Преобразователь фазового сдвига в интервал времени

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий генератор импульсов эталонной частоты, блок вьделения временного сдвига и два канала, каяэдый из которых содержит входной формирователь, счетчик и триггер, выходы триггеров обоих каналов соединены с входами блока вьщеления временного сдвига, а счетные входы счетчиков с выходом генератора импульсов эталонной частоты, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности, обусловленной широкополосными шумами, в каждом канале в качестве триггера использован Й5 -триггер, а в качестве счетчика-реверсивный счётчик импульсор , вход управления режимом работы которого соединен с выходом входного форьшрователя канала, выход переполнения - с входами установки 1 счетчика и триггера, а выход заема - с входами установки О счетчика и триггера.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН! 09 (И) ! эцио 6 01 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 1у

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Qii:ю -. (21) 3530770/18-21 (22) 05.11,82 (46) 07.09,84. Бюл. У 33 (72) P.М. Гайдучок, Н,В. Кирианаки, В.А. Муравицкий, Ю.Н. Добровольский, В.Г. Пахалюк и Н.С. Шоботенко (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола и Производственное объединение "Завод Арсенал" (53) 621.317.373 (088 ° 8) (56) 1. Глинченко А;С. и др. Цифровые методы измерения сдвига фаз.

Новосибирск, "Наука", 1979, с. 215-219.

2. Авторское свидетельство СССР

У 924609, кл. G 01 R 25/00, 1980. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО

СДВИГА В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержа- щий генератор импульсов эталонной частоты, блок вьщеления временного и сдвига и два канала, каждый иэ которых содержит входной формирователь, счетчик и триггер, выходы триггеров обоих каналов соединены с входами блока вьщеления временного сдвига, а счетные входы счетчиковс выходоМ генератора импульсов эталонной частоты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения погрешности, обусловленной широкополосными шумами, в каждом канале в качестве триггера использован RS -триггер, а в качестве счетчика- реверсивный счетчик импульсов, вход управления режимом работы которого соединен с выходом входного формирователя канала, выход переполнения — с входами установки "1" счетчика и триггера, а выход заема — с входами установки

"0" счетчика и триггера.

112308 1 боты которого соединен с выходом входного формирователя канала, выход переполнения — с входами установки "1" счетчика и триггера, а выход заема — с входами установки

"0" счетчика и триггера.

На фиг. показана блок-схема преобразователя фазового сдвига в интервал времени; на фиг.2 и 3— р, временные диаграммы его работы в отмеченных точках схемы.

Преобразователь фазового сдвига в интервал времени содержит генератор 1 импульсов эталонной частоты, блок 2 вьделения временного сдвига и два канала: канал 3, состоящий из входного формирователя 3.1, реверсивного счетчика 3.2 импульсов и QS -триггера 3.3, и канал 4, состоящий из входного формирователя

4.1, реверсивного счетчика 4.2 импульсов и QS -триггера 4.3.

Выходы формирователей 3.1 и 4.1 соединены с входами управления режимом работы соответственно счетчиков

3. 2 и 4. 2. Счетные входы счетчиков

3.2 и 4.2 соединены с выходом генератора 1 импульсов эталонной частоты.

Выходы переполнения счетчиков 3.2 и 4.2 соединены с входами установки

"1" соответственно счетчиков 3.2 и

4.2 и триггеров 3.3 и 4.3. Выходы заема счетчиков 3.2 и 4.2 соединены соответственно с входами установки в "0" счетчиков 3.2 и 4.2 и триггеров 3.3 и 4.3. Выходы триггеров 3.3 и 4.3 соединены с входами блока 2 вьделения временного сдвига. Входные формирователи 3.1 и 4.1 обеспечивают формирование прямоугольного напряжения по нуль-переходах входных сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому

20 является преобразователь фазового сдвига в интервал времени, содержащий генератор импульсов эталонной частоты, блок вьделения временного сдвига, два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных входного формирователя, формирователя коротких импульсов, делителя частоты (счетчика импульсов) и Р -триггера, З -вход которого соединен с выходом входного формирова30 теля, выходы триггеров обоих каналов подсоединены lIo входам блока вьделения временного сдвига, а счетные входы счетчиков — к выходу генератора импульсов эталонной частоты L27.

Недостатком извеСтного преобразователя является большая погрешность, обусловленная широкополосными шумами .

Цель изобретения — уменьшение погрешности, обусловленной широкополосными шумами.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе фазового сдвига в интервал времени, содержащем re

45 нератор импульсов эталонной частоты, блок выделения временного сдвига и два канала, каждый из которых содержит входной формирователь, счетчик и триггер, выходы триггеров обоих каналов соединены с входами блока вьделения временного сдвига, а счетные входы счетчиков — с выходом генератора импульсов эталонной частоты, в каждом канале в качестве триггера использован ЯЯ -триггер, а в качестве счетчика — реверсивный счетчик импульсов, вход управления режимом ра1 1

Изобретение относится к электро.измерительной технике и может быть использовано при создании цифровых фаэометров.

Известен преобразователь фазового сдвига в интервал времени,основанный на логической (цифровой) фильтрации сформированного сигнала и содержащий формирующие устройства, логические элементы, триггеры и устройства временнрй задержки в виде ждущих мультивибраторов или делителей частоты t17.

Недостатки преобразователябольшая погрешность смещения, обусловленная широкополосными шумами, и узкий диапазон преобразуемых фазовых сдвигов.

Ревереивные счетчики 3.2 и 4 .2 имеют. один счетный вход | . и вход 4 управления режимом работы. Если Ч =1, то счетчик работает на сложение, и если Ч = О, то счетчик работает на

\ вычитание. При поступлении сигнала на 9 -вход все разряды счетчика устанавливаются в нулевое состояние, а на -вход - в единичное состояние.

RS -триггеры 3.3 и 4 .3 изменяют свое состояние выхбдными сигналами счетчиков 3.2 и 4.2, причем сигнал переполнения устанавливает триггер в единичное состояние, а сигнал заема — в нулевое состояние.

3 11 123

Частота генератора 1. выбирается исходя из погрешности фазометра и может быть равна частоте квантования временных сдвигов, равных фаэовым сдвигам входных сигналов.

Емкость реверсивных счетчиков 3.2 и 4.2 выбирается исходя из допустимой длительности помех во входных сигналах и частоты генератора 1 таким образом чтобы вреЭ 10 мя заполнения счетчиков до полной емкости. не превышало длительности импульса или паузы сформированного входного сигнала.

Блок 2 выделения временных сдви15 гов может быть как однополупериодным, так и двухполупериодным, т.е. выделять временные сдвиги между положительными и межцу отрицательными перепадами напряжений снимаемых

20 с выходов триггеров 3.3 и 4.3.

Преобразователь работает следующим образом.

На счетный вход реверсивного счетчика 3.2 непрерывно поступают . 25 импульсы с генератора 1. Входной сигнал (фиг.2 а ) формируется по нульпереходах формирователем, 3. 1. Сформированный сигнал (фиг. 2 d ) подается на вход управления режимом работы реверсивного счетчика 3.2. Измене30 .ние записанного в счетчике 3.2 числа показано на фиг.2 В Импульсы .переполнения счетчика 3. 2 (фиг. 2 г ) и заема (фиг.2А ) повторно устанавливают счетчик в состояние полной емкости или нулевое состояние, вследствие чего такие процессы повторяются до момента изменения счетчиком 3.2 режима работы.

Первым импульсом переполнения триггер 3.3 устанавливается в единичное состояние, а первым импульсом заема — в нулевое состояние (фиг.2е ) .

Триггер 3.3 устанавливается в еди-. ничное состояние при возрастании напряжения входного сигнала, когда суммарная длительность. пребывания сигнала выше нулевого уровня сч анет больше суммарной длительности пребывания сигнала ниже нулевого уровня на время заполнения счетчика 3.2.

Одиночные выбросы, длительность которых меньше времени заполнения счетчика, не могут изменить состояния триггера 3.3.

08 4

Переключение триггера 3.3 в нулевое состояние при убывании напряжения входного сигнала осуществляется аналогично.

Таким образом, с выхода триггера

3.3 на блок 2 подается сигнал, свободный от ложных нуль-переходов, вызванных флуктуационными помехами и выбросами.

Работа второго канала происходит аналогично.

Блок 2 выделяет временные сдвиги межпу сигналами с учетом знака, которые подлежат квантованию в последующих узлах фаэометра.

Более подробно работа устройства при переходе исследуемого сигнала че рез нулевой уровень в случае воздействия высокочастотных помех иллюстрируется временными диаграммами, показанными на фнг.3.

На диаграмме (фиг.За ) пунктиром показан чистый исследуемый сигнал, а сплошной линией — его смесь с высокочастотным шумом. Диаграмма (фиг,З Д ) показывает сигнал на выходе формирователя З.i, который срабатывает, когда суммарный входной сигнал превышает нулевой уровень.

В случае чистого исследуемого сигнала в кажном канале преобразователя фазового сдвига создаются одинаковые фиксированные временные задержки, которые компенсируются в блоке 2 выделения временного сдвига (фиг. 3 5 ) .

В реальных условиях (при наличии помех) временные задержки в каждом канале зависят от характеристик помех. Задержка ь„ в рассматриваемом преобразователе показана на фиг.Зг

Задержка г в известном преобразователе показана на фиг.Зс Как видно из временных диаграмм задержки в предлагаемом преобразователе меньше, чем в известном. Это объясняется тем, что в преобразователе реверсивный счетчик формирует выходные сигналы по разности дительностей положительных и отрицательных выбросов, что представляет собой быстродействующую фильтрацию входных сигналов, б

В известном преобразователе в начале каждого положительного и отрицательного выброса счетчик сбра1112308 сывается в нулевое состояние и контроль длительности выброса начинается сначала. Информация о предыдущих выбросах не учитывается при зтом.

Предлагаемое устройство имеет меньшую-погрешность из-за временных

Ф задержек, обусловленных широкополосными шумами. Как видно из диаграмм (фиг. 3 г,. ) временные задержки в каналах преобразователя, зависящие от параметров помех, в предлагаемом устройстве меньше, чем в базовом объекте.

3 112308

1112308

Составитель М, Катанова

Техред Т.Дубинчак Корректор И. Муска

Редактор A.. MoTbvlb

Тираж 710 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6453/31

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