Цифровой фазометр

 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для использования в системах ж-д автоматики и телемеханики , в частности для измерения фазовых соотношений на путевых приемниках рельсовых цепей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности фазометра - достигается введением в фазометр новых-блоков и связей, позволяющих принимать радиоимпульсные сигналы ж-д автоматики, корректировать их и выбирать число измеряемых опорных сигналов, произведя усреднение фазовых сдвигов. К но- -вым блокам относятся регистр 10, логический элемент (ЛЭ) ИСрЮЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ 8, реверсивный счетчик 14, блок 15 фиксации обнуления счетчика, блок индикации 17 и селектор импульсов по длительности 9. Кроме того, устройство содержит генератор импульсов 1, делитель частоты 2, ЛЭ И 3, 4, 5, усилители-ограничители 6 и 7, блок управления 11, счетчики 12 и 16, управляемый делитель частоты 13. Блок 11 имеет входы 18-20, выходы 21-24, содержит триггер 25, ЛЭ И 26, ЛЭ ИЛИ 27, формирователи импульсов 28 и 29. В состав блока фиксации 15 входят триггер 34, ЛЭ И 35, входы и выходы 30-33. 1 ил. I

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК а91 а> 11 4 G 01 R 25/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ л

I -Ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ jg

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ дч,;, / и, (21) 3817445/24-21 (22) 27.11.84 (46) 23.04.86. Бюл. N 15 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта и Уральское отделение

Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (72) С.А. Щиголев, В.И. Соколов, Ш.К. Валиев и Д.А. Глазов (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 576547, кл. G 01 R 25/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

9 532059, кл. G 01 К 25/00, 1976. (54) ЦИФРОВОЙ ФАЭОМЕТР (57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для использования в системах ж-д автоматики и телемеханики, в частности для измерения фазовых соотношений на путевых приемниках рельсовых цепей. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повьппение точности фазометра — достигается введением в фазометр новых блоков и связей, позволяющих принимать радиоимпульсные сигналы ж-д автоматики, коррек- тировать их и выбирать число измеряемых опорных сигналов, произведя усреднение фазовых сдвигов. К но.вым блокам относятся регистр 10, логический элемент (ЛЭ) ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, реверсивный счетчик 14, блок 15 фиксации обнуления счетчика, блок индикации 17 и селектор импульсов по длительности 9. Кроме того, устройство содержит генератор импульсов 1, делитель частоты 2, ЛЭ И

3, 4, 5, усилители-ограничители 6 и 7, блок управления 11, счетчики

12 н 16, управляемый делитель частоты 13 ° Блок 11 имеет входы 18-20, выходы 21-24, содержит триггер 25, ЛЭ И 26, ЛЭ ИЛИ 27, формирователи импульсов 28 и 29. В состав блока фиксации 15 входят триггер 34, ЛЭ

И 35, входы и выходы 30-33. 1 ил.

1226343

Изобретение относится к электро измерительной технике и предназначено для использования в системах железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности, для измерения фазовых соотношений на путевых приемниках рельсовых цепей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повьппение точности измерения фазометра за счет того, что в цифровой фазометр введены блоки и связи, позволяющие принимать радиоимпульсные сигналы железнодорожной автоматики, корректировать их и выбирать число измеряемых и опорных сигналов, произведя усреднение фазовых сдвигов

На чертеже представлена функциональная схема цифрового фазометра.

Цифровой фазометр содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, первЫй элемент И 3, второй элемент И 4, третий элемент И 5, усилители-ограничители 6 и 7, элемент ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 8, селектор 9 импульсов по длительности, регистр 10, блок 1 1 управления, первый счетчик

12, управляемый делителем 13 частоты, реверсивный счетчик 14, блок 15 фиксации обнуления счетчика, второй счетчик 16 и блок 17 индикации.

Блок 11 управления имеет первый, второй и третий входы 18-20 и первый. второй, третий и четвертый выходы 21-24 и состоит из триггера

25, элемента И 26, элемента ИЛИ 27, формирователя 28 импульсов по переднему фронту и формирователя 29 импульсов по заднему фронту, выход которого подключен к третьему выходу 23 блока 11, а вход его — к Одним входам элемента ИЛИ 27 и элемента И 26, к второму выходу 22 блока ,1 z прямому выхоцу триггера 25, инверсный выход которого подключен к первому выходу 21 блока 11, третий BXOg 20 KOTOpOI о IIOpKJTMtIG .H K другому входу элемента И 26, выход которого подключен к другому входу элемента ИЛИ 27 и установочному входу триггера 25, переключающий и информационный входы которого подключены соответственно к первому

18 и второму 19 входам блока 11, выход элемента ИЛИ 27 через формирователь 28 подключен к четвертому выходу 24 блока 11.

Блок 15 фиксации обнуления счетчика имеет первый 30 и второй 31 входы, установочный вход 32 и выход

33 и состоит, из триггера 34 и элемента И 35, один вход и выход которого ".оецинены соответственно с вторым входом 31 и выходом 33 блока 15, другой вход элемента И 35 подключен к выходу триггера 34, пе1п реключающий и установочный входы которого соединены соответственно с первым вхоцом 30 и установочным входом 32 блока 15.

Выход генератора 1 соединен с переключающим входом делителя 2 и с третьим и первым входами соответственно элементов И 4 и 5. Счетный вход селектора .9 подключен к выходу генератора 1, а его сигнальный вход — к выходу усилителя-ограничителя 7 и к одному входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, другой вход к:оторого подключен к выходу усилителя-ограничителя 6 и переключающе- му входу регистра 10, при этом входы усилителей-ограничителей 6 и 7 являются входами фазометра. Установочный вход регистра 10 подключен к выходу селектора 9 и третьему входу 20 блока 11, первый 18 и второй 19 входы которого подключены к соответствующим выходам регистра 10.

Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 подключен к первому входу второго элемента И 4, второй вход которого подключен к второму выходу 22 блока l1 и второму входу первого элемента И 3, первый вход которого подключен к выхсду делителя 2, установочный вход которого соединен с уста40 новочным входом первого счетчика 12, управляемого делителя 13, счетчика

16, реверсивногo счетчика 14, блока

15 и, четвертым выходом 24 блока 11, третий выход 23 которого соединен с входом "Запись" управляемого делителя 13, информационные входы,которого соединены с соответствующими выходами счетчика 12, переключающий вход которого подключен к выходу первого элемента И 3. Первый выход

21 блока 11 подключен к второму входу третьего элемента И 5, выход которого подключен к второму входу

31 блока 15 и вычитающему входу ре5 нерсивного счетчика 14, суммирующий вход и выход которого подключены соответственно к выходу второго элемента И 4 и к первому входу 30 блока

1226343

15, выход которого подключен к переключающему входу управляемого делителя 13, выход которого подключен через второй счетчик 16 к блоку 17 индикации. 5

Устройство работает следующим образом.

При появлении измеряемого сигнала на выходе усилителя-ограничителя 7 селектор 9 по сигнальному вхо- 1О ду приводится в исходное состояние, в результате чего на его выходе (a на время присутствия измеряемого сигнала с некоторым перекрытием интервала) появляется нулевой потенциал, разрешающий работу регистра

10. С этого момента начинается заполнение регистра 10 импульсами с выхода усилителя-ограничителя 6.

При поступлении нескольких импульсов, 20 например четырех, на одном из выходов регистра 10 возникает перепад напряжения, воздействующий на первый вход 18 блока 11. Это, в свою очередь, приводит к опрокидыванию триг- 25 гера 25 и появлению единичного потенциала на. втором выходе 22 (на первом выходе 21 — нулевого) и кратковременного нулевого импульса на четвертом выходе 24 блока 11. Сигнал с выхода 24 приводит в исходное состояние делитель 2, счетчик 12, управляемый делитель 13, счетчик

16 и блок 15, кроме того, указанный сигнал открывает вторые входы элементов И 3 и И 4. С этого момента счетчик 12 подсчитывает количество импульсов, равное

f Cll ИЗМ

40 где f — частота генератора 1 импульсов;

n — коэффициент деления делителей 2 частоты; — время измерения. 45

В эта же время в моменты, когда на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

8 появляются единичные импульсы, пропорциональные по длительности фазавому сдвигу сигналов, открывается SG первый вход второго элемента И 4, на выходе которого образуются пачки импульсов. Длительность каждого импульса на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 определяется выражением

180о. Г где q — фазовый сдвиг между опор ным и измеряемым сигналами, град, — частота измеряемого и3м (опарнога) сигнала °

Следует отметить, что в приведенном выражении взята величина

b о

180 (а не 360 ), в связи с тем, что на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

8 сигналы фазовой расстройки в течение периода измеряемого (опорного) сигнала появляются дважды. Следовательно, за это время в реверсивный счетчик 14 по суммирующему входу запишется число импульсов, равное г V

Р 180 .

Таким образом, за время измерения общее количество импульсов, записанное в реверсивный счетчик 14,определяется выражением и3м к3м l Ч H3M

Р „.-wl Р " 1 а >, щао — количество пегде m = t„3„ f„„ риодов исследуемого сигнала за время измерения tö3м

По истечении определенного числа периодов опорного (измеряемого) напряжения на втором входе 19 блока

11 возникает перепад напряжения,который приводит триггер 25 в исходное состояние: на втором выходе 22 появляется нулевой, а на первом выходе 21 блока 11 — единичный потенциалы (т.е. на выходе 22 единичный потенциал появляется на время измерения). Отрицательный перепад напряжения на прямом выходе триггера 25 приводит к срабатыванию формирователя 29 и на третьем выходе 23 блока 11 появляется кратковременна нулевой импульс (импульс записи), поступающий на вход "Запись" управляемого делителя 13, выполненного на основе реверсивного счетчика. Таким образом, содержимое счетчика 12 в виде кода N переписывается в управляемый делитель 13, в котором устанавливается коэффициент деления К, равный N.Îäíoâðåìåíío с этим, единичный потенциал с первого выхода

21 блока 11 открывает второй вход

1 226343 третьего элемента И 5. Это приводит к тому, что импульсы с генератора начинают поступать на нычитающий вход реверсивного счетчика 14 и второй вход 31 блока 15. В связи с тем, 5 что триггер 34 схемы находится н исходном состоянии (он был установлен по установочному входу 32 блока 15 импульсом с четвертого выхода 24 блока 11 в начальный момент 10 измерения), то импульсы с второго входа 31 через элемент И 35 поступают на выход 33 блока 15 и далее на переключающий вход управляемого делителя 13. !5

При прохождении через третий элемент И 5 числа импульсов, равного содержимому реверсивного счетчика

14 (записанного по суммирующему входу), на выходе последнего появля- 20 ется кратковременный нулевой импульс.

Этот импульс через первый вход 30 блока 15 воздействует на триггер 34.

Это приводит к его опрокидыванию и закрытию элемента И 35, т.е. к 25 срабатыванию блока 15. Таким образом, на переключающий вход управляемого делителя 13 поступает число импульсов равное N à число импульсов на выходе управляемого делителя 13, 30 поступающее на вход второго счетчика

16, будет определяться выражением

N юъм т

М

Ь g 160o ф 1gpo

Выбор коэффициента деления п делителя 2 позволяет получить число импульсов на выходе управляемого делителя 13 и отображаемое в блоке 17, выражающее непосредственно число градусов.

В том случае, если до окончания измерения измеряемый сигнал пропадает (например, наступает интервал), то через некоторое время (не превышающее периода измеряемого сигнала) на выходе селектора 9 возникает единичный потенциал, т.е. на третьем входе 20 блока 11 сформируется положительный перепад напряжения, который поступает через элементы И 26 и ИЛИ 27 на вход формирователя 28 блока 11, Это приводит к появлению кратковременного нулевого импульса на четвертом выходе 24 блока 11 и, в конечном счете, к установлению схемы фазометра в исходное состояние.

Аналогичным образом устройство работает при измерении непрерывных сигналов.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий дна усилителя-ограничителя, управляемый делитель частоты, два счетчика,перный, второй, третий элементы И, делитель частоты, блок управления и генератор импульсон, выход которого соединен с входом делителя частоты и с третьим и первым входами соответственно второго и третьего элементонИ, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и поньппения точности измерения, в него введены регистр, элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ренерсинный счетчик, блок фиксации обнуления счетчика, блок индикации и селектор

1 импульсов по длительности, счетный вход которого подключен к генератору импульсов, а сигнальный его вход— к выходу первого усилителя-ограничителя и входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя-ограничителя, входу регистра, установочный вход которого подключен к выходу селектора импульсов по длительности и третьему входу блока управления, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам регистра, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к входу второго элемента И, второй вход которого соединен с. вторым выходом блока управления и вторым входом первого элемента И, первый вход которого подключен к делителю частоты, установочный вход которого соединен с установочным входом первого и второго счетчиков, управляемого делителя частоты, реверсивного счетчика, блока фиксации обнуления счетчика и чет зертьи выходом блока управления, третий выход которого соединен с входом ".Запись" управляемого делителя частоты, информационные входы которого соединены с соответствующими

)зыходами первого счетчика, вход ко-с торого подключен к первому элементу И, первый выход блока управления подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу блока фиксации обнуСоставитель В. Шубин

Редактор Н. Яцола Техред Л.Олейник Корректор А. Тяско

Заказ 2126/43 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4 ления счетчика и вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход и выход которого подключены соответственно к выходу второго элемента И и к первому входу блока фик226343 8 сации обнуления счетчика, выход которого подключен к входу управляемого делителя частоты, выход которого подключен через второй счетчик к блоку индикации.