Цифровой фазометр с постоянным измерительным временем

 

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ПОСТОЯННЫМ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВРЕМЕНЕМ, содержащий коммутатор, выход которого через формирователь подключен к счетному входу триггера, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора , а второй выход соединен с другим входом коммутатора и через ключ с входом счетчика, другой вход ключа подключен к выходу блока управления , отличающийся тем, что, с целью повьппения точности за счет исключения низкочастотной методической погрешности, в него дополнительно введены элемент ИЛИ и два элемента И, причем выходы двух младших разрядов счетчика соответственно через два элемента И подключены к входам элемента ИЛИ,выход которого подключен к установочному входу счетчика и к входу блока управления, i другой выход которого подключен к (Л вторьп входам элементов И.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D С 01 R 25/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3567906/18-21 (22) 03.03.83 (46) 30.07.84. Бюл. № 28 (72) Т.А. Алиев, P.M. Касумов и Т.M. Мирзоев (71) Институт кибернетики AH АЗССР (53) 621.317.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 123617, кл. G 01 К 25/00, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР № 721766, кл, G 01 R 25/00, 1980 (прототип). (54)(57) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ПОСТОЯННЪ|М ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВРЕМЕНЕМ, содержащий коммутатор, выход которого через формирователь подключен к счетному входу триггера, первый выход которо,Я0„„1105827 А го соединен с управляющим входом коммутатора, а второй выход соединен с другим входом коммутатора и через ключ с входом счетчика, другой вход ключа подключен к выходу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повьпиения точности эа счет исключения низкочастотной методической погрешности, в него дополнительно введены элемент ИЛИ и два элемента И, причем выходы двух младших разрядов счетчика соответственно через два элемента И подключены к входам элемента ИЛИ,выход которого подключен к установочному входу счетчика и к входу блока управления, а другой выход которого подключен к Q вторым входам элементов И. триггера, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, а второй выход соединен с другим входом коммутатора и через ключ с входом счЕтчика, другой вход ключа подключен к выходу блока управления, дополнительно введены элемент ИЛИ и дна элемента И, причем выходы двух младших разрядов счетчика соответственно через два элемента И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу счетчика и к входу блока управления, другой выход которого подключен к вторым входам элементов И.

На чертеже приведена функциональная схема фазометра.

Цифровой фазометр с постоянным измерительным временем содержит последовательно соединенные коммутатор формирователь 2, триггер 3, ключ 4, а также блок управления 5, счетчик б, элементы И 7 и 8 и элемент

ИЛИ 9, причем выходы двух младших разрядов счетчика 6 соотнетственно через два элемента И 7 и 8 подключены к входам элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с входами блока 5 и счет" чика 6.

Работа устройства происходит следующим образом.

Входные напряжения ч1 и ч, фазовый сдвиг М между которыми измеряется, подаются на коммутатор 1, который может быть выполнен аналогично прототипу, например в виде двухпозициониого> переключателя, управляемого выходными сигналами триггера 3. В исходном состоянии схемы триггер 3 находится в положении "О", на его прямом выходе низкий потенциал (ключ 4 закрыт, и импульсы высокой частоты от задающего генератора, входящего в состав блока управления, не проходят на вход счетчика.6), а на инверсном выходе— высокий потенциал, устанавлинающий коммутатор 1 в такое положение, при котором на вход формирователя 2 поступает напряжение ч, 1 1105827

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь" зовано в информационно-измерительных и управляющих системах для измерения фазовых сдвигов. 5

Известен цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, который содержит два формирующих усилителя, входы которых подключен к входам фазометра, а выходы — к входам пер- 10 ного триггера, выход которого через дне схемы совпадения соединен с входом счетчика, и задающий генератор, один выход которого подключеН к управляющему входу первой схемы совпадения.непосредственно, а другой - к управляющему входу второй схемы совпадения через последовательно соединенные делитель частоты и второй триггер (1 3.

Недостатками известного устройства являются погрешность, обусловленная наличием двух формирующих усили" телей, от неидентичности которых снижается точность измерения фазовых сдвигов, а также отсутствие возможности контроля точности полученных оценок.

Наиболее близким техническим ре" шением к предлагаемому является устройство, которое содержит вХодной коммутатор, выход которого через формирователь соединен с входом триггера, один из выходов которого соединен со счетчиком через ключ, управляющий вход которого присоединен к блоку

35 управления, первый и второй выходы триггера соединены соответственно с первым и вторым управляющим входами коммутатора (2 ).

Недостатки указанного устройствавысокочастотная погрешность дискретного преобразования, обусловленная возможностью потери одного квантующего импульса в пачке; низкочастотная погрешность дискретного преобразования, обусловленная возможностью в течение времени измерения пачки или доли пачки KBQHTó ùèõ импульсов,а также отсутствие контроля погрешности

50 измерения.

Целью изобретения является повЫшение точности за счет исключения низкочастотной методической погрешности.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, содержащий коммутатор, выход которого через формирователь подключен к счетному входу

В момент, соответствующий переходу через нулевое значение напряжения, формирователь 2 формирует импульс, который перебрасывает триггер 3 н положение "1", устанавливая на его прямом выходе высокий разрешающий потенциал, а на инверсном выходе — низкий, ключ 4 открывается, и импульсы высокой частоты от генератора, вхо3 11058 дящего в состав блока управления 5, заполняют счетчик 6. Одновременно напряжение ., отключается (так как на инверсном выходе триггера 3 теперь низкий потенциал), а на вход формиро- вателя 2 чер з коммутатор 1 подается напряжение . В момент, соответствующий переходу через нулевое значение этого напряжения, формирователь 2 формирует второй импульс, который 1р вновь перебрасывает триггер 3, возвращая его в исходное положение 0" (прямой выход — низкий потенциал, близкий к нулю, инверсный выход— высокий потенциал). Высокий потенциал .на инверсном выходе триггера 3 устанавливает коммутатор 1 в первоначальное положение, при котором к входу формирователя 2 подключается напряжение v Таким образом, анало- гб .гично прототипу с выхода ключа 4 на вход счетчика 6 поступает первая пачка импульсов, количество которых пропорционально фазовому сдвигу. Далее ввиду того что триггер 3 нахо- 25 дится в исходном состоянии, происходит очередное — второе - измерение, и новая пачка импульсов с выхода ключа 4, аналогично описанному, вновь поступает в счетчик 6, суммируясь с предыдущей.

По истечении принятого измерительного времени, задаваемого блоком управления 5, процесс продолжается.

Начинается работа устройства в течение второго измерительного времени, затем в течение третьего измерительного времени и, наконец, повторяется в течение четвертого измерительного времени, после этого на втором выходе блока управления 5 вырабатывается импульс. Таким образом, пачки импульсов с выхода ключа 4 проходят на счетчик 6 в течение четырехкратного измерительного времени, задаваемого блоком управления 5. В случае, если в течение каждого из четырех измерений на вход счетчика 6 поступает одинаковое количество импульсов, соот" ветствующих фазовому сдвигу, т.е. когда не имеется методической погреш- 50 ности от попадания долей пачек в счетчик б, содержимое двух младших разрядов этого счетчика равно нулю.

Сигнал об окончании времени измерения с блока управления 5, поступая

27 4 на элементы И 7 и 8, не проходит через них, так как с выходов двух младших разрядов счетчика на вход элементов И 7 и 8 поступают "нули". Блок управления закрывает ключ 4, и содержимое старших, начиная с третьего, разрядов счетчика 6 соответствует цифровому значению фазового сдвига.

При наличии методической погрешности количество импульсов, поступающих на вход счетчика,б в течение каждого иэ четырех измерений, не одинаково, т.е. не кратно четырем. В этом случае со держимое двух младших разрядов счетчика 6 отлично от нуля, т.е. сигнал

1об окончании измерения с выхода блока управления проходит через открытые элементы И 7 и 8 и далее через элемент ИЛИ 9 на вход блока управления и вход установки в 0" счетчика 6. Этот сигнал обнуляет содержимое счетчика б и вновь запускает устройство для проведения повторного измерения.

Таким образом, в случае, когда результаты каждого из четырех измерений не совпадают между собой, при помощи младших разрядов это обнаруживается, результат измерения автоматически ликвидируется и начинается новое измерение. Это происходит до тех пор, пока результат измерения не будет соответствовать истинному значению фазового сдвига между входными сигналами v и ч . При этом два младших разряда счетчика будут нулевыми, а результат измерения будет сниматься со старших разрядов, начиная с третьего.

Следует отметить, что, увеличивая количество младших разрядов, подключенных к входу блока управления, можно достичь еще более точного контроля результата измерения фазового сдвига, а в случае, когда не требуется контроля результата измерения, отключением второго выхода блока управления достигается работа устройства в режиме, аналогичном прототипу.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет введением двух элементов И и одного элемента ИЛИ производить контроль результата измерения и повторное измерение, если имеется методическая погрешность.