Мера фазового сдвига

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано для получения двух гармонических сигналов с заданными фазовыми соотношениями в широком диапазоне частот. Цель изобретения - повышение точности задания дискретных значений фазовых сдвигов в широком диапазоне частот. Устройство содерЛля ЯГОГ жит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 записи кодов, каналы 3, 4 - опорный и фазопеременный соответственно . Канал 3 содержит пересчетный блок 5, постоянное запоминающее устройство 6, регистр 7, цифроаналоговый преобразователь 8, фильтр 9 нижних частот (НЧ). Канал 4 содержит пересчетный блок 10, m постоянных запоминающих устройств 11.1-11.т, r-m - входовых логических элементов ИЛИ 12.1-12.г, регистр 14, цифроаналоговый преобразователь 15, фильтр 16 НЧ, блок 17 управления. Для достижения поставленной цели в канал 4 введены блок 16 поправок, сумматор 13, образованы новые функциональные связи. Устройство позволяет регулировать фазовый сдвиг с малым дискретом при высокой точности задания в области частот сотен кГц и выше, что обеспечивает повьппение точности определения основной погрешности фазоизмерительной аппаратуры. 2 ил. (Л с to со О5 СО О5 ю Suatm fiat/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлИстичесних

PEGAYSЛИН 51 4 G 01 R 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3970269/24-21 (22) 29.10.85 (46) 15.03.87. Бюл. У 10 (71) Научно-производственное объединение "Сибцветметавтоматика" и Красноярский политехнический институт (72) В.И.Кокорин и М.К.Чмых (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1103156, кл. G 01 R 25/00, 1983.

Научное приборостроение и автоматизация научного эксперимента. Красноярск: 1978, с.88-98. (54) МЕРА ФАЗОВОГО СДВИГА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может быть использовано для получения двух гармонических сигналов с заданными фазовыми соотношениями в широком диапазоне частот. Цель изобретения— повышение точности задания дискретных значений фазовых сдвигов в широком диапазоне частот. Устройство содер„SU„„1296962 А1 жит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 записи кодов, каналы 3, 4— опорный и фазопеременный соответственно. Канал 3 содержит пересчетный блок 5, постоянное запоминающее устройство 6, регистр 7, цифроаналоговый преобразователь 8, фильтр 9 нижних частот (НЧ). Канал 4 содержит пересчетный блок 10 m постоянньм запоминающих устройств 11. 1-11.m

r-m - входовых логических элементов

ИЛИ 12.1-12.r, регистр 14, цифроаналоговый преобразователь 15, фильтр

16 НЧ, блок 17 управления. Для достижения поставленной цели в канал 4 введены блок 16 поправок, сумматор

13, образованы новые функциональные связи. Устройство позволяет регулировать фазовый сдвиг с малым дискретом при высокой точности задания в области частот сотен кГц и выше, что обеспечивает повьппение точности определения основной погрешности фазоиэмерительной аппаратуры. 2 ил.

1 129696

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано для получения двух гармонических сигналов с заданными фазовыми соотношениями в широком диапазоне частот.

Цель изобретения — повышение точности задания дискретных значений фазовых сдвигов в широком диапазоне частот. 10

На фиг.1 изображена структурная схема меры фазового сдвига; на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие ее работу.

t5

Мера фазового сдвига содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 записи кодов, опорный канал 3, фазопеременный канал 4, Опорный канал 3 содержит пересчет- 20 ный блок 5, постоянное запоминающее устройство 6, регистр 7, цифроаналоговый преобразователь 8 и фильтр 9 нижних частот. Фазопеременный канал

4 содержит пересчетный блок 10, ш по- 25 стоянных запоминающих устройств 11

11, г-ш-входовых логических элементов ИЛИ 12,-12, сумматор 13, регистр

14, цифроаналоговый преобразователь

15 и фильтр 16 низкой частоты, а так-,30 же блок 17 управления и блок 18 поправок. При этом в опорном канале 3 пересчетный блок 5, постоянное sanoминающее устройство 6, регистр 7, цифроаналоговый преобразователь 8 и фильтр 9 нижних частот соединены последовательно в фазопеременном канале

4. Выходы пересчетного блока 10 соединены со входами m постоянных запоминающих устройств 11,-11, выходы щ которых соединены с m-входовыми логическими элементами ИЛИ 12,-12 . Выходы логических элементов ИЛИ 12, -12 соединены с сумматором 13, соединенным через регистр 14 и цифроаналоговый преобразователь 15 с фильтром 16 нижних частот. Блок 17 управления соединен выходами с m постоянными sanoминающими устройствами 11 и с блоком

18 поправок, выходы которого соединены с входами сумматора 13. Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с входами пересчетных блоков 5 и 10 и с входами регистров 7 и 14.

Выходы блока 2 записи кодов соединены с пересчетным блоком 10, а вход— с выходом пересчетного блока 5.

Мера фазового сдвига работает следующим образом.

2 2

Сигналы с генератора 1 тактовых импульсов (фиг„2а) поступают на пересчетные блоки 5 и 10 опорного 3 и фазопеременного 4 каналов соответственно. В пересчетный блок 10 в момент заполнения пересчетного блока 5 (равенства нулю кода, устанавливаемого триггерами этого блока) вводится из блока 2 записи кодов, например, код числа нуль, что соответствует синфаэной работе пересчетных блоков 5 и 10.

В опорном канале 3 выходные сигналы пересчетного блока 5 поступают на адресные входы постоянного запоминающего устройства 6, на разрядных выходах которого формируется при этом двоичный код значений ординат синусондальной функции, опсываемой выражением

23

U = sin — xi о 9 где i=1 2,3 " К;

К вЂ” коэффициент деления пересчетных блоков 5 и 10.

Формирование r-разрядного двоич ного кода в постоянном запоминающем устройстве 6 осуществляется с каждым изменением кода пересчетного блока 5 при поступлении импульсов от генератора 1. Сигналами от генератора 1 тактовых импульсов происходит также запись двоичного кода значения ординаты синусоидальной функции из постоянного запоминающего устройства 6 в регистр 7. Выходные сигналы регистра 7 поступают на цифроаналоговый преобразователь 8, на выходе которого формируется соответствующая ступень вьжодного напряжения квазисинусоидальной формы (фиг.2б), Фильтр

9 нижних частот, включенный на выходе цифроаналогового преобразователя

8, отфильтровывает высшие гармоники, в выходном сигнале опорного канала (фиг.2г). В фазопеременном канале 4 выходные сигналы пересчетного блока

10 поступают на адресные входы m постоянных .запоминающих устройств 11„11, на управляющие входы которых подаются сигналы с блока 17 управления, разрешающие выбор кодов только из одного постоянного запоминающего устройства для формирования выходного сигнала фазопеременного канала. В постоянном запоминающем устройстве 11, хранятся двоичные коды значений ординат синусоидальной функ пни

129696

2Й

U = sin-К

20

2Й

U. sin — i к

Kxm аМ

В постоянном запоминающем устройстве 11 хранятся коды функции

23 . 23 5

U = sin (— -i — -) 6 К К-m где m — число постоянных запоминающих устройств в фазопеременном канале, характеризующее уменьшение дискрета фазового сдвига.

В постоянном запоминающем устройстве 11, хранятся коды функции г23 ° 2 23 1

U = з1п1 †.i — —.х (— )1

К m К и т.д.

В постоянном запоминающем устройстве 11 хранятся двоичные коды функции

v 23 . (m — 1)х231

U = sin — гп К шхК

Пусть с блока 17 управления раз- . решается выбор, например, из постоянного запоминающего устроиства 11„, 25 двоичных r-разрядных кодов значений ординат синусоидальной функпии которые через логические элементы

ИЛИ 12,-12„, сумматор 13 и регистр

14 подаются на цифроаналоговый преобразователь 15. При этом выходной гармонический сигнал на выходе фазо- 35 переменного канала (фиг.2д), отфильтрованный из выходного сигнала квазисинусоидальной формы (фиг.2в) цифроаналогового преобразователя 15, совпадает по фазе с выходным гармоническим сигналом опорного канала (фиг.2г) с точностью до погрешности формирования. Использование постоянного запоминающего устройства 11 для

2 формирования выходного сигнала фазопеременного канала (фиг. 2е;ж) позволяет установить выходные сигналы меры фазового сдвига с дискретом и т.д.

Фазовый сдвиг между выходными сигналами устройства можно изменять также с дискретом, равным 55

2Ý

a4=— к путем записи в пересчетный блок 10 канала 4, в момент заполнения пере2 4 счетного блока 5 канала 3, из блока

2 записи кодов, кода числа, соответствующего задаваемому фазовому сдвигу (фиг.2з,и).

Формирование выходных сигналов меры фазового сдвига описанным образом с дискретом

2 и

a%

Kxm имеет погрешность, вызванную дискретизацией значений ординат аппроксимируемой синусоидальной функции.

С целью повышения точности задания дйскретных значений фазовых сдвигов в широком диапазоне частот используется r-разрядный сумматор 13 и r-разрядный блок 18 поправок.

Блок 18 поправок содержит K x m значений двоичных кодов поправок для

К двоичньм кодов значений ординат синусоидальных функций, записанных в

m постоянных эапоминакщих устройствах 11„ -11,„ фазопеременного канала.

Выбор необходимого значения поправки осуществляется по сигналам от блока

17 управления и пересчетного блока 10 для соответствующего постоянного запоминающего устройства 11 и данного состояния пересчетного блока 10. С блока 18 поправок код поправки посту1 пает на входы сумматора 13, на другие входы которого подается двоичный код значений ординаты синусоидальной функции с разрядных выходов выбранного постоянного запоминающего устройства 11 для данного состояния пересчетного блока 10. С выхода сумматора 13 r-разрядный двоичный код, равный сумме кодов иэ постоянного запоминающего устройства и блока 18 поправок, записьпвается сигналом от генератора 1 тактовых импульсов в регистр 14. Таким образом, цифроаналоговый преобразователь 15 включенный на выходе регистра 14, формирует ступень выходного напряжения кваэисинусоидальной формы с учетом поправки за счет погрешности дискретизации значений ординат для данного числа разрядов цифроаналогового преобразователя 15. Формирование r-разрядных двоичных кодов в выбранном постоянном запоминающем устройстве

11 и в блоке 18 поправок осуществляется с каждым изменением кода пересчетного блока 10 при поступлении импульсов от генератора 1. Корректи руя значения ординат синусоидальных функций с учетом погрешности дискреf29

6962

55 дами логических элементов ИЛИ и с выходами блока поправок, входы которого соединены с выходами пересчетного блока н выходами блока управления. тизации для разрядных постоянных запоминающих устройств канала ч можно повысить точность задания фазовых сдвигов.

Описанным образом могут быть сформированы выходные сигналы фазопеременного канала с заданными значениями высших гармоник сигнала. При этом в блоке 18 поправок вместо r-разрядных поправок на погрешности дискретизации содержатся r-разрядные значения поправок, которые в сумме со значениями ординат синусоидальных функций, записанными в постоянные запоминающие устройства 11 позволяют получить заданные значения высших гармоник в выходных сигналах фазопеременного канала.

Блок 2 записи кодов может быть выполнен, например, в виде постоянного запоминающего устройства, хранящего значения кодов чисел соответствующих задаваемым фазовым сдвигом, значения которых устанавливаются в пересчетном блоке 10 по сигналу из пересчетного блока 5.

Блок 17 управления может быть выполнен в виде переключателя, комму тируя который подается сигнал разрешения на одно из m постоянных запоминающих устройств 11, -11

Блок 18 поправок может быть выполнен, например, в виде постоянного запоминающего устройства, на адрес-: ные входы которого поступают сигналы от пересчетного блока 10 и блока 1/ управления, а на разрядных выходах блока 18 поправок формируется при этом двоичный код поправки значения ординаты.

Таким образом, мера фазового сдвига позволяет выполнять задание фазовых сдвигов между выходными сигналамн в диапазоне частот до мегагерц с по-грешностью в сотые доли градуса при дискретности в градус и менее.

Повышение точности задания фазовых сдвигов в прототипе связано с увеличением разрядности постоянных запоминающих устройств, регистров и цифроаналоговых преобразователей, что сразу ведет к уменьшению диапазона ра" бочих частот устройства.

В предлагаемой мере фазового сдвига при 8-разрядном цифроаналоговом преобразователе и выходной частоте меры фазового сдвига, равной 5 мГц, можно получить точность задания фа20

6 зовых порядка 0,01 эа счет введения поправок и уменьшения погрешности задания фазовых сдвигов, обусловленной дискретизацией формируемого сигнала.

Таким образом, благодаря введению новых элементов и связей, предлагаемая мера фазового сдвига позволяет регулировать фазовый сдвиг с малым дискретом при высокой точности задания в области частот сотен кГц и выше, что обеспечивает повышение точности определения основной погрешности фаэоиэмерительной аппаратуры.

Формула изобретения

Мера фазового сдвига, содержащая генератор тактовых импульсов, блок записи кодов, два канала — опорный и фазопеременный, причем опорный канал состоит из последовательно соединенных пересчегного блока, постоянного запоминающего устройства, регистра, цифроаналогового преобразователя, фильтра нижних частот, фазопеременный канал состоит из пересчетного блока, выходы которого соединены с входами ш постоянных запоминающих устройств, выходы m постоянных запоминающих устройств соединены с m-входовыми логическими элементами ИЛИ, последовательно соединенных регистра, цифроаналогового преобразователя и фильтра нижних частот, а также блока управления, выходы которого соединены с входами управления m постоянных запоминаницих устройств, выход генератора тактовых импульсов соединен с входами пересчетных блоков и с управляющими входами регистров обоих каналов, выходы блока записи кодов соединены с входами установки пересчетного блока фазопеременного какала, а вход блока записи кодов соединен с выходом цересчетного блока опорного канала, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности задания дискретных значений фазовых сдвигов в широком диапазоне частот, она дополнительно снабжена в фазопеременном канале блоком поправок и сумматоров, причем выходы сумматора соединены с входами регистра, а входы сумматора соединены с выхо1296962

Составитель И. Катанова

Техред M.Õîäàíè÷ Корректор О.Луговая

Редактор А,Ревин

Заказ 774/48 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

333035, Иосква, Ж-35, Рауи ская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4