Цифровой фазометр с постоянным измерительным временем

 

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ПОСТОЯННЫМ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВРЕМЕНЕМ содержащий два формирователя, триггер с раздельным запуском, первый и второй элементы совпадения,времязадающий делитель,задающий генератор счетчик причем выходы формирователей соединены соответственно с входами раздельного запуска триггера,выход триггера соединен с первым входом первого элемента совпадения , второй вход которого соединен с выходом задающего генератора и входом времязадающего делителя, выход которого соединен с входом второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, а счетный вход счетчика соединен с выходом второго элемента совпадения, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности за счет исключения погрешности измерения из-за кратности частот сигнала задающего генератора и входного сигнала, в него введены запоминающий блок, блок сравнения кодов, реверсивньй счетчик, триггер, блок синхронизации , причем выхода счетчика соединены с блоком сравнения непосредственно и через запоминающий блок, вход управления которого подсоединен к одному выходу блока синхрони (Л зации, вход которого соединен с выходом вpeмязa тaющeгo делителя, а другие выходы подключены соответственно к входу управления счетчика и счетному входу реверсивного счетчика , вход управления которого соединен с выходом блока сравнения кодов , выход реверсивного счетчика, подключен 4ерез триггер к входу уп05 равления задающего генератора. ел ю 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СИ

РЕСПУБЛИК (19) (1Ц

4(51) G 01 R 25/08

ЬС

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, И АВТСРСИСМИ СВИДЕТЕЛЬСТВЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ (21) 3693262/24-21 (22) 13.01.84 (46) 15.07.85. Бюл. Ф 26 (72) З.В.Маграчев, В.И.Назаренко, М.Н.Корсаков и С.ВЕЧепурных (53) 621.317.7?(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 607164, кл. (j 01 К 25/08, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 123617, кл. Q 01 )(25/00, 1959 (прототип).

Т (54) (57). ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ПОСТОЯННЫМ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВРЕМЕНЕМ, содер- жащий два формирователя, триггер с раздельным запуском, первый и второй элементы совпадения,времязадающий делитель, задающий генератор счетчик, причем выходы формирователей соединены соответственно с входами раздельного запуска триггера, выход триггера соединен с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора и входом времяэадающего делителя, выход которого соединен с входом второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, а счетный вход счетчика соединен с выходом второго элемента совпадения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения погрешности измерения из-за кратности частот сигнала задающего генератора и входного сигнала, в него введены запоминающий блок, блок сравнения кодов, реверсивный счетчик, триггер, блок синхронизации, причем выхода счетчика соединены с блоком сравнения непосредственно и через запоминающий блок, вход управления которого подсоединен к одному выходу блока синхронизации, вход которого соединен с выходом времязалающего делителя, а другие выходы подключены соответственно к входу управления счетчика и счетному входу реверсивного счетчика, вход управления которого соединен с выходом блока сравнения кодов, выход реверсивного счетчика, подключен Ферез триггер к входу управления задающего генератора.

1167528

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для повышения точности цифровых фаэометров при измерениях в широком диапазоне частот. 5

Известен цифровой фаэометр с постоянным измерительным временем, который содержит преобразователь фазового сдвига во временные интервалы, два элемента совпадения, счетчик импульсов, управляемый по частоте генератор импульсов, делитель частоты, триггер, блок управления (1) .

Недостаток известного устройства проявляется в возрастании погрешности измерения в случаях кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора импульсов.

Наиболее близким к предлагаемому является фазомер с постоянным измерительным временем, содержащий два формирователя, триггер с раздельным запуском„ два элемента совпадения, задающий генератор, времязадающий делитель и счетное устройст->5 во f2), Недостатком данного устройства является возрастание погрешности квантования в случае кратности частот входного сигнала и квантующей 30 импульсной последовательности, что проявляется в виде значительной нестабильности показаний фазометра для отдельных значений частоты входного сигнала в области верхних частот рабочего диапазона.

Целью настоящего изобретения является исключение погрешности измерения из-за кратности частот сигнала задающего генератора и вход- 1О ного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, содержащий два формирователя, триггер с раздельным запуском, первый и второй элементы совпадения, времязадающий делитель, задающий генератор, счетчик, причем выходы формирователей соединены соответственнно с входами раздельного запуска триггера, выход триггера соединен с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора и входом времязадающего делителя, выход которого соединен с входом второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, а счетный вход счетчика соединен с выходом второго элемента совпадения, введены запоминающий блок, блок сравнения кодов, реверсивный счетчик, триггер, блок синхронизации, причем выходы счетчика соединены с блоком сравнения непосредственно и через запоминающий блок, вход управления которого подсоединен к одному выходу блока синхронизации, вход которого соединен с выходом времязадающего делителя, а другие выходы подключены соответственно к входу управления счетчика и счет-. ному входу реверсивного счетчика, вход управления которого соединен с выходом блока сравнения кодов, выход реверсивного счетчика подключен через триггер к входу управления задающего генератора.

На чертеже приведена блок-схема цифрового фазометра с постоянным измерительным временем.

Фазометр включает формирователи 1 и 2 коротких, импульсов, триггер 3 с раздельным запуском, элементы 4 и 5 совпадения, задающий генератор 6, времяэадающий делитель 7 частоты, счетчик 8, блок 9 сравнения кодов, запоминающий блок 10, реверсивный счетчик 11, счетный триггер 12 и блок 13 синхронизации. Выходы формирователей 1 и 2 соединены с входами триггера 3 с раздельным запуском, выход которого соединен с одним из входов элемента 4 совпадения, выход которого соединен с одним из входов второго элемента 5 совпадения. Выход перестраиваемого по частоте задаю-, щего генератора 6 соединен с вторым входом элемента 4 совпадения и с входом времязадающего делителя 7, выход которого соединен с вторым входой второго элемента 5 совпадения, выход которого, в свою очередь, соединен со счетным входом счетчика

8. Выходы счетчика 8 соединены с входами блока 9 сравнения кодов непосредственно и через запоминающий блок 10. Выход блока 9 сравнения кодов соединен с входом управления реверсивного счетчика 11. Выход последнего соединен с входом счетного триггера 12, выходом соединенного с входом управления частотой задающего генератора 6. Вход

1167528 блока 13 синхронизации соединен с выходом времязадающего делителя 7, а соответствующие выходы — с входами управления запоминающего блока 10 и счетчика 8, а также со счетным

5 входом реверсивного счетчика 11.

Фазометр работает следующим образом.

С выходов формирователей 1 и 2 короткие импульсы, соответствующие

1О моментам перехода входных сигналов через нулевое значение, поступают на входы триггера 3 с раздельным запуском. В результате на выходе последнего формируются импульсы, !

5 длительность которых пропорциональна величине измеряемого фазового сдвига. Эти импульсы поступают на первый элемент 4 совпадения, где заполняются импульсами высокой частоты, поступающими с задающего генератора 6. Одновременно импульсная последовательность с выхода задающего генератора 6 поступает на вход времязадающего делителя 7, на выходе которого формируются импульсы длительностью, равной измерительному времени фазометра. Эти импульсы, вопервых, отпирают второй элемент 5 совпадения, в результате чего на вход счетчика 8 с выхода элемента 4 совпадения начинает поступать импульсная последовательность, несущая информацию об измеряемом фазовом сдвиге, во-вторых, подаются на блок 13 синхронизации, который в паузе между циклами измерения вырабатывает серию из трех коротких импульсов.

Первый импульс подается на счетный вход реверсивного счетчика 11, вто- 4р рой осуществляет запись информации в запоминающий блок 10 и третий, появляющийся непосредственно перед началом очередного цикла измерения, осуществляет сброс счетчика 8. 45

Так как входы запоминающего блока

10 соединены с выходами счетчика 8,: после окончания каждого цикла измерения в запоминающем блоке 10 хранится двоичный код результата 5р предыдущего цикла, и блок 9 сравнения кодов сравнивает этот код с двоичным кодом на выходах счетчика 8.

В случае кратности частот входного 55 сигнала и сигнала задающего генератора имеет место значительная нестабильность показаний фазометра, и следовательно, сравниваемые коды существенно отличаются. При этом на выходе блока 9 сравнения кодов появляется сигнал, переключающий реверсивный счетчик 11 в режим суммирования. Поскольку броски показаний фазометра от цикла к циклу повторяются, реверсивный счетчик 11 суммирует импульсы, поступающие из блока 13 синхронизации. При переполнении реверсивного счетчика 11 переключается счетный триггер 12, каждому из двух состояний которого соответствует определенное значение частоты задающего генератора 6.

После переключения счетного триг — гера 12 частота задающего генератора

6 принимает новое значение, при котором нарушается кратность ее отношения к частоте. входного сигнала, и, следовательно, устраняется возникающая иэ-за этой кратности погрешность фазометра.

Если же кратности частот нет, то показания фазометра стабильны, и отличие двоичных кодов результатов измерения в последовательных циклах не превышает допустимой величины. При этом на реверсивный счетчик 11 поступает сигнал, переключающий его в режим вычитания, и в каком бы состоянии реверсивный счетчик 11 ни находился, после некоторого числа циклов он обязательно установится в нулевое состояние, в котором и останется, так как работа реверсивного счетчика 11 в режиме вычитания при этом исключается

При случайной нестабильности показаний, возникающей в течение ограниченного числа циклов измерен ния, реверсивный счетчик 11 не достигает переполнения и обязательно возвращается в нулевое состояние.

В этом случае. изменения частоты задающего генератора 6 не происходит.

Таким образом, исключается случайный возврат к кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора 6.

В предлагаемом фазометре полностью исключается погрешность измерения из-за кратности частот сигнала задающего генератора и входного сигнала. В результате обеспечивает"оставитель йубин

Техред О.Ващишина - Корректор М.Пожо

Редактор И.Рыбченко

Заказ 4431/43 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 1167528 6 ся высокая точность измерения в рас- вплоть до частот, равных частоте ширенном рабочем диапазоне частот задающего генератора.