Инфранизкочастотный фазометр

 

ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЫЙ ФАЗОМЕТР , содержащий фо{ 4ирователь временных интервгиюв, блок управления, цифровой отсчетный блок и последовательно соединенные генератор опорной частоты, управлявквлй делитель часто: ты, логический элемент И и счетчик йгщульсов, вход установки нуля которого соединен с первым выходом блока управления, вход которого подключ н к второму выходу формирователя временных интервалов, входы которого являются входами фазометра, от личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения. введены первый, второй и третий регистры , задатчик числа, цифровой блок деления и блок перемножения чисел , выходы которого через первый регистр подключены к цифровог 1У отсчетному блоку, входы Множит1еля блока перемножения чисел соединены с выходами Зсшатчика чисел, входа Множимого - с выходами цифрового блока деления, входы Делимого и Делителя которого подключены соответственно к выходам второго и третьего регистров, чьи одноименные входы соединены меящу собой и подключены к согответствукщим выходам счетчика импульсов , при этом установочный вход второго регистра соединен с первым выходом формирователя временных интервгшов , второй выход которого подключен к второму входу логического элемента И и установочному входу тре-1 тьего регистра, чьи выходы дополни- Q тельно соединены с входами управляе- 5 управляемого делителя частоты, при этом установочный вход первого регистра соединен с вторьам выходом блока управления .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3 0 G 01 R 25/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИР " -:-:. 1

N ьвтсьсваеьт свидатсльствт

21) 2975138/18-21

° °

2.2) 15.,08. 80 (46) 30. 11. 83. Бюл. 9 44 (72) В..Т.Кондратов и Ю.A ° Ñêðèïíèê (71) Ордена, Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (53) 621.317.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .Р 351177, кл. 6 01 R 25/04, 22.03.69.

2. Авторское свидетельство СССР

В 189485, кл. G 01 R- 25/08 ) 1964. (54) (57) ИИФРЪБИЗКОЧЪСУОТНЫЙ ФАЗОИЕТР, содержащий формирователь временных интервалов, блок управления, цифровой отсчетный блок и последовательно соединенные генератор опорной частоты, управляевый делитель часто=. ты, .логический элемент И и счетчик импульсов, вход установки нуля которого соединен с первым выходом блока управления, вход которого подключен к второму выходу формирователя временных интервалов, входы которого являются входами фазометра, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, „. ЯСв Д}ЯЯЯ. A. введены первый, второй и третий регистры, эадатчик числа, цифровой блок деления и блок перемножения чисел, выходы которого через первый регистр подключены к цифровому отсчетному блоку, входы "Множителя" блока перемножения чисел соединены с выходами задатчика чисел, входы "Множимого" — с выходами цифрового блока деления, входы "Делимого" и "Делителя" которого подключены соответственно к выходам второго и третвего регистров, чьи одноименные входы соединены между собой и подключены к со-ответствующим выходам счетчика импульсов, при этом установочный вход второго регистра соединен с первым Е выходом формирователя временных интервалов, второй выход которого подключен к второму входу логического элемента И и установочному входу третьего регистра, чьи выходы дополнительно соединены с входами управляе- Ф мого делителя частоты, при этом установочный вход первого регистра соединен с вторым выходом блока уп- 1 равнения.

1057878

Изобретение относится к информационно-преобразовательной и измерительной технике и может быть использовано как по прямому назначению, так и в системах контроля параметров движения объекта, в прямоугольно-координатных компенсаторах переменного тока, в системах ФАПЧ инфранизкочастотных генераторов, в системах автоматического регулирования и управления длительно протекающими процессами, в фазочувствительных вольтметрах и т.д.

Известен инфранизкочастотный фазометр, содержащий формирователь временных интервалов, делитель частоты, 15 логические элементы И, генератор опорной частоты, счетчики импульсов

,и цифровой отсчетный блок (1J .

Известному инфранизкочастотному фазометру присущи недостаточная точность измерения и ограниченный диапазон частот входных сигналов.

Отмеченные недостатки обусловлены зависимостью точности измерения от некратности частоты входного сигнала и тактовой частоты, а также от непостоянства отношения этих частот в широком диапазоне частот.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой инфранизкочастотный фазометр-частотомер, содержащий формирователь временных интервалов, блок управления, цифровой отсчетный блок и последовательно соединенные гене- 35 ратор опорной частоты, управляемый делитель частоты, логический эле . мент И и счетчик импульсов, вход установки нуля которого соединен с первым выходом блока управления, 4О вход которого подключен к второму выходу формирователя временных интервалов, входы которого являются входами фаэометра f2/ .

Известный фазометр.характеризу- 45 ется ограниченным частотным диапазоном входных сигналов и недостаточной точностью измерения, что обусловлено некратностью и непостоянством отношения частоты входных инфранизкочастотных сигналов и тактовой частоты. Кроме того, укаэанные недостатки зависят также и от коэффициента деления делителя частоты.

Цель изобретения - повышение точ- 55 ности. измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в инфраниэкочастотный фазометр, содержащий формирователь временных интервалов, блок управления, 60 цифровой отсчетный блок и последовательно соединенные генератор опорной частоты, управляемый делитель частоты, логический элемент И и счетчик импульсов, вход установки нуля которого соединен с первыгл выходом блока управления, вход которого подключен к второму выходу формирователя временных интервалов, входы которого являются входами фазометра, введены первый, второй и третий регистры, задатчик числа, цифровой блок деления и блок пвреглножения чисел, выходы которого через первый регистр подключены к цифровому отсчетному блоку, входы "Множителя" блока перемножения чисел соединены с выходами задатчика чисел, входы "Множимого" — с выходами цифрового блока деления, входы "Делимого" и "Делителя" которого подключены соответственно к выходам второго и третьего регистров,, чьи одноименные входы соединены между собой и подключены к соответствующигл выходам счетчика импульсов, при этом установочный вход второго регистра соединен с первым выходом формирователя временных интервалов, второй выход которого подключен к второму входу логическогб элемента И и установочному входу третьего регистра, чьи выходы дополнительно соединены с входами управляемого делителя частоты, при атом установочный вход первого регистра соединен с вторым выходом блока управления.

На чертеже показана функциональная схема инфранизкочастотного фазометра.

Устройство содержит формирователь

1 временных интервалов, регистры 2 и 3, счетчик 4 импульсов, блок 5 перемножения чисел, регистр б, генератор 7 опорной частоты, управляемый делитель 8 частоты, логический. элемент И 9, цифровой блок 10 деления, задатчик 11 чисел, цифровой отсчетный блок 12, блок 13 управления.

Причем входы формирователя 1 временных интервалов являются входами фазометра. Первый и второй выходы формирователя 1 временных интервалов соединены с установочныгли входами второго и третьего регистров 2 и 3 соответственно.

Одноименные входы регистров 2 и 3 соединены между собой и подключены к соответствующим выходам счетчика

4 импульсов. Выходы второго и третьего регистров 2 и 3 соединены с входами "Делимого" и "Делителя" цифрового блока 10 деления соответственно. Одновременно. выходы третьего регистра 3 подключены и к входам управляемого делителя 8 частоты. Выходы цифрового блока 10 деления подключены к входам "Иножимого" блока 5 перемножения чисел. Входы "Множителя" блока 5 перемножения чисел соединены с выходами задатчика 11 чисел. Выходы блока 5 перемножения чисел через

1057878 первый регистр б соединены с входами цифрового отсчетного блока 12.

При этом выход генератора 7 опорной частоты через управляемый делитель

8 частоты подключен к одному из входов логического элемента И 9, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя 1 временных интервалов. Выход логического элемента И 9 подключен к счетному входу счетчика

4 импульсов, вход установки нуля 10 которого соединен с первьвл выходом блока 13 управления. Второй выход блока 13 управления подключен к установочному входу первого регистра б, а вход блока 13 управления соединен 15 с вторым выходом формирователя 1 временных интервалов.

Работа инфранизкочастотного (ИНЧ) фазометра заключается в следующем.

С, помощью формирователя 1 времен- 20 ных интервалов из ИНЧ сигналов

U,(t} =Ч„,ВМ М (i) и

0 ® Vò2 +<<(< gõ)ý фазовый сдвиг ф„ .которых подлежит 25 измерению, формируются импульсы длительностью () <,=k at»

t 2 = " Тх, (4) где k — коэффициент пропорциональности, обычно равный единице, пропорцио нальный временному сдвигу Ь1х и периоду 7» сигналов описанных формулами (1) и (2> .

Импульсы длйтельностью, описанной 35 формулами (3) и {4), осуществляют управление работой регистров 2 и 3.

Передним фронтом импульсов длительностью, описанной формулами. (3) и (4), регистры 2 и 3 устанавлива- 40 ются в режим "Запись кода". Одновременно импульс длительностью (4) разрешает прохождение счетных импульсов с выхода управляемого делителя 8 частОты на счетный вход счетчика 4 им-. пульсов. При выходной частоте гейератора 7 опорной частоты равной f на счетчик 4 импульсов поступают импульсы с частотой следования о fo —

2 (5) 50

ТЦ T„)

"т = т "х - коэффициент деления управляемого делителя 8 частоты, равный или пропорциональный периоду ИНЧ сигнала.

Задними фронтами импульсов длительностью (3) и (4) регистры 2 и 3 устанавливаются в режим "Хранение кода". В результате по истечении времени {, и 4g в резистры 2 и 3 запишутся коды чисел, соответственно, о 4 х хо

Н =Т, 1 =Ма — =1< — — = сР М (61 т= Х ц„- 1-„ х Т и

Nt =t2 т= хтх — =k — =k N (7)

2 т- хN — 1ã т ., 65 которые поступают на входы "Делимого" и "Делителя" цифрового блока 10 деления.

С помощью цифрового блока 10 деления реализуется операция деления двух чисел {6) и (7) г (8)

Цифровой блок 10 деления может быть выполнен из двух цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), выходами подключенных к аналого-цифровому преобразователю (АЦП).

Затем число Й, полученное на выходе цифрового блока 10 деления, поступает на вход "Иножимого" блока

5 перемножения чисел, где перемножается с числом Ко . Число Np задается с помощью задатчика 11 чисел. В результате на вход цифрового отсчетного блока 12 через регистр б поступает код числа

"q =" "4=9 .. (e) 2

Цифровый отсчетный блок 12 осуществляет преобразование двоичного кода числа Nq в двоично-десятичный и индикацию числа в десятичной системе.

Индицируемое число

"Чх."Т 4 х .И =и, =и — "=и =и оц - о ц о х= ог

Т х т.е. пропорционально измеряемому фаэовому сдвигу. При Мо =360), где величина, обратная дискретности отсчета в импульсах на градус ц„=мор

< х (и)

Если Р =0,01, то Nq =36000 7

В отличке от известного устройства повышение точности измерения в данном техническом решении достигнуто за счет исключения погрешности из лерения от некратности и непостоянства отношения частот входного сигнала и эталонного генератора. Действйтельно, в известном фазометре погрешность измерения 360 360 Р

694 — (1Ч) { ис 1 t (n) где q - со и yt - к оэффицие нт деле ния делителя частоты, хо — частота эталонного (опорного) генератора, — частота входного сигнала, Я -f » — число импульсов эталонного генератора за период ТХ .

В предлагаемом устройстве

8= кт = f Т», где 2Т - частота тактовых импульсов, поступающая на счетчик. Тогда

360(1 q) 360 F и- „- (ч}, Т Т где т., var, F = var а отноше1057878

Составитель Н. Агеева

Редактор м.ткач Техредл, пилипенко . корректор Г.Решетняк

Заказ 9580/48 Тираж 710 . Подписное

BHHHGH Государственного койитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

F ние — сопМ . i.так <+" т*4lg=f (6т ° т т о " о где о =ц, соева ° Следовательно, погрешность;..не зависит от отношения частоты исследуемого сигнала к частоте тактовых импульсов,. а такие от значения коэффициента деления делителя частоты.

Если в известном фазометре= оапек

qSO >e0 а — + < » то в данном

N N *И . var . а 360 860 L1

aqs —.560* т.е. составляющая погрешйости Ьсу" в

Я} раз меньше, чем B известном.