Широкополосный цифровой фазометр

 

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий два формирователя , выходы которых соединены с управляемым триггером, соединенным через два элемента совпадений со счетчиком, задающий генератор, который через последовательно соединенные фазовращатель и третий формирователь подключен к второму входу первого элемента совпадения и непосредственно - к входу времязадающего делителя, первый выход времязадающего делителя через блок управления фазовращателем подключен к другому входу Фазовращателя и через последовательно соединенные блок автомат1|ки и триггер подключен к второму входу второго элемента совпадения, и импульсно-фазовой детектор, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в негр дополнительно введены коммутатор , формирователь гармоник и блок управления коммутатором, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, коммутируемые входы которого подключены к первому , второму, третьему и четвертому выходам времязадающего делителя, а выход коммутатора соединен через формирователь гармоник с одним из входов импульсно-фазового депектора, другой вход которого соединен с одним из входов фазометра, а выход с управляющим входом задающего генератора , причем входы блока управления коммутатором соединены соответственно с выходами второго формиро00 Од вателя и времязадающего делителя.

((91 (Ш

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗЮ 01 R2 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЙ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Э>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3390071/18-21 (22) 22, 01 .82 (46) 23.05,83; Бюл. 11 19 (72) Н.С.Жилин, В.В.Гришаев, В,Е.3растов, 10.К.Сидоров и А,В.Нилкин (71) Томский институт автоматизи- рованных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.317.373(088.8) (56) l. Цифровые методы измерения сдвига фаэ. Отв.ред. Корндорф.

"Наука", 1979, с. 14-29, ". Автерское свидетельство СССР

11 352231, кл, G 01 R 25/04, 1971. (54)(57) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ЦИФРОВОЙ

ФАЗОИЕТР, содержащий два формирователя, выходы которых соединены с управляемым триггером, соединенным через два элемента совпадений со счетчиком, задающий генератор, который через последовательно соединенные фазовращатель и третий формирователь подключен к второму входу первого элемента совпадения и непосредственно - к входу времяэадающего делителя, первый выход времяэадающего делителя через блок управлен ия фаэовра щателем подключен к другому входу фазовращателя и через последовательно соединенные блок автоматики и триггер подключен к второму входу второго элемента совпадения, и импульсно.-фазовой детектор, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него дополнительно введены коммутатор, формирователь гармоник и блок управления коммутатором, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, коммутируемые входы которого подключены к первому, второму, третьему и четвертому выходам времязадающего делителя, а выход коммутатора соединен через формирователь гармоник с одним из входов импульсно-фазового де1 ектора, другой вход которого соединен с однйм из входов фазометра, а выходс управляющим входом задающего генератора, причем входы блока управления коммутатором соединены соответственно с выходами второго формирователя и времязадающего делителя, 1019360

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для повышения точности измерения разности фаэ цифровыми фазометрами в широком диапазоне ча5 стот.

Известен цифровой фазометр с преобразованием фазовый сдвиг - интер.вал времени - код, содержащий форми1О рующие устройства в каждом из каналов, триггер, схемы совпадений, генератор квантующих импульсов, времяэадающую схему и счетчик импульсов 1), Недостаток таких фазометров - зна15 чительное возрастание погрешности измерения на низких частотах иэ-за некратности времени измерения периоду входного сигнала.

Известен также цифровой фазометр, содержащий два формирователя, выходы- 2р которых соединены с триггером, выход которого через два элемента совпадения соединен со счетчиком, второй вход первого элемента совпадения через формирователь, фазовращатель, блок управления скоростью вращения фазовращателя и делитель соединен со схемой фазовой автоподстройки частоты, состоящей иэ генератора, фазового детектора, фильтра низкой зр частоты и схемы поиска, второй вход второго элемента совпадений через триггер, блок автоматики и делитель связан с фазовращателем и генератором, причем второй вход фазового детектора через фильтр, полосовой усилитель и генератор гармоник соединен с одним из входов фазометра (2 ).

Недостатком этого фазометра является ограничение диапазона иэмере- 4р ния, вызванное сложностью перестройки задающего генератора в широком диапазоне частот, Целью изобретения является расширение частотного диапазона. 45

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два формирователя, выходы которых соединены с управляемым триггером, соединенным через два элемента совпадений со счетчиком, задающий генератор, который через последовательно соединенные фазовращатель и третий формирователь подключен к второму входу первого элемента совпадения и непосредственно — к входу времязадающего делителя, первый выход времязадающего делителя через блок управления фазовращателем подключен к другому входу фаэовращателя и через последовательно соединенные блок автоматики и триггер - к второму входу втопого элемента совпадения, и импульсно-фазовый детектор, введены коммутатор, формирователь гармоник и блок управления коммутатором, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, 1 коммутируемые входы которого подключены к первому, второму, треть му и четвертому выходам времязадающего делителя, а выход коммутатора соединен через формирователь гармоник содним из входов импульсно-фазового детектора, другой вход которогo соединен с одним из- входов фазометра, а выход - с управляющим входом задающего генератора, причем входы блока управления коммутатором соединены соответственно с выходами второго . формирователя и времязадающего делителя °

На чертеже представлена блок-схема фазометра.

Широкополосный цифровой фазометр состоит из формирователей 1 и

2, управляемого триггера 3, элементов 4 и 5 совпадения, счетчика 6, импульсно-фазового детектора 7, фор" мирователя 8 гармоник, коммутатора

9, блока 10 управления коммутатором, времязадающего делителя 11, рбразованного делителями 18-21 частоты, задающего генератора 12, фазовращателя

13, третьего формирователя 14, блока 15 управления фазовращателем, бло ка 16 автоматики и триггера t7.

Устройство работает следующим ббразом.

Измеряемые колебания поступают на входы формирователей 1 и 2, на выходе которых формируются остроконечные импульсы, соответствующие переходам через нуль исследуемых напряжений, по которым триггер 3 фор.мирует прямоугольные импульсы с частотой повторения, равной частоте входного сигнала, и длительностью, равной измеряемой разности фаз. Прямоугольные импульсы поступают на элемент 4 совпадения, на второй вход которого поступают квантующие импульсы от задающего генератора 12 через фазовращатель 13 и формирователь

14, Пачки квантующих импульсов с количеством импульсов в пачке,,пропорциональным измеряемой разности фаз, поступают на второй элемент 5

3 Е01 совпадений, который открывается на время измерения, формируемое триггером 17, блоком 16 автоматики и вре- ,мязадающим делителем 11, состоящим ,из последовательно включенных делителей 18-21 частоты, на входы которого поступает сигнал задающего генератора 12. Время измерения определяется как з

С =й, и k где t период импульсов задающего генератора Е2;

n - коэффициент деления делителя 18 частоты; коэффициент деления каждого из делителей 19-21 частоты.

Непрерывное и равномерное вращение фазы напряжения задающего генератора, обеспечивается фазовращателем 13 и блоком 15 управления фазовращателем, на вход которого поступают импульсы времени измерения с выхода времязадающего делителя 11.

Для исключения погрешности некратности времени измерения, периода входного сигнала и работы в режиме оптимального квантования необходимо обеспечить целочислоенное соотношение между периодом входного сигнала, периодом задающего генератора и временем измерения. Это обеспечивается системой импульснофазовой автоподстройки частоты за.дающего генератора 12, которая состоит иэ импульсно-фазового детектора

7, формирователя 8 гармоник, коммутжора 9 и блока 10 управления коммутатором. Входной сигнал поступает на вход фазового детектора 7, на второй вход которого поступает сигнал в виде остроконечных. импульсов с выхода формирователя 8 гармоник.

На вход формирователя 8 гармоник поступает сигнал с выхода коммутато9360 4 ра g, на входы которого поступают сигналы с делителя 18 частоты f /n, KS с делителя 19 частоты f e/nМ, с делителя 20 частоты Г„ /nk<, с делителя

21 частоты f„ /nk . На выход коммутатора 9 проходит один из этих сигналов в зависимости от управляющего кода, выданного блоком 10 управления коммутатором, на входы которого ro поступают. сигналы входной частоты с выхода формирователя 2 и импульсы времени измерения с выхода времязадающего делителя 11. В зависимости от соотношения входной частоты и ча" стоты импульсов времени измерения на выходе блока 10 управления комму" татором устанавливается тот или иной управляющий код m

tKB

При ш! - k на выходе коммутатора

9 существует сигнал с выхода делите" ля 21 частоты, при m k+1 - k 2 на вы".. ходе коммутатора 9 существует сигнал с выхода делителя 20 частоты, при

m=k +1 - k на выходе коммутатора

Э

9 существует сигнал с выхода дели° теля 19 частоты, при mk +1 - k4 на выходе коммутатора существует сигнал с выхода делителя 18 частоты.

Таким образом, обеспечивается оптимальный режим работы системы импульсно-фазовой автоподстройки, при котором диапазон перестройки часто35 ты задающего генератора уменьшается эа счет предварительного изменения частоты задающего генератора, посту" лающего на вход импульсно-фазового

49 детектора, времязадающим делителем, причем коэффициент деления .опреде" ляется по соотношению времени измерения и периода входного сигнала, что позволяет расширить частотный диапазон входных сигналов фазометра, 1019360

Составитель М,Катанова

Редактор В.Данко Техред О.Неце Корректор В,Гирняк

Заказ. 3695/39 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4