Цифровой фазометр

 

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий первый и второй формирователи, триггерный преобразователь фаза-интервалы времени, блок квантования, индикаторный счетчик, элемент пуска с синхронизацией, триггер пуска, делитель частоты, генератор счетных импульсов , элемент совпадения и делитель с переменным коэффициентом деления , счетный вход которого через элемент совпадения подключен к гейератору счетных импульсов, а выход к блоку квантования и делителю частоты , у которого выход переполнения подключен к первому входу триггера пуска, второй вход которого подключен к элементу пуска с синхронизацией , а выход - к второму входу элемента совпадения, выход второго формирователя подключен к входу элемен та пуска с синхронизатдией и второму входу триггерного преобразователя фаза-интервалы времени, первый вход которого подключен к первому формирователю , а выход через блок кваитования - к индикаторному счетчику, отличаюцийся тем, что, с целью повьтення быстродействия и рассвиреиия частотного диапазона, он снабжен блоком сравнения кодов, счетчиком, первым регистром, формирователем импульса сдвига, аторьм регистром и формирователем импульса записи, при этом первые входы блока сравнения кодов и нифорнацнонные . входы второго регистра подключены к разрядные выходам делителя частоты, вторые входы блока сравнения кодов г подключены к разрядиъм выходам второго регистра, вход управления сдви (Л гом которого через формирователь с импульсов сдвига подключен к выходу блока сравнения кодов, дополнительно подключенному к первому входу счетчика, второй вход которого подключен к выходу элемента пуска с синхронизагщей и первому входу формирователя импульсов записи, второй вход которого совместно с входом управления первого регистра подключен к выходу второго формирователя, информационные входы первого регистра подключены к разрядн|9М выходам счетчика, а выходы - к входам управления делителя с переменным коэффициентом деления , выход формирователя импульсов записи подключен к входу управления записью второго регистра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (д) 4 G 01 К 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй (21) 3284879/18-21 (22) 06. 05. 81 (46) 30.11.86. Вюл. В 44 (72) А.С. Глинченко, 3.В. Маграчев, В.И. Назаренко, П.И. Рябухин, Н.П. Сухоставцев, С.В. Чепурных и М.K. Чмых (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 192932, кл. G 01 К 25/08, 1965.

Авторское свидетельство СССР

)) 607163, кл. С О! 1(25/08, 1974. (54)(57) ЦИФРОВОЙ ФАЗОЖТР, содержащий первый и второй формирователи, триггерный преобразователь фаза-интер валы времени, блок квантования, индикаторный счетчик, элемент пуска с синхронизацией, триггер пуска, делитель частоты, генератор счетных импульсов, элемент совпадения и делитель с переменным коэффициентом деления, счетный вход которого через элемент совпадения подключен к генератору счетных импульсов, а выход— к блоку квантования и делителю частоты, у которого выход переполнения подключен к первому входу триггера пуска, второй вход которого подключен к элементу пуска с синхронизацией, а выход — к второму входу элемента совпадения, выход второго формирователя подключен к входу элемента пуска с синхронизацией и второму входу триггерного преобразователя фаза-интервалы времени, первый вход которого подключен к первому формирователю, а выход через блок квантования — к индикаторному счетчику, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повывеимя быстродействия и расиирения частотного диапазона, он снабжен блоком сравнения кодов, счетчиком, первым регистром, формирователем импульса сдвига, вторым регистром и форммрователем импульса записи, при этом первые входы блока сравнения кодов и информационные входы второго регистра подключены к разрядным выходам делителя частоты, вторые входы блока сравнения кодов подключены к разрядяаае выходам второго регистра, вход управления сдвигом которого через формирователь импульсов сдвига подключен к выходу блока сравнения кодов, дополнительно подключенному к первому входу счетчика, второй вход которого подключен к выходу элемента пуска с синхронизацией N первому входу формиро- вателя импульсов записи, второй вход которого совместно с входом управления первого регистра подключен к выходу второго формирователя, информационные входы первого регистра подключены к раэрядньвс выходам счетчика, а выходы — к входам управления делителя с переменным коэффициентом деления, выход формирователя импульсов записи подключен к входу управления записью второго регистра.

1 12

Изобретение относится к радиоиэ-. мерительной технике и может быть использовано для построения цифровых фазометров с усреднением результата измерения, работающих в широком диапазоне частот.

Известен фазометр с постоянным измерительным временем, содержащий формирующее устройство, генератор счетных импульсов, а также цепь обратной связи, состоящую из триггерного счетчика импульсов, двухканального дешифратора, аналогового элемента И и схемы извлечения квадратного корня.

Недостаткам такого фазометра является консервативность закона изменения частоты генератора счетных импульсов. Величина времени измерения в этом фазометре определяется нижней частотой рабочего диапазона исходя из требований к точности измерения, в связи с чем необоснованно ограничивается быстродействие измерений на повышенных частотах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущносги и достигаемому результату является цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, содержаищй формирователи, управляемый триггер (в дальнейшеь триггерный преобразователь фаза-интервалы времени), элемент совпадения (в дальнейшем - блок квантования), индикаторный счетчик, времязадающий блок, включающий элемент пуска с синхронизацией, триггер пуска и делитель частоты; генератор счетных им пульсов, элемент совпадения, дополнительный делитель частоты (в дальнейшем — делитель с переменным коэффициентом деления) и дешифратор..

В данном фазометре высокая точность измерения обеспечивается син" хронным с входным сигналом уменьшением веса данных измерения. Достигается это уменьшением в процессе измерения частоты квантования, что одновременно приводит к растяжке остатка времени измерения и увеличению суммарного времени измерения. Поэтому для получения максимального быстродействия в данном фаэометре момент подготовки к переходу на пониженную частоту, определяемый дешифратором по текущему состоянию делителя частоты времязадающего блока, должен формироваться как можно позже, I

73832

55 однако не отстоять от конца времени измерения на величину, меньшую периода нижней частоты выбранного диапазона частот. При нарушении последнего условия может не наступить сам. переход, т.е. не происходит переключение делителя с переменным коэффициентом деления ввиду отсутствия импульса синхронизации. Жесткий выбор времени подготовки делает структуру данного фазометра консервативной и не оптимальной по быстродействию для верхних частот диапазона, одновременно предопределяя потерю работоспособности фазометра на частотах за нижней. границей диапазона ° .

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение частотного диапазона работы цифрового фазометра.

Указанная цель достигается тем, что фазометр содержащий первый и второй формирователи, триггерный преобразователь фаза-интервал времени, блок квантования, индикаторный счетчик, элемент пуска с синхронизацией„ триггер пуска, делитель частоты, генератор счетных импульсов, элемент совпадения и делитель e,ïåðåìåííûì коэффициентом деления, счетный вход которого через элемент совпадения подключен к генератору счетных импульсов, а выход к блоку квантования и делителю частоты, у которого выход переполнения подключен к первому входу триггера пуска, второй вход которого подключен к элементу пуска с синхронизацией, а выход— к второму входу элемента совпадения, выход второго формирователя подключен к входу элемента пуска с синхронизацией и второму входу триггерного преобразователя фаза-интервал времени, первый вход которого подключен к первому формирователю, а выход. через блок квантования — к индикаторному счетчику, снабжен блоком сравнения кодов, счетчиком, первым регистром, формирователем импульса сдвига, вторым регистром и формирователем импульса записи, при этом первые входы блока сравнения кодов и информационные входы второго регистра подключены к разрядным выходам делителя частоты, вторые входы блока сравнения кодов подключены к разрядным выходам второго регистра, вход управления сдвига которого чез 127 рез формирователь импульсов сдвига подключен к выходу блока сравнения кодов, дополнительно подключенному к первому входу счетчика, второй вход которого подключен к выходу элемента пуска с синхронизацией и первому входу формирователя импульсов записи, второй вход которого совместно со входом управления первого регистра подключен к выходу второго форми- 1О рователя, информационные входы первого регистра подключены к разрядным выходам счетчика, а выходы — к входам управления делителя с переменным коэффициентом деления, выход 15 формирователя импульсов записи подключен к входу управления записью второго регистра.

На чертеже приведена структурная схема цифрового фазометра. 20

Фазометр содержит первый и второй формирователи 1 и 2, последовательно подключенные триггерный преобразова-. тель 3 фаза-интервалы времени, блок

4 квантования и индикаторный счет- 25 чик 5, последовательно подключенные генератор 6 счетных импульсов, элемент 7 совпадения, делитель 8 с переменным коэффициентом деления, делитель 9 частоты, блок 10 сравнения ЗО кодов, счетчик 11, первый регистр 12, а также элемент 13 пуска с синхрони-, зацией, связанный с триггером 14 пуска и формирователем 15 импульсов.за- . писи,. связанные второй регистр !6 и формирователь 17 импульсов сдвига.

3832 4

Цифровой фазометр работает следующим образом.

Исследуемые сигналы, между которыми измеряется фазовый сдвиг, посту-46 пают на первый и второй формирователи 1 и 2, где они усиливаются и стандартиэуются по амплитуде.

Далее указанные сигналы поступают на триггерный преобразователь 3 фа- 4$ .за-интервалы времени, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы длительностью, определяющейся фазой и частотой входных сигналов..

В блоке 4 квантования происходит за- 50 полнение этих импульсов импульсами высокой частоты, поступающими от генератора 6 счетных импульсов через элемент 7 совпадения и делитель 8 с переменным коэффициентом деления.

Элемент 7 совпадения управляется триггером 14 пуска, который формирует импульс, длительность которого определяет время измерения. Начало его привязывается элементом !3 пуска с синхронизацией к импульсу вход- ного сигнала, а конец соответствует моменту переполнения делителя 9частоты. Начало измерения соответствует нулевому коду делителя 9 частоты.

По истечении первого периода сигнала с момента начала измерения формирователь 15 импульсов записи считывает код разрядов делителя 9 частоты во второй регистр 16. В процессе измерения блок 10 сравнения кодов анализирует текущий код делителя 9 частоты и код числа, записанного во втором регистре 16. При совпадении кода делителя 9 частоты с кодом, дополняющим код второго регистра 16 до числа, соответствующего переполнению делителя 9 частоты, блок 10 сравнения кодов срабатывает, переключая счетчик !1. Этот момент является моментом подготовки к переходу на пониженную частоту квантования и соответствует времени, когда до конца измерительного времени остается интервал, равный периоду сигнала входной частоты. Сам переход на пониженную частоту осуществляется в момент

1поступления импульса синхронизации с второго формирователя 2 на вход управления первого регистра 12, выходы которого подключены к входам управления делителя с переменным коэффициентом делителя 8. Переключение блока 10 сравнения кодов одновременно вызывает срабатывание формирователя 17 импульсов сдвига, который в свою очередь сдвигая информацию второго регистра 16, осуществляет деление кода второго регистра на коэффициент, соответствующий изменению коэффициента деления делителя

8 с переменным коэффициентом деления.

Для уменьшенной частоты на входе де лителя 9 частоты этот код вновь соответствует периоду сигнала. В дальнейшем процесс измерения повторяет описанные процессы вплоть до переполнения делителя 9 частоты. Таким образом, на индикаторный счетчик 5 за время измерения проходит некоторое количество,пачек импульсов. Частота импульсов, заполняющих последнюю неполную пачку импульсов, размер которой определяется случайным положением конца импульса времени из- мерения, невелика, поэтому реэуль-ат

1273832

Составитель В. Афанасьев Техред М.Ходанич Корректор у. Пожо

Редактор Н. Швыдкая

Заказ 6471/42 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 измерения искажается меньше, чем в известном устройстве.

Таким образом, адаптивная по частоте входных сигналов структура формирования моментов подготовки к переходу на пониженные частоты квантования позволяет производить переход на пониженные частоты квантования в последнем периоде сигналов во всем диапазоне входных частот. В результате этого времяизмерительный цикл на верхних частотах диапазона уменьшается (в несколько раз) и устраняется потеря работоспособности фазометра нанизких частотах за пределамирабочего диапазонаноминальных частот,