Цифровой фазометр

 

Изобретение может быть использовано в информационно-измерительных системах преобразования информации , снимаемой с фазовых датчиков. Цель изобретения - расширение частотного диапазона. Фазометр содержит преобразователь 1 сдвига фаз в интервалы времени, блок 2 управления, вентиль 3, генератор 4, счетчик 5. Введение сдвиговых регистров 6 и 7, блока 11 управления сдвигом, включающего элемент ИЛИ и вентиль, преобразователь 8,9 код -напряжение и преобразователя 10 напряжение-код, выполнение блока 2 управления в виде вентиля, инвертора дифференцирующей цепочки и двух элементов ИЛИ и образование новых связей между элементами расширяет частотный диа- ; i пазон устройства в сторону высоких частот при сохранении высокой точ (Л ности измерений. 2 з.п. ф-лы. 2 ил. О) N9 (Х О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 С О1 R 25/08 т с 7л.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 3855421/24-21 (22) 19.02.85 (46) 30.10.86.. Бюл. У 40 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-физический институт (72) И.И, Дружинец, А.П. Жарков, А.А. Попов и Н.В. Синицын (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

89 905876, кл. С 01 R 25/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 847223, кл. С 01 R 25/08., 1979. (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение может быть использовано в информационно-измерительных системах преобразования информации, снимаемой с фазовых датчиков.

ÄÄSUÄÄ 1267286 А 1

Цель изобретения — расширение частотного диапазона. Фазометр содержит преобразователь 1 сдвига фаз в интервалы времени, блок 2 управления, вентиль 3, генератор 4, счетчик 5.

Введение сдвиговых регистров 6 и 7, блока 11 управления сдвигом, включающего элемент ИЛИ и вентиль, преобразователь 8,9код — напряжение и преобразователя 10 напряжение - код, выполнение блока 2 управления в ви" де вентиля, инвертора дифференцирующей цепочки и двух элементов ИЛИ и образование новых связей между элементами расширяет частотный диа- . пазон устройства в сторону высоких @ частот при сохранении высокой точности измерений. 2 э.п. ф-лы. 2 ил.

67286

1 12

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано B информационно-измерительных системах для преобразования информации, снимаемой с фазовых датчиков, в цифровую форму, наиболее удобную для ввода в ЦВМ .

Цель изобретения — расширение частотного диапазона в сторону высоких частот при сохранении высокой точности измерения .

На фиг. 1 показана структурная схема цифрового фазометра; на фиг,2— временные диаграммы работы его узлов.

Цифровой фазометр содержит преобразователь 1 сдвига фаз в интервалы времени, входы которого соединены с входами цифрового фазометра, блок 2 управления, первый и второй входы которого соединены с выходами пре- образователя 1, вентиль 3, первый вход которого соединен с первым выходом блока 2 управления, а второй вход — с выходом генератора счетчик 5, вход которого соединен с выходом вентиля 3, первый 6 и второй 7 сдвиговые регистры. информационные входы которых объединены и подключены к выходам счетчика 5, а управляющие входы соединены с вторым и третьим выходами блока 2 управления, первый 8 и второй 9 преобразователи код — напряжение, входы которых соединены соответственно с выходами сдвигoBbIx регистров 6 и /,, преобра-зователь 10 напряжение †к (перейножающего типа), входы которого подключенй к выходу преобразователей

8 и 9,блок 11 управления сдвигом, управляющими входами подключенный к выходам избыточных разрядов сдвигового регистра 7, сигнальным входом— к выходу генератора 4 и второму входу вентиля 3, выход блока 11 управления сдвигом соединен с третьим входом блока 2 управления, Блок 2 управления образуют вентиль 12, инвертор 13, дифференцирующая цепочка 14 и первый 15 и второй

16 элементы ИЛИ„ причем первый вход вентиля 12 объединен с входом инвертора 13 и является первым входом и одновременно первым выходом блока управления, второй вход вентиля 12 является вторым входом блока управления, выход инвертора 13 через дифференцирующую цепочку 14 подключен к первому входу элемента ИЛИ 15„второй вход которого объединен с первым входом элемента ИЛИ 16 и является третьим входом блока управления, при этом второй вход элемента ИЛИ 1.6 подключен к выходу вентиля 12, а выходы первого 15 и второго 16 элементов ИЛИ являются соответственно вторым и третьим выходами блока 2 управления °

Блок 11 управления сдвигом состоит из элемента ИЛИ 17 и вентиля 18, причем входы элемента ИЛИ 17, являются управляют ми входами блока 11 управления сдвигом, его выход соединен с первым входом вентиля 18, второй вход вентиля является сигнальным входом блока управления сдвигом, а его выход соединен с выходом блока 11 управления сдвигом.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения О,и 0 (фиг.2) между которыми измеряется сдвиг фаз поступают на преобразователь 1, который формирует из них {по моментам перехода через нулевое значение) два импульсных сигнала 0 и Од. Длительность 1 сигиала U равна периоду х входных напряжений, а длительность сигнала U<- сдвигу фаз 0 . В первом такте работы кодируется импульсный сигнал с длительностью Т, который через блок 2 управления поступает на управляющий вход вентиля 3 и, открывая его, разрешает поступление импульсов опорной частоты с генератора 4 на вход счетчика 5 в течение интервала времени, равного Т, . Одновременно сигнал !) через инвертор 13 блока управления поступает на дифференцирующую цепочку 14, которая в момент времени 1, соответствующий заднему фронту импульса Т„, формирует короткий импульс 03 . Этот импульс через элемент ИЛИ 15 блока 2 управления поступает на управляющий вход сдвигового регистра 7 в виде сигнала 0< и осуществляет запись в него из счетчика 5 кода H, пропорционального 1„. Одновременно с импульсным сигналом 0, имеющим длительность Т„„ кодируется сигнал Ll< с длительностью, Для этого сигнал 0<, сформированный вентилем 12 блока 2 управления и равный конъюнкции лТ через элемент ИЛИ 16 поступает в виде напряжения 0 на управляющий вход сдвигового регис;.ра 6. В момент вре3 12 мени 1,, соответствующий заднему фронту этого импульса, код N„, пропорциональный Т, переносится из счет чика 5 в сдвиговый регистр 6.

Чтобы обеспечить измерение сдвига фаэ в широком частотном диапазоне (беэ перестройки генератора 4 опорной частоты) с погрешностью, не

1 пр ышающей + 2 — (Где К вЂ” количест2к во выходных разрядов фазометра), в счетчик 5 и сдвиговые регистры 6 и 7 введены избыточные разряды таким образом, что разрядности. счетчика,5 и сдвиговых регистров 6 и 7 равны:

67286

1 т Формирует импульсы О,, количество которых равно р

Коды N, и N> со сдвиговых регистров 6 и 7 преобразуются соответ5 ственно преобразователями 9 и 10 в

ИХ аНаЛОГОВЫЕ ЭКВИВаЛЕНтЫ 0 И 11т И . к поступают на входы. преобразователя

10 напряжение — код перемножающего типа, причем напряжение U, пропор10

М циональное интервалу Т„, йспользуется в качестве опорного, а От, пропорциональное интервалу », — в качестве измеряемого. Таким образом, преобразователь 10 преобразует

15 напряжение О-„ относительно напряжения О, и формирует код

1 где П вЂ” натуральное число;

М вЂ” разрядности преобразователей

8 и 9 код — напряжение;

2 †.величина, равная отношению и максимальной частоты исследуемых сигналов к минимальной (при заданной погрешности измерения сдвига фаз).

Во втором такте работы фазометра производится сдвиг содержимого сдвиговых регистров 6 и 7 в сторону младших разрядов. Таким образом происходит отбрасывание младших разрядов кодов М, и N, до тех пор, пока разрядность кода N â регистре 7 не станет

X равной N . .Этот процесс контролируется блоком 11 управления сдвигом.

При наличии хотя бы одной единицы на входах элемента ИЛИ 17, которые подключены к выходам избыточных разрядов регистра 7 на выходе элемента

ИЛИ 17 и управляющем входе вентиля

18 установлена единица, т.е. разрешено прохождение импульсов высокой частоты с генератора 4 опорной частоты на третий вход блока 2 управления.

Импульсы U через элементы ИЛИ 15 и

16 блока 2 управления в виде напряжений 0 и U поступают на управляющие входы сдвиговых регистров 7 и 6 соответственно и осуществляют сдвиг содержащихся в них кодов N, и 1 1т до у тех пор, пока во всех избыточных разрядах сдвигового регистра 7 не окажутся нули, что эквивалентно делению кодов11 и N на величину 2 у (где р - количество заполненных избыточных разрядов). Таким образом блок 11 управления сдвигом после записи в регистры 6 и 7 кодов М, и

20 где .1» — число выходных разрядов преобразователя 10 напряжение — код.

Величина сдвига фаз (в градусах)

Ял

25 = 360 — - т

1 т„ при этом, погрешность измерения во всем частотном диапазоне не должна

1 превышать величины

+0 5

30 Q = -= — — 1007

2" — 1 о разрядности преобразователей 8 и 9 код — напряжение должны быть равный=К+ 2 ° формула изобретения

1. Цифровой фазометр, содержащий преобразователь сдвига фаз в интервалы времени, входы которого соедине40 ны с входами фазометра, а выходы . соединены с первым и вторым входами блока управления, вентиль, подклю- ченный первым входом к первому выходу блока управления, а вторым— к выходу генератора, счетчик, вход которого соединен с выходом вентиля, отличающийся тем, что, с целью разрешения частотного диапазона, в него введены первый и второй сдвиговые регистры, первый и второй преобразователи код — напряжение, преобразователь напряжение †.код и блок управления сдвигом, причем управляющие входы первого и второго

>5 сдвигового регистра подключены соответственно к второму и третьему выходам блока управления, информационные входы сдвиговых регистров

1267286

U2 ат

Ul+

У9 фиг. Я

Составитель И. Шубин

Редактор Л. Пчелинская ТехредЛ.Сердюкова

Корректор А. Обручар

Заказ 5767/41 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Дроиэводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 объединены и подключены к выходам счетчика, а выходы соответственно через первый и второй преобразовате- ли код - напряжение соединены с первым и вторым входами преобразователя напряжение - код, соответствующие выходы второго сдвигового регистра подключены к управляющим вхоцам блока управления сдвигом, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора и вторым входом вентиля, а выход блока управления сдвигом подключен к третьему входу блока управления.

2. Фаэометр по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что блок управления включает в себя вентиль, инвертор, дифференцирующую цепочку и первый и второй. элементы ИЛИ, причем первый вход вентиля объединен с входом инвертора и является первым входом и одновременно первым выходом блока управления, второй вход вентиля явля25 ется вторым входом блока управления, выход инвертора через дифференцирующую цепочку подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого объединен с первым входом второго элемента ИЛИ и является третьим входом блока управления, при этом второй вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу вентиля, а выходы первого и второго элементов ИЛИ являются соответственно вторым и третьим выходами блока управления.

3. Фаэометр по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что блок управления сдвигом включает в себя элемент

ИЛИ и вентиль, причем входы элемента

ИЛИ являются управляющими входами блока управления сдвигом, его выход соединен с первым входом вентиля, второй вход вентиля является сигнальным входом блока управления сдвигом, а его выход является выходом блока управления сдвигом.