Цифровой фазометр

 

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий первый и второй формирователи импульсов, входы которых подключены соответственно к опорному и измерительмому входам устройства., первый элемент ИЛИ,три элемента И, счетчик импульсов, блок отсчета числа измерений, регистрирующий счетчик, генератор квантующих импульсов , триггер вьщеления первого временного интервала, триггер, выход которого соединен с. первыми входами первого элемента И и блока отсчета числа измерений, второй вход которого подключен к установочным входам регистрируюцего счетчика, триггера выделения первого временного интервала и к входу Пуск устройства, второй вход первого элемента И соединен с выходом генератора квантующих импульсов и с первым входом второго элемента И, третий вход первого элемента И соединен с выходом блока отсчета числа измерений, а выход первого элемента И подключен к входу регистрирующего счетчика, выход второго элемента И соединен с входом счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, от,личающийся тем, что. с целью повышения точности при уменьшении времени измерения разности фаз, в него введены два делителя частоты, три триггера выделения знака , элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий и четвертый формирователи импульсов , второй и третий элементы ИЛИ, вычитакяций счетчик, а регистрирующий счетчик выполнен реверсивным, причем управляющий вход регистрирующего счетчика подключен к выходу третьего триггера выделения знака, первый вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго триггеров Ф выделения знака, первые входы первого и второго триггеров вьщеления знака подключены соответственно к инверсному и прямому выходам первого делителя частоты, а вторые входы первого и второго триггеров выделения знака соединены соответственно с прямым и инверсным выходами второго делителя частоты, вход которого подключен к выходу второго 4 ормиэо рователя импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с 00 входом первого делитеЛя частоты, сл входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ подключены k прямым выходам первого и второго, делителей частоты, а его выход соединен с вторым входом второго элемента И и входом третьего, формирователя импульсов, выход которого подключен к второму входу третьего триггера выделения знака, управлякхцему входу вычитающего счетчика и к входу четвертого формирователя импульсов, выход четвертого формирователя импульсов соединен с первыми

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„» 935 А

I Д1!! G 01 К 25/00 ::м",, l опиолник изоБряткния /@

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3609И 1/24-21 (22) 1 3.05.83 (46) 15.10.84. Бюл. У 38 (72) В.Г.Бердышев и В.П.Землянский (53) 621.317.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 638139, кл. G О1 R 25/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

11 - 1041954, кл. С 01 R 25/00, 1982. (54) (57) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий первый и второй формирователи импульсов, входы которых подклю— чены соответственно к опорному и измерительному входам устройства., первый элемент ИЛИ,три элемента И, счетчик импульсов, блок отсчета числа измерений, регистрирующий счетчик, генератор квантующих импульсов, триггер выделения первого временного интервала, триггер, выход которого соединен с первыми входами первого элемента И и блока отсчета числа измерений, второй вход которого подключен к установочным входам регистрирующего счетчика, триггера выделения первого временного интервала и к входу "Пуск" устройства, второй вход первого элемента И соединен с выходом генератора квантующих импульсов и с первым входом второго элемента И, третий вход первого элемента И соединен с выходом блока отсчета числа измерений, а выход первого элемента И подключен к входу регистрирующего счетчика, выход второго элемента И соединен с входом счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, о т,л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности при уменьшении времени измерения разности фаз, в него введены два делителя частоты, три триггера выделения з яака, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий и четвертый формирователи импульсов, второй и третий элементы ИЛИ, вычитающий счетчик, а регистрирующий счетчик выполнен реверсивным, причем управляющий вход регистрирующего счетчика подключен к выходу третьего триггера выделения знака, первый вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ соединены с вы" ходами первого и второго триггеров выделения знака, первые входы первого и второго триггеров выделения знака подключены соответственно к инверсному и прямому выходам первого делителя частоты, а вторые входы первого и второго триггеров выделения знака соединены соответственно с прямым и инверсным выходами второ- . го делителя частоты, вход которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с входом первого делителя частоты, входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к прямым выходам первого и второго, делителей частоты, а его выход соединен с вторым входом второго элемента И и входом третьего. формирователя импульсов, выход которого подключен к второму входу третьего триггера выделения знака, управляющему входу вычитающего счетчика и к входу четвертого формирователя импульсов, ааход .четвертого формирователя импульсов соединен с первыми

11 входами третьего элемента ИЛИ, триггер а выделения первого вр еменно го интервала, триггера и с установочными входами первого и второго триггеров выделения знака, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с входом "Пуск" устройства, выход третьего элемента И подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами первого и второго делителей частоты, установочный вход счетчика импульсов и его выход переполнения подключены соответствен18935 но к выходу третьего элемента ИЛИ и 1 второму входу триггера выделения первого временного интервала, выход которого соединен с установочным .входом триггера и вторым входом третьего элемента И, первый вход третьего элемента И подключен к выходу старшего разряда счетчика импульсов, информационные входы которого сое— динены с информационными входами вычитающего счетчика, вход вычитающего счетчика и его выход заема подключены соответственно к выходу первого элемента И и второму входу триггера.

Изобретение относится к области

1 электрических и магнитных измерений и может быть использовано для измерения разности фаз между двумя гармоническими сигналами при наличии 5 помех и возможном прерывании одноФ го из сигналов.

Известен цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи импульсов, к входам которых подключе- 10 ны шины опорного и измерительного каналов, триггер, вход которого через первый элемент И подключен к входу регистрирующего счетчика, электронный ключ, второй элемент И, выход которого подключен к входу счетчика импульсов первого временно- го интервала, генератор квантую-, щих импульсов, выход которого подсоединен к второму входу первого элемен-20 та И, а к его третьему входу подсоединен выход блока отсчета числа измерений, подключенный к шине "Пуск", три элемента И, два элемента ИЛИ, два формирователя импульсов, два управляющих триггера и счетчик импульсов, причем выход первого формирователя импульсов соединен. с первым входом первого дополнительного элемента И, к его второму входу подклю- щ чен прямой выход первого управляющего триггера, а выход второго формирователя импульсов подключен к первому входу второго дополнительного элемента И, к второму входу коI торого подключен выход первого элемента ИЛИ, выход первого дополнительного элемента И подключен через электронный ключ к одному из входов

"Установка в "0" первого управляющего триггера и непосредственно к, второму входу триггера, выход которого соединен с входом блока отсчета числа измерений и с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход этого элемента соединен с выходом. второго управляющего триггера и одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход второго элемента HJIH подключен к инверсному выходу первого управляющего триггера и входу блока выделения первого временного интервала, выход которого соединен непосредственно с входами

"Установка в "0" триггера, дополнительного счетчика и второго управляющего триггера, а также с управляющим входом электронного ключа, четвертым входом первого элемента И и через третий дополнительный элемент И вЂ” с вторым входом "Установ-. ка в "0" первого управляющего триггера, выход счетчика импульсов первого временного интервала через первый дополнительный формирователь импульсов подключен к второму входу третьего дополнительного элемента И, выход генератора квантующих импульсов через второй элемент И подключен к входу допол1118935 кительного счетчика, выход которого через второй дополнительный формирователь импульсов соединен с одним из входов второго управляющего триггера, другой вход которого подсоединен.к выходу второго дополнительного элемента И, выход второго элемента

ИЛИ подключен к второму входу второго элемента И, входы Установка в "О" блока выделения первого временного интервала, первого управляющего триггера, счетчика импульсов первого временного интервала и регистрирующего счетчика подключены к выходу блока отсчета измерений 1 .1.

Недостатком данного устройства является большое время измерения разности фаз, обусловленное формированием временных интервалов, пропорциональных разности фаз 9+360, в тех случаях, когда длительность первого временного интервала больше половины периода следования опорного и приемного сигналов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является цифровой фазометр, содержащий управляющий триггер, первый элемент ИЛИ, три элемента И, счетчик импульсов первого временного интервала, блок отсчета числа измерений, регистрирующий счетчик, генератор квантующих импульсов, триггер, триггер выделения первого временного интервала, блок элементов И-ИЛИ, запоминающий регистр первый и второй формировате ли импульсов, входы которых подключены соответственно к измерительному и опорному входам устройства, а выходы первого и второго формн1 рователей импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, выход которого подключен к первым входам первого элемента И и блока отсчета числа измерений, второй вход которого соединен с установочным входом регистрирующего счетчика и с входом "Пуск" устройства, второй вход первого элемента И подключен к выходу генератора квантующих импульсов и к первому входу второго элемента И, третий в ход первого элемент а И соединен с выходом блока отсчета числа измерений, а выход первого элемента

И подключен к входу регистрирующего счетчика, выход второго элемента И

55 соединен с входом счетчика импульсов первого временного интервала, который выполнен реверсивным, а регистрирующий счетчик содержит делитель частоты, второй элемент ИЛИ и накопитель, причем вход регистрирую, его счетчик. соединен с входом делителя частоты, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, в второй вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с выходом третьего элемента И, а выход элемента ИЛИ подключен к входу накопителя, установочный вход которого соединен с установочными входами делителя частоты и регистрирующего счетчика, выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И и первыми входами управляющего триггера и триггера выделения первого временного интервала, второй вход которого подключен к первому входу блока элементов И-ИЛИ, установочному входу триггера и входу "Пуск" устройства, инверсный выход триггера выделения первого временного интервала соединен с первым управляющим входом блока элементов

И-ИЛИ, выход триггера выделения первого временного интервала подключен к управляющим входам управляющего триггера, блока отсчета числа измерений, счетчйка импульсов первого временного интервала, к входу. запоминающего регистра, к второму управляющему входу блока элементов И-HJIH, первые и вторые информационные входы которого соединены соответственно с входаии установки начального кода устройства и с выходами запоминающего регистра, а информационные выходы и выход блока элементов И-ИЛИ соединены соответственно с установоч" ными входаии и входом разрешения установки счетчика импульсов первого временного интервала, выход пере-, полнения которого подключен к второ- . му входу первого элемента ИЛИ, а информационные выходы счетчика импульсов первого временного интервала соединены с информационныии входаии запоминающего регистра, второй вход управляющего триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход управляющего триггера, подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя импульсов

1118935 и с вторым входом блока элементов

И-HJIH t 2 J.

Недо ст атками из ве стного устр аист ва являются увеличенное время и пониженная точность измерения разности фаз вблизи О и 23, обусловленные возможностью поступления двух приемных импульсов за время одного периода следования опорного сигнала, когда из-за флюктуаций фазы длительность периода исследуемого сигнала уменьшается. В случае увеличения длительности периода. исследуемого сигнала возможно поступление двух опорных импульсов между двумя импульсами исследуемого сигнала. Нарушение нормального чередования импульсов опорного и исследуемого сигналов при формировании временных интервалов,пропорциональных разности фаз, приводит к потере одйого из двух подряд следующих импульсов опорного или исследуемого сигналов (этот импульс.не влияет на формирование временного интервала), а количество сформированных временных интервалов меньше числа пар импульсов опорного и исследуемОГо сигналов, что увеличивает общее время измерения . Пропуск импульсов ухуд— шает точность измерения разности фаз З0

1 так как некоторое количество информационных импульсов не участвует в формировании временных интервалов,,а соответствующие им значения разности фаз не учитываются при усреднении, что приводит к смещению среднего значеьптя отсчета разности фаз .

Цель изобретения — повышение точности при уменьшении времени измере- 40 ния разности фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи импульсоВ вхОды кОтОРых пОдключе 4 ны соответственно к опорному и измерительному входам устройства, первый элемент ИПИ, три элемента И, счетчик импульсов, блок отсчета числа измерений, регистрирующий счетчик, генератор квантующих импульсов, триг. 50

rep выделения первого временного интервала, триггер, выход которого соединен с первыми входами первого элемента И и блока отсчета числа измерений, второй вход которого подключен к установочным входам регистрирующего счетчика, триггера выделения первого временного интервала и к входу Пуск" устройства, второй вход первого элемента И соединен с выходом генератора квантующих импульсов и с первым входом второго элемента И, третий вход первого элемента И соединен с выходом блока отсчета числа измерений, а выход первого элемента

И подключен к входу регистрирующего счетчика, выход второго элемента И соединЕн с входом счетчика импульсов, выход переполнения которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, введены два делителя частоты, три триггера выделения знака, элемент ИСКЛ10ЧИОЩЕЕ ИЛИ, третий и четвертый формирователи импульсов, второй и третий элементы ИЛИ, вычитающий счетчик, а регистрирующий счетчик выполнен реверсивным, причем управляющи" вход регистрирующего счетчика подключен к выходу третьего

,триггера выделения знака, первый вход которого подключен к выходу второго

1 f

1 элемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго триггеров выделения знака, первые входы первого и второго триггеров выделения знака подключены соответственна к инверсному и прямому выходам первого делителя часто-, ты, а вторые входы первого и второго триггеров выделения знака соединены соответственно с прямым и инверсным выходами второго делителя частоты, вход которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с входом первого делителя частоты, входы элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,подключены к пря.— мым выходам первого и второго делителей частоты, а его выход соединен с вторым входом второго элемента И и входом третьего формирователя им- пульсов, выход которого подключен к второму входу третьего триггера выделения знака, управляющему входу вычитающего счетчика и к входу четвертого формирователя импульсов, выход четвертого формирователя импульсов соединен с первыми входами третьего элемента ИЛИ, триггера выделения первого временного интервала, триггера и с усгановочными входами первого и второго триггеров выделения знака, второй вход третьего элемепга ИЛИ соединен с первым входом пе1 алого элемента

ИЛИ и с входом "IIycx" устройства, 7 11189 выход третьего элемента И подключен к третьему входу первого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами первого и второго делителей частотъ, установочный вход счетчика импульсов и его выход переполнения подключены соответственно к выходу третьего элемента ИЛИ и второму входу триггера выделения первого временного интер- 10 вала, выход которого соединен с установочным входом триггера и вторым входом третьего элемента И, первый вход третьего элемента И подключен к выходу старшего разряда счетчика 15 импульсов„ информационные выходы которого соединены с информационными входами вычитающего счетчика, вход вычитающего счетчика и его выход заема подключены соответственно к вы- 2О ходу первого элемента И и второму входу триггера.

На фиг. 1 изображена структурная схема цифрового фазометфа; на фиг.2 - 25 временные диаграммы его работы.

Устройство содержит первый формирователь 1 импульсов; второй формирователь 2 импульсов, первый делитель 3 частоты, второй делитель 4 частоты, первый триггер 5 выделения знака, второй триггер 6 выделения знака, второй элемент 7 ИЛИ, третий триггер 8 выделения знака, элемент 9

ИСКЛ)ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй элемент 10 И, генератор 11 квантующнх импульсов, третий формирователь 12 импульсов, четвертый формирователь 13 импульсов, третий элемент 14 ИЛИ, триггер

15 выделения первого временного интервала, счетчик 16 импульсов, пер- 4О вый элемент 17 ИЛИ, третий элемент 18 И, вычитающий счетчик 19, триггер 20, первый элемент 21 И, регистрирующий счетчик 22,. блок 23 отсчета- числа, измерений.

Вход первого формирователя 1 импульсов соединен,:с опорным входом устройства, а вход формирователя 2 импульсов соединен с измерительным входом устройства, выход первого формирователя 1 импульсов соеди-, нен с входом первого делителя 3 частоты, вход второго делителя 4 частоты подключен к выходу второго формирователя 2 импульсов.. Первые 5 входы первого триггера 5 выделения нака и второго триггера 6 выделения знака подключены соответствен35 но к инверсному и прямому выходам первого делителя 3 частоты, а вторые входы триггеров 5 и 6 выделения знака соединены соответственно с прямым и инверсным выходами второго делителя 4 частоты. Входы второго элемента 7 ИЛИ подключены к выходам триггеров 5 и 6 выделения знака, а его выход соединен с первым входом третьего триггера 8 выделения знака, входы элемента 9

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к прямым выходам первого и второго делителей 3 и 4 частоты, первый и второй входы второго элемента 10 И сое-. динены соответственно с выходами генератора 11 квантующих импульсов и элемента 9 ИСКШОЧАКЩЕЕ ИЛИ, вход третьего формирователя 12 импульсов соединен с выходом элемента 9 ИСКШОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а его выход подключен к второму входу третьего триггера 8 выделения знака, управляю)цему входу вычитающего счетчика 19 и к входу четвертого формирователя 13 импульсов, выход которого соединен с первыми входами, третьего элемента 14 ИЛИ, триггера 15 выделения первого временного интервала, триггера 20 и с уста1 новочными входами первого и второго триггеров 5 и 6 выделения знака, вход счетчика 16 импульсов подключен к выходу второго. элемента 10 И, а его установочный вход соединен с выходом третьего элемента 14 ИЛИ, выход переполнения счетчика 16 подключен к второму входу первого элемента 17

ИЛИ и второму входу триггера 15 выделения первого временного интервала, выход которого соединен с установочным входом триггера 20 и вторым входом третьего элемента,)8 И, первый вход которого подключен к выходу старшего разряда счетчика )6, а выход соединен с третьим входом первого элемента )7 ИЛИ, выход повледнего соединен с установочными входами первого и второго делителей 3 и 4 частоты, информационные выходы счетчика 16 импульсов подключены к информационным входам вычитающего счетчика 19, выход заема которого соеди-, нен с вторым входом триггера 20, выход последнего соединен с первыми входами первого элемента 2) И и блока 23 отсчета числа измерений, второй и третий входы первого элемента

2) И подключены соответственно к выI, l 18935

9 ходам генератора 11 квантующих импульсов и блока 23 отсчета числа измерений, а его выход соединен с входами вычитающего счетчика 19 и .регистрирующего счетчика 22, управляющий вход которого подключен к выходу третьего триггера 8 выделения знака. Вход "Пуск" устройства соединен с вторым входом блока 23 отсчета числа измерений, установочными 10 входами триггера 15 выделения первого временного интервала и регистрирующего счетчика 22, с вторым входом третьего элемента 14 ИЛИ и с первым входом первого элемента 17 ИЛИ. 15

Временные диаграммы, иллюстрирующие работу фазометра, включают: а — импульсы на выходе первого фор- . мирователя 1 импульсов; б — импульсы на выходе второго формирова- 20 теля 2 импульсов; в — сигнал, поступающий на вход "Пуск"; г — импульсы на выходе первого, делителя 3 частоты; д — импульсы на выходе второго делителя 4 частоты; е — импульсы 25 на выходе элемента 18 И; ж — импульсы на выходе элемента 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ; з — импульсы на выходе переполнения счетчика 16 импульсов; и — импульсы на входе счетчика 16 импуль30 ов; к — импульсы на выходе третьего формирователя 12 импульсов; л— импульсы на выходе четвертого формирователя 13 импульсов; м — импульсы на выходе второго элемента 7 ИЛИ; н — импульсы на выходе третьего триггера 8 выделения знака; и — сигнал на выходе триггера 15 выделения первого временного интервала; р -импульсы на выходе триггера 20; с — импульсы на выходе заема вычитаю40 щего счетчика 19; т — импульсы на входе регистрирующего счетчика 22.

Устройство работает следующим образом.

Сигналом "Пуск" (фиг. 2в ) производится установка в исходное состояние триггера 15 выделения первого временного интервала, блока23 отсчета числа измерений и регистрирующего 50 счетчика 22; а этим же сигналом. прошедшим через элементы 14 и 17 ИЛИ, обнуляются соответственно счетчик 16 импульсов и делители 3 и 4. В исходном состоянии единичным потенциа-, 55 лом с выхода триггера 15 открывается элемент 18 И и обнуляется триггер 20.

По окончании сигнала "Пуск" начинают работать делители 3 и 4, уменьшая в два раза частоту следования импульсов, сформированных формирователями 1 и 2 по положительным переходам через ноль, опорного и исследуемого сигналов, причем скважность импульсов на выходе делителей 3 и 4 близка к двум. По первому после сигнала "Пуск" импульсу с выхода формирователя 1 (фиг. 2а срабатывает делитель 3 и единичный потенциал с его выхода (фиг. 2г! поступает на вход элемента 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

Ф на другой вход которого с выхода делителя 4 подается нулевой потенциап, На выходе элемента 9 ИСКЛЮЧА!0ЩЕЕ

ИЛИ появляется сигнал логической если на одном из входов имеется логиче ский О, а на другом — ло гиче ская 1, а при наличии на входах двух одинаковых сигналов элемент 9

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ вырабатывает сигнал логического нуля. Таким образом, в момент времени t I (фиг. 2ж) единичным потенциалом с выхода элемента 9 открывается элемент 10 И и квантующие импульсы с генератора 11 поступают на вход счетчика 16 (фиг. 2и ).

Емкость счетчика 16 равна (N-1), а

N определяется из условия где Т вЂ” период следования опорного и исследуемого сигналов, — период следования квантуннцих импульсов.

Если количество квантукщих импульсов, поступающих в счетчик 16, превьппает величину N/2, то сигналом с выхода старшего разряда, прошедшим через открытый элемент 18 И (фиг. 2е) и элемент 17 ИЛИ, производится обнуление делителей 3 и. 4.

При этом в момент времени t2 на выходе элемента 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ возникает отрицательный перепад (фиг. 2ж), который запускает формирователь 12. По окончании короткого импульса,с выхода формирователя 12 (фиг. 2к) срабатывает формирователь !3, и коротким импульсом с его выхода (фиг. 2л) обнуляется счетчик 16 и перебрасывается триггер 15 (фиг. 2п), закрывая элемент 18 И и снимая блокировку с триггера 20.

Анализ длительности первого временного интервала и установка в исход—

11 18935

12 ное состояние счетчика 16 и делителей 3 и 4, если временный интервал больше половины периода следования опорного и исследуемого сигна— лов, необходимы для того, чтобы длительность всех последующих временных интервалов не превышала величины половины периода.

После обнуления делителей час- 10 тоты первым поступает импульс исследуемого сигнала с выхода формирователя 2 на вход делителя 4 (фиг. 2б J положительным перепадом с.прямого выхода которого единичное состояние инверсного выхода делителя 3 в момент времени t3 переписывается в первый триггер 5 выделения знака и с

его выхода через элемент 7 ИЛИ единичный потенциал поступает на вход 20 третьего триггера 8 выделения знака (фиг. 2м). По положительному потенциалу с прямого. выхода делителя 4 элемент 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ формирует временной интервал с момента вре- 25 мени й3 до поступления в момент времени t4 (фиг. 2ж) положительного потенциала с прямого выхода делителя 3, который вырабатывает по импульсу с выхода формирователя 1 (фиг. 2а}. B течение интервала времени t3 — t4 пропорционального сдвигу фаз между исследуемым и опорным сигналами, открыт элемент 10 И и в счетчик 16 поступают квантующие импуль"..ы (фиг. 2и). Отрицательным перепа—

35 дом на выходе элемента 9 в момент времени t4 запускается формирова. тель 12, а импульсом с его выхода производится перепись содержимого

I 40 счетчика 16 в счетчик 19, емкость которого также равна (N-l ), а запись единичного потенциала с выхода элемента 7 ИЛИ в третий триггер 8 выделения знака (фиг. 2н) . Запущенный импульсом с выхода формирователя 12

45 формирователь 13 вырабатывает импульс (фиг. 2л}, который обнуляет триггеры 5 и 6, устанавливает триггер 20 в единичное состояние и, пройдя через элемент 14 ИЛИ, возвращает счет- 50 чик 16 в исходное состояние. Единичный потенциал с выхода триггера 20:(фиг. 2р) в момент времени t5 открывает элемент 21 И, и квантующие импульсы, вырабатываемые

55 генератором 11, поступают в вычитающий счетчик 19 и регистрирующий счетчик 22 (фиг. 2т). Когда содержи-, мое вычитающего счетчика 19 списывается до нуля, на его выходе заема (момент времени t6) появляется сигнал (фиг. 2с ), который обнуляет триггер 20. При этом закрывается элемент 21 И;и в регистрирующем счетчике 22 фиксируется количество квантующих импульсов, соответствующее временному интервалу t5 — t6, а он, в свою очередь, равен интервалу t3 — t4, пропорцио1 нальному сдвигу фаз. Направление счета регистрирующего счетчика 22 (сложение или вычитание ) определяется потенциалом на выходе триггера 8. Так как временной интервал

t3 — t4 сформирован от импульса исследуемого сигнала до импульса опорного сигнала, т.е. измеряемая разность фаз отрицательне, то единичный потенциал на выходе триггера 8 задает регистрирующему счетчику 22 режим работы на вычитание.

Сигнал заема на выходе счетчика 19 присутствует до поступления следующего импульса переписи в него содержимого счетчика 16. Поступившие в моменты времени е7 е8 импульсы с выходов формирователей 1 и 2 вызывают соответственно срабатывание делителей 3 и 4, при этом положительным перепадом с инверсного выхода делителя 4 в триггер 6 считывается состояние логического нуля прямого выхода делителя 3, так как импульс опорного сигнала приходит раньше импульса исследуемого сигнала. Нулевой потенциал с выхода триггера 6 поступает через элемент 7 ИЛИ на вход триггера 8.

Элемент 9 формирует пропорционально сдвигу фаз временной интервал

t7 — t8, s течение которого квантующие импульсы с выхода генератора 11 через элемент 10 И проходят на вход счетчика 16. Импульсом с выхода формирователя 12 содержимое счетчика 16 переписывается в счетчик 19, а в триггер 8 записывается потенциал логического нуля у который свидетельствует о том, что разность фаз положительна, а следовательно, регистрирующий счетчик 22 должен работать на сложение. Формирователь 13 вырабатывает импульс, который обнуляет счетчик 16 и триггеры 5 и 6, а триггер 20 устанавливает в единичное состояние, и с помощью квантующих ймпульсов, поступающих через откры13 11 тый элемент 21 И на входы счетчиков 19 и 22, содержимое счетчика 19 добавляется к содержимому регистрирующего счетчика 22.

В случае прерывания одного из сигналов (например, исследуемого ) в делителе 4 фиксируется последнее рабочее состояние (на фиг. 2д пред1 ставлен вариант, когда на прямом выходе делителя 4 остался единичный потенциал). В момент времени t9 элемент 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ начинает формировать импульс временного интервала, пропорциональный разности фаз (фиг. 2ж). Через открытый элемент 10 И в счетчик 16 поступают квантующие импульсы, но так как импульсы с выхода формирователя 2 отсутствуют и делитель 4 не работает, то счетчик 16 считает до пе— реполнения. Импульс с выхода переполнения счетчика 16 (фиг. 2з) возвращает триггер 15 выделения первого временного интервала в исходное состояние (фиг. 2п) и, пройдя через элемент 17 ИЛИ, обнуляет делители 3 и 4. При этом на выходе элемента 9 заканчивается формирование временного интервала, закрывается элемент 10 И и запускается формирователь 12, импульсом с выхода которого содержимое счетчика 16 переписывается в счетчик 19, но так как триггер 20 блокируется потенциалом с выхода триггера 15, то импульсом с выхода формирователя 13 он ие перебрасывается, а следователь18935, 14 но, содержимое регистрирующего счетчика 22 не изменяется.. Таким образом, ложный отсчет, возникающий в результате пропадания одного из сигналов, в регистрирующий счетчик 22 не заносится. По импульсу с выхода формирователя 13 обнуляется счетI чик 16 и снимается сигнал переполнения, удерживающий триггер 15 в ис10 ходном состоянии, а так как триг-. гер 15 срабатывает по переднему фронту импульса с выхода формирователя 13, который появляется раньше, чем снимается сигнал переполнения, 15 то в момент времени t10 триггер 15 не перебрасывается., Дальнейшая последовательность работы устройства такая же, как и в начале измерения. Импульсы временных

20 интервалов с выхода триггера 20 подаются на вход блока 23 отсчета числа измерений, который, подсчитав определенное число временных интервалов, вырабатывает сигнал, закрывающий эле25 мент 2! И до поступления следующего сигнала "Пуск".

Предлагаемый цифровой фазометр за счет формирования измеряемых временных интервапов, пропор)1иональных разности фаз, по каждой паре импульсов опорного и исследуемого сигналов имеет более высокую точность и мень1 шее время измерения разности фаз вблизи точек 0 и 2Л в условиях

35 пропадания одного из сигналов и флюктуациях фазы до 90 .

1 11 8935! ) 18935

ЙНИИПИ Заказ 7445/32, тираж 710 Подписное

Филиал ИПП "Патент" ° r.Óèòîðîä, ул.Проектная, 4