Формирующее устройство для фазометра

 

ФОРМИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОМЕТРА, содержащее высокочастотHbifi генератор, формирующий ограничитель , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения , в него введены двухполупериодный модулятор, два D-триггера, два формирователя, два элемента ИЛИ, :Я5-триггер, делитель частоты, два элемента задержки и два элемента И, выходы которых подключены к С-входам соответственно первого и второго О-триггеров, а первые входы - соответственно к выходам первого и второго элементов задержки, вторые входы элементов И объединены и соединены с выходом высокочастотного генератора , к которому подключен также вход делителя частоты, прямой выход которого соединен с входом первого элемента задержки и первым управляющим входом двухполупериодного модулятора , а инверсный - с входом второго элемента задержки и вторым управляющим входом двухполупериодного модулятора, вход которого соединен с входом устройства, первый выход двухполупериодного модулятора соединен с основным, а второй - с дополнительным входом формирующего ограничите ля, выход которого подключен к (Л D-входам первого и второго Г-триггеров , соединенных выходами с входами соответственно первого и второго формирователей, которые первыми выходами подключены через первый элемент ИЛИ к R-входу S-триггера, а вторыми выходами через второй элемент ИЛИ - к S-входу RS-триггера, выход Re-триггера соединен с выходом устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И ВЮ

РЕСПУБЛИН (! 9) (1(2

4(5!) G 01 й

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3653794/24-2! (22) )9.10.83 (46) 23.06.85. Бюл.. 1(23 (72) А.С.Глинченко, З.В.Маграчев, П.В.Якушин, С.В.Чепурных и М.К.Чмых (71) Красноярский политехнический ин ститут (53) 621.317,77 (088.8) (56) 1. Фазометр НФ-3. Техническое описание.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 451965, кл. G Ol R 25/00, 1973. (54) (57) ФОРМИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ФАЗОМЕТРА, содержащее высокочастотный генератор, формирующий ограничитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены двухполупериодный модулятор, два О-триггера, два формирователя, два элемента ИЛИ, RS-триггер, делитель частоты, два элемента задержки и два элемента И, выходы которых подключены к С-входам соответственно первого и второго

D-триггеров, а первые входы — соответственно к выходам первого и второго элементов задержки, вторые входы элементов И объединены и соединены с выходом высокочастотного генератора, к которому подключен также вход делителя частоты, прямой выход которого соединен с входом первого элемента задержки и первым управляющим входом двухполупериодного модулятора, а инверсный - с входом второго элемента задержки и вторым управляющим входом двухполупериодного модулятора, вход которого соединен с входом устройства, первый выход двухполупериодного модулятора соединен с основным, а второй — с дополнительным входом формирующего ограничителя,выход которого подключен к

Р-входам первого и второго 3 -триггеров, соединенных выходами с входами соответственно первого и второго формирователей, которые первыми выходами подключены через первый элемент ИЛИ к R-входу 5 -триггера, а вторыми выходами через второй элемент ИЛИ вЂ” к 5-входу RS-триггера, выход RS-триггера соединен с выходом устройства.

1 11632

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для построения фазометров инфранизкочастотного диапазона.

Известен инфранизкочастотный фазо- метр НФ-З, формирующие устройства которого содержат усилители постоянного тока прямого усиления и индикаторы прохождения входных напряжений через нуль $1 ).

I0

Недостатком формирующих устройств такого типа является большая погрешность привязки к нуль-переходам сигналов эа счет дрейфа нуля и фликкер-шумов усилителя постоянного 15 тока.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является формирующее устройство, используемое в ниэкочастотном фазометре, содержащее последовательно соединенные электронный ключ, формирующий ограничитель и фазовый детектор, а также высокочастотный генератор, соединенный с вторыми входами электронного ключа и фазавого детектора.

Формирующее устройство выполнено по структуре усилителя ИДЬ -типа, характеризуемого малым уровнем дрейфа нуля и фликкер-шума 12 J, Однако известное устройство не обеспечивает максимально точной привязки к нуль-переходам входных сигналов.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в формирующее устройство для фазометра, содержащее высокочастотный генератор и формирующий ограничитель, введены двухполупериодный модуля" тор, два В-триггера, два формирователя,два элемента ИЛИ, RS-триггер, делитель частоты, два элемента задержки и два элемента И, выходы которых подключены к С-входам соответственно первого и второго 3 -триггеров, а первые входы - соответственно к выходам первого и второго элементов задержки, вторые входы элементов И объединены и соединены с выходом высокочастотного генератора, к которому подключен также вход делителя частоты, прямой выход которого соединен с входом первого элемента задержки и первым управляющим входом двухполупериодного модулятора, а инверсный - с входом второго элемента задержки и вторым управляю80 2 шим входом двухполупериодного модулятора, вход которого соединен с входом устройства, первый выход двух» полупериодного модулятора соединен с основным, а второй — с дополнительным входом формирующего ограничителя, выход которого подключен к Э-входам первого и второго О-триггеров, соединенных выходами с входами соответственно первого и второго формирователей, которые первыми выходами подключены через первый элемент ИЛИ к R-входу RS-триггера, а вторыми выходами через второй элемент ИЛИ— к 5 -входу Я&-триггера, выход R5-триггера соединен с выходом устройства.

Повышение точности фиксации моментов переходов входного сигнала через нуль достигается эа счет исключения потери части информации о мгновенных значениях сигнала в ключевом модуляторе и выделения с высокой точностью истинных нуль-переходов выходного сигнала в процессе его демодуляции.

На фиг.l показана структурная схема формирующего устройства для фа.зометра; на фиг.2 — возможная схема двухполупериодного модулятора; на фиг.3 — временные диаграммы работы.

Устройство содержит высокочастотный генератор 1 и соединенный с ним делитель 2 частоты, с которым соединены первый 3 и второй 4 элементы задержки, первый 5 и второй 6 элементы И, соединенные с высокочастотным генератором 1 и элементами 3 и 4 задержки, последовательно соединенные двухполупериодный модулятор 7, соединенный с делителем 2 частоты, и формирующий ограничитель 8, выход которого соединен с 3 -входами первого 9 и второго 10 -триггеров соединенных С-входами с первым S и вторым 6 элементами И, а выходами — с первым ll и вторым 12 формирователями, которые через первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ соединены с

R5-триггером 15.

Устройство работает следующим образом.

Входной гармонический сигнал (фиг.За ) в двухполупериодном модуляторе 7 дискретизируется по времени с помощью двух импульсных последовательностей (фиг.ЗГ, в), сдвинутых по фазе на 180 и управляющих соответственно ключами 1, 3 и 2, 4 двухполупериодного модулятора 7 (фиг.2).

3 1163

Эти модулируемые по амплитуде последовательности с частотой Е формируются от генератора 1 путем деления его частоты gr делителем 2 частоты, имеющим прямой и инверсный выходы.

Сигналы (фиг.3 ъ, 41 с выходов ъ и д (фиг. 2 j- двухполупериодного модулято-, ра 7 поступают на дифференциальные входы формирующего ограничителя 8, обеспечивающего усиление и симметричное двухстороннее ограничение разностного сигнала (фиг.3 ); сохраняющего информацию о вСех мгновенных значениях сигнала, в том числе и о моментах переходов его через нуль.

На выходе формирующего ограничителя 8 образуется стандартизованный по амплитуде сигнал, уровни логического нуля .и логической единицы которого соответствуют пребыванию входного разностного сигнала ниже или выше нулевого уровня (фиг.3 е 1. Информация о нуль-переходах сигнала при этом определяется длительностью и фазой выходных импульсов. Этот сигнал по25 дается на 2-входы 2-триггеров 9 и 10, на С-входы которых поступают пачки тактовых импульсов с выходов элементов И 5 и 6, которые во времени совпадают с последовательностями управляющих импульсов двухполупериодного модулятора 7 (фнг.3»., «).

Они образуются путем задержки этих последовательностей в элементах 3 и 4 задержки на время, равное запаздыванию сигнала в двухполупериодном 35 модуляторе 7 и формирующем ограничителе 8 и заполнения их импульсами частотой f с выхода -..генератора 1 в элементах И 5 и 6.

При изменении знака сигнала (логического уровня ) íà D -входе D-триггеров 9 и 10 в момент действия на

С-входе пачки тактовых импульсов иа его выходе формируется логический перепад (фиг.Зи, к). В результате на 45

280 4 выходах 2-триггеров 9 и 10 образуются импульсные последовательности с частотой сигнала, фронты и спады которых содержат информацию о нульпереходах входного сигнала. При этом точная привязка к соответствующему нуль-переходу с погрешностью дискретизации, определяемой частотой заполнения демодулирующих импульсов, соответствует опережающему по. времени фронту или спаду 3-триггера 9 или 10.

С помощью формирователей 11 и 12 по фронтам и спадам выходных сигна лов 3-триггеров 9 и 10 формируются короткие импульсы (фиг.Зл- .), которые через элементы ИЛИ 13 и 14 управляют RS-триггером 15. На выходе

К )-триггера 15 получается сигнал, фронты и спады которого соответствуют нуль-переходам входного сигнала (фиг.3 р). Максимальная погрешность привязки при этом составляет

b V„„„= 360 F/ р. Так как частота заполнения демодулирующих импульсов ограничивается только быстродействием цифровых элементов может быть выбрана достаточно высокой, то погрешность предлагаемого устройства получается существенно меньше, чем у известного. Так при „ = 2 МГц и F= 100 Гц, hfdf«ке 0 018 . При измерении с усреднением имеет место дополнительное уменьшение погрешности.

Таким образом, благодаря использованию новых элементов н связей без повышения частоты коммутации ключевого модулятора Е, которая ограничивается быстродействием ключей и возрастанием дрейфа нуля усилителя МДМ-типа, достигается уменьшение погрешности измерения, связанной с преобразованием входного сигнала, более чем в 100 раз.

)163280

ll и и

Составителв Н.Агеева

Редактор P.Цицика ТехредЛ.Мартяшова Корректор С. Черни

3axas 4l0l/46 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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