равляется импульсами начала (н) и конца (к) мерного интервала, которые могут вырабатываться с высокой стабильностью во времени, обеспечиваемой кварцевым генератором. Перед началом счета в счетчике в дополнительном коде устанавливается число Ло=/о7 м, соответствующее переходной частоте дискриминатора /о. Поэтому в конце мерного интервала времени в счетчике оказывается записанным число N=N-No, зависящее от частотного рассогласования А/=/.-/о. Оно считывается устройством считывания УС, после чего счетчик подготавливается к следующему циклу работы. Цена единицы младщего разряда выходного кода описанного дискриминатора составляет 6i = = 1/Гм и при малых значениях мерного интервала может оказаться недопустимо больщой.

Меньшая погрещность измерения частотного рассогласования достижима в цифровом частотном дискриминаторе, построенном как периодомер [19]. Однако он более сложен. Принцип его работы заключается в формировании временного интервала, соответствующего заданному числу периодов входного сигнала, и заполнении этого интервала счетными импульсами.

Используются также цифровые частотные дискриминаторы, построенные по аналоговому прототипу с двумя расстроенными контурами [9] и содержащие два перестраиваемых узкополосных цифро-

Рис. 7.18

вых фильтра ЦФ! и ЦФ2 (рис. 7.18), резонансные частоты которых несколько разнесены относительно переходной частоты. Другими элементами схемы являются АЦП, квадратичные преобразователи КП1 и КП2, соответствующие амплитудным детекторам с квадратичной характеристикой в аналоговом частотном дискриминаторе, устройство вычитания и накопитель Я. Изменение переходной частоты происходит под действием управляющего сигнала и, поступающего по цепи главной обратной связи. При этом резонансные частоты цифровых фильтров перестраиваются так, что их разность сохраняется практически постоянной. Если частота входного сигнала лежит точно посередине между резонансными частотами цифровых фильтров, т. е. совпадает с переходной частотой, то цифровой сигнал рассогласования Na оказывается равным нулю.

Цифровые фазовые детекторы. Возможная схема построения цифрового фазового детектора показана на рис. 7.19 [19]. Принцип ее работы заключается в том, что разность фаз между колебаниями входного и опорного Uo сигналов преобразуется во временной интервал, фиксируемый триггером Тр и заполняется счетными импульсами, проходящими от генератора счетных импульсов ГСИ через логический элемент И на счетчик Сч.

Для уменьшения ошибки из-за дискретного отсчета фазы используется, увеличение периода сравниваемых колебаний в т раз с помощью делителей частоты. Синусоидальные колебания на их выходах преобразуются формирователями Ф1 и Ф2 в остроконечные импульсы, следующие с интервалами inff и /п оп, где / и /(, - частоты входного и опорного сигналов. Эти импульсы управляют работой триггера, за-

Л I ]]f

Рис. 7.19

ставляя его открывать логический элемент И на время (inff) (Аф/2я), соответствующее фазовому сдвигу Дф на частоте fgjin. За указанное время число счетных импульсов, прошедших на счетчик, составит Л/=(шДф)/(2я/опГсч), где Г - период следования счетных импульсов.

Чтобы учесть знак разности фаз, фаза опорного колебания сдвигается на -я, что расширяет интервал времени, в течение которого логический элемент И открыт, на полпериода сравниваемых колебаний. За это время в счетчике даже при Дф=0 установится число No=in/ /(2/опГс,). Оно компенсируется путем записи в счетчик перед началом каждого цикла работы в дополнительном коде числа No- В результате к концу каждого цикла работы в счетчике образуется цифровой сигнал рассогласования по фазе N = N, который считывается устройством считывания УС по специальной команде. Положительные значения рассогласования считываются в прямом коде, отрицательные - в дополнительном. Цена единицы младшего разряда выходного кода составляет б1=2л/опГч/ш.

Другие варианты построения цифровых фазовых детекторов описаны, например, в [9, 13]. ;

Цифровые исполнительные устройства. Осуществляя непосредственное преобразование цифрового управляющего сигнала в опорный сигнал, один из параметров которого является управляемой величиной, цифровые исполнительные устройства совмещают в себе функции ЦАП, экстраполятора и аналогового исполнительного устройства.

В цифровых системах АСД широко используются в качестве ис полнительных устройств преобразователи кода, снимаемого с цифрового управляющего фильтра, во временной сдвиг следящих импульсов. Принцип работы такого преобразователя [13, 19] поясняется схемой на рис. 7.20, которая позволяет сформировать импульс запуска генератора следящих импульсов и, задержанный относительно синхронизирующего импульса СИ на время, пропорциональ-

Рис. 7.20

ное цифровому управляющему сигналу jVy. Число jVy перед началом каждого цикла работы преобразователя записывается в регистр памяти РП. Синхронизирующий импульс, поступая на триггер Тр, переводит его в состояние, при котором открывается логический элемент И. При этом счетные импульсы, следующие с периодом с генератора счетных импульсов ГСИ, попадают на счетчик Сч, постепенно увеличивая записанное в нем число. В момент времени, когда содержимое счетчика нарастает до значения Ny, записанного в регистр памяти, срабатывает схем? сравнения СС и выдает импульс Ыз, задержанный относительно синхр ни- /7,

зирующего импульса на время t=jVyr . При этом триггер переводится в исходное состояние, обнуляется содержимое счетчика и осуществляется переход к следующему циклу работы.

Поскольку цена единицы младшего разряда описанного преобразователя кода во временной интервал составляет б2=Гч, малая ошибка от квантования по уровню достигается в нем лишь при высоком быстродействии счетчика и других элементов схемы. В связи с этим иногда оказывается

целесообразным использование других вариантов построения преобразователя [19].

В системах частотной и фазовой автоподстройки в качестве цифровых исполнительных устройств применяются цифровые синтезаторы частоты, формирующие гетеродинные синусоидальные колебания с частотой /t,=/u+jVyA/, где /ц - центральная частота; jVy- управляющее число, поступающее с цифрового управляющего фильтра; А/ - шаг дискретизации частоты. Они подробно описаны в [191. Там же описаны цифровые синтезаторы поворота диаграммы направленности фазированной антенной решетки, которая может служить электронным исполнительным устройством в системах АСН.

Шаговые исполнительные электродвигатели. В качестве- электромеханического исполнительного устройства в цифровых системах АСН может применяться шаговый электродвигатель, входной сигнал которого представляет собой последовательность управляющих импульсов. Каждый из них заставляет ротор двигателя поворачиваться на некоторый фиксированный угол Дф, а результирующий угол поворота ротора пропорционален числу поданных управляющих импульсов. Поэтому шаговый двигатель является преобразователем единичного (унитарного) кода в угол поворота. Поскольку точное преобразование двоичного кода на выходе цифрового управляющего фильтра в единичный код легко выполняется на типовых элементах дискретной микроэлектроники, шаговый двигатель очень хорошо приспособлен для работы в составе цифровой автоматической системы.

В современных шаговых двигателях [6] шаг Дф составляет от 1 до 22,5°, пусковой момент вращения - от 1,5 до 1500 Н-м. При необходимости шаг может быть уменьшен, а момент вращения увеличен по-