также последовательно соединенные второй переключатель, соединенный со входами устройства, и вспомогательный формирователь, коммутационный генератор, выход которого соединен с управл ющими входами переключателей и первым входо.м синхронного детектора, выходом соединенного с управл ющими входами переключателей и первым входом синхронного детектора , выходом соединенного с управл емым фазовращателем, снабжен инвертором, сумматором и третьим триггером, один вход которого соединен с выходом первого переключател , другой вход через инвертор соединен со вторым входом второго триггера, а выход третьего триггера подключен к первому входу сумматора, другой вход которого соединен с выходом второго триггера. Выход сумматора соединен со вторым входом синхронного детектора, а вход инвертора подключен к выходу вспомогательного формировател . На фиг. 1 представлена структурна  схема преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Преобразователь содержит управл емый фазовращатель 1, формирователи 2, 3 пр моугольных колебаний в основных каналах. триггер 4, квантующий преобразователь 5, вспомогательный формирователь 6 пр моугольных колебаний, инвертор 7, триггеры 8, 9, сумматор 10, синхронный детектор 11, коммутационный генератор 12, и переключатели 13, 14. Устройство работает следующим образом . Сравниваемые по фазе напр жени  U/ и Ui (фиг. 2, а, б) без ущерба общности показанные синфазными, одно непосредственно , а второе через управл емый фазовращатель 1 воздействуют на входы формирователей 2 и 3, производ щих усиление и ограничение входных напр жений. Перепады напр жений с выходов формирователей 2 и 3 (фиг. 2, в, г) запускают триггер 4, и импульсы с выхода последнего кодируютс  с помощью преобразовател  5. Одновременно напр жени  Ui и U с помощью автоматического переключател  14, управл емого от генератора 12, попеременно подаютс  во вспомогательный канал, содержащий формирователь 6. При наличии ухода нулевой линии формировател  6 (показана пунктирной линией) скважность пр моугольного напр жени  последнего отлична от линии формировател  2 (фиг. 2,д) и зависит от амплитуд входных напр жений. Это напр жение непосредственно и через инвертор 7 поступает на входы триггеров 8 и 9, на другие входы которых через переключатель 13 поступает напр жение с выхода соответствующего формировател  2, если во вспомогательный капал подаетс  папр жение lj(, и формировател  3, если подано напр жение IJj. Импульсы с амплитудой Uo с выходов триггеров 8 и 9 (фиг. 2, ж, з) через сумматор 10 поступают на вход детектора И, управл емого от генератора 12. Поскольку среднее значение суммарного напр жени  на входе детектора I 1 в оба такта коммутации одинаково (), то огпбающа  частоты ком.мутации отсутствует и напр жение на В1 1ходе этого детектора равно нулю (управл ющее воздействие дл  управл емого фаЗовращате.л  1 отсутствует). При изменении положени  нулевой линии формировател  6, например, в сторону увеличени  асимметрии (пунктирна  .чинп  на фиг. 2. а, б перемещаетс  дальше от оси абсцисс) смещаютс  фронты импульсов папр жени  на выходе формировател  6 и соответственно инвертора 7 (на фиг. 2, д показано стрелками). При этом смещение происходит в одинаковой степени в разные стороны , в результате чего длительноеть импульсов на выходе триггера 8 увеличиваетс ,fja выходе триггера 9 уменьшаетс , а су.ммарна  длительность их остаетс  неизменной. Таким образом, вспомогательный канал коррекции оказываетс  нечувствительным к смещению нулевой линии формировател  6. Если же возникает несоответствие фаз входного и выходного напр жений какоголибо из основных каналов Д U, привод щее к погрешноети (фиг. 2, г пунктирна  лини ), это вызывает смещение фронтов импульсов на выходах триггеров 8 и 9 в одну сторону (фиг. 2, ж, з) и изменение среднего значени  напр жени  на входе детектора 11 в данном такте. В результате по влени  огибающей частоты коммутации выходное напр жение детектора становитс  отличным от нул  и воздействует на фазовращатель 1 в сторону уменьшени  Д U, т. е. осуществл етс  коррекци  погрешности основных каналов . При этом, как отмечалось выше, уходы нулевой линии формировател  6 канала коррекции вли ни  не оказывают.Phase-code converters are also known that contain a series-connected controlled phase shifter and a driver whose output is connected to one of the inputs of the first trigger connected by a second input to the output of the second driver, a quantizing converter connected to the trigger output, the second trigger, one input of which is connected through the first switch with the outputs of the first and second drivers, serially connected to the inputs of the device, the second switch and the auxiliary driver, switching An on-line generator connected to the control inputs of the switches and the first input of the synchronous detector is connected to a controlled phase shifter 3. Their disadvantage is a large amplitude-phase error. The purpose of the invention is to reduce errors due to the nonidentity of the main channels, and to reduce the amplitude-phase error of the converter due to the departure of the zero line of the auxiliary correction channel former. This goal is achieved by the fact that a phase-code converter with an automatic error correction, containing in one of the channels a series-connected controlled phase shifter and a driver, the output of which is connected to one of the inputs of the first flip-flop connected by the second input to the output of the second shaper, the output of this a trigger is connected to a quantizing transducer, the second trigger, one input of which is connected via the first switch to the outputs of the first and second drivers, as well as series-connected second a swivel switch connected to the device inputs and an auxiliary driver, a switching generator, the output of which is connected to the control inputs of the switches and the first input of the synchronous detector, an output connected to the control inputs of the switches and the first input of the synchronous detector, output connected to the controlled phase shifter It is equipped with an inverter, adder and a third trigger, one input of which is connected to the output of the first switch, the other input through the inverter is connected to the second input of the second th flip-flop and the third flip-flop output being connected to the first input of the adder, the other input of which is connected to the output of the second flip-flop. The output of the adder is connected to the second input of the synchronous detector, and the input of the inverter is connected to the output of the auxiliary driver. FIG. 1 shows a converter block diagram; in fig. 2 - time diagrams of his work. The converter contains a controlled phase shifter 1, shapers 2, 3 rectangular oscillations in the main channels. trigger 4, quantizing converter 5, auxiliary driver of 6 square-wave oscillations, inverter 7, triggers 8, 9, adder 10, synchronous detector 11, switching generator 12, and switches 13, 14. The device operates as follows. The phase-matched voltages U / and Ui (Fig. 2, a, b), without loss of generality, are shown in-phase, one directly and the other through the controlled phase shifter 1 affects the inputs of the formers 2 and 3 that produce the amplification and limitation of the input voltages . The voltage drops from the outputs of the formers 2 and 3 (Fig. 2, c, d) trigger a trigger 4, and the pulses from the output of the latter are encoded using converter 5. At the same time, the voltages Ui and U are controlled by an automatic switch 14 controlled by generator 12 , are alternately supplied to the auxiliary channel containing the shaper 6. If there is care of the zero line of the shaper 6 (shown by the dashed line), the porosity of the rectangular voltage of the latter is different from the line of the shaper 2 (Fig. 2e) and depends on the amplitudes of the input voltages. This voltage directly and through the inverter 7 is fed to the inputs of the flip-flops 8 and 9, to the other inputs of which, via the switch 13, the voltage comes from the output of the corresponding driver 2, if the auxiliary drip is supplied with the load lj (, and the driver 3, if IJj. Pulses with amplitude Uo from the outputs of the flip-flops 8 and 9 (Fig. 2, g, h) through the adder 10 are fed to the input of the detector I, controlled by the generator 12. Because the average value of the total voltage at the input of the detector I 1 is in both cycles switching is the same (), then ogp The frequency of the com mutations is absent and the voltage on B1 1 of this detector is zero (there is no control action for the controlled phase rotation of 1). When the position of the zero line of the driver 6 changes, for example, in the direction of increasing asymmetry (dotted line in Fig. 2. a, b moves farther from the abscissa axis) the edges of the pulses of the downstream driver 6 and, accordingly, the inverter 7 (in Fig. 2, e are indicated by arrows) are displaced. In this case, the displacement occurs to the same extent in different directions, as a result of which the duration of the pulses at the output of the trigger 8 increases, the fja output of the trigger 9 decreases, and the deadline their duration remains unchanged. Thus, the auxiliary correction channel turns out to be insensitive to the offset of the zero line of the former 6. If there is a mismatch between the phases of the input and output voltages of one of the main channels D U, leading to the error network (Fig. 2, d dashed line), this causes the fronts to shift pulses at the outputs of the flip-flops 8 and 9 in one direction (Fig. 2, g, h) and the change in the average value of the voltage at the input of the detector 11 in this cycle. As a result of the appearance of the switching envelope frequency, the output voltage of the detector becomes different from zero and affects the phase shifter 1 in the direction of decreasing D U, i.e., the error of the main channels is corrected. At the same time, as noted above, the zero-line drifts of the driver 6 of the correction channel have no effect.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 176329, G 01 R 25 /04, 1965.1. USSR author's certificate No. 176329, G 01 R 25/04, 1965. 2.Авторское свидетельство СССР № 121871, G 01 R 25/00, 1969.2. USSR Author's Certificate No. 121871, G 01 R 25/00, 1969. ЧH Л тLt ()-й такт() tact Фиг. 2FIG. 2