Цифровой фазометр

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Цифровой фазометр содержит формирователь 1 импульсов, генератор 12 импульсов , счетчик 13 точного отсчета, счетчик 15 периода и блок 16 элементов И. В устройство введены триггеры 2-4, элементы И 5-8, элементы ИЛИ 9 - 11, элемент 14 задержки, двоичный умножитель 17, синхронизатор 18 и реверсивный счетчик 19. Введенные элементы и образованные новые функциональные связи позволяют совместить процесс измерения и процесс вычис- . ления величины фазового сдвига и сократить время измерения до одного периода входного сигнала. 1 ил. с ф (Л 00 о 00 х со .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5D 4 G OI R 25/08

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . /! 1 а -

j °

Э,7 . 1-!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3955110/24-21 (22) 17.09.85 (46) 07 05 87. Вюл. !! - 17 (72) А.Л.Есин, И.П.Глаголев и В.Д.Фатеев (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 265278, кл. С Ol R 25/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Р 1045155, кл. С 01 R 25/00, 1982.

Смирнов П.Т. Цифровой фазометр.—

M.: Энергия, 1975, с.26, рис.12.

Новицкий П.В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. — M.:

Связь, 1976, с.245, рис.10-4. (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение быстродействия устройства.

Цифровой фазометр содержит формирователь 1 импульсов, генератор 12 импульсов, счетчик 13 точного отсчета, счетчик 15 периода и блок 16 элементов И. В устройство введены триггеры

2-4, элементы И 5-8, элементы ИЛИ

9 — 11, элемент 14 задержки, двоичный умножитель 17, синхронизатор 18 и реверсивный счетчик 19. Введенные элементы и образованные новые функцио1 нальные связи позволяют совместить процесс измерения и процесс вычисления величины фазового сдвига и сократить время измерения до одного периода входного сигнала. 1 ил.

1308934

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения фазовых сдвигов в широком диапазоне частот исследуемых сигналов. 5

Цель изобретения — повышение быстродействия за счет совмещения процесса измерения и процесса вычисления величины фазового сдвига и сокращения времени .измерения до одного периода входного сигнала.

На чертеже приведена структурная схема цифрового фазометра.

Фазометр состоит из формирователя

1 импульсов, трех триггеров 2-4, четырех элементов И 5-8, трех элементов ИЛИ 9 — 11, генератора 12 импульсов, счетчика 13 точного отсчета, элемента )4 задержки, счетчика 15 периода, блока 16 элементов И, двоичного умножителя 17, синхронизатора

18 и реверсивного счетчика 19.

Входы формирователя 1 соединены с шинами опорного и измерительного

25 сигналов, входы сложения и вычитания счетчика 19 соединены с выходами синхронизатора )8, а выход счетчика 19 подключен к вторым входам первого триггера 2 и первого элемента ИЛИ 10, выход генератора 12 импульсов подключен к счетному входу счетчика 15 периода, первым входам двоичного умножителя 17, первого 7 и второго 8 элементов И, выходы последних через второй элемент ИЛИ 11 подключены к 35 счетному входу )счетчика 13 точного отсчета, шина команды "Пуск" подключена к S-входу первого триггера 2, первым входам первого 10 и третьего

9 элементов ИЛИ и к счетчику 13 точ- 40 нОго отсчета, первый выход формирователя 1 импульсов подключен к пер-. вым входам третьего элемента И 5 и блока элементов И 16 и через элемент

14 задержки к установочному входу 45 счетчика 15 периода, второй выход формирователя 1 импульсов подключен к первому входу четвертого элемента И 6, прямой выход первого триггера 2 подключен к вторым входам третьего 5 и четвер- 50 того 6 элементов И, выходы последних подключены соответственно к S-входу второго триггера 3 и установочному входу реверсивного счетчика 19, к второму входу третьего элемента ИЛИ 9 и S-входу третьего триггера 4, выходы первого 10 и третьего 9 элементов

ИЛИ подключены к R-входам соответственно третьего 4 и второго 3 триггеров, выходы последних подключены соответственно к второму входу второго элемента И 8, третьему входу четвертого элемента И 6 и второму входу первого элемента И 7, выход счетчика

15 периода через последовательно соединенные блок элементов И 16 и двоичный умножитель 17 подключен к второму входу синхронизатора 18, первый вход последнего соединен с выходом первого элемента И 7. Двоичный умножитель 17 фазометра выполнен по известной схеме. Число разрядов двоичного умножителя 17 равно числу разрядов счетчика 15 периода. Число разрядов реверсивного счетчика 19 не превышает трех. Синхронизатор 18 фазометра реализует функцию алгебры логики на элементах И, ИЛИ, НЕ и выполнен по известной схеме.

Цифровой фазометр работает следующим образом.

На вход формирователя 1 импульсов поступают синусоидальные сигналы U и U фазовый сдвиг между которыми надо измерить. Формирователь 1 вырабатывает старт- и стоп-импульсы, передние фронты которых соответствуют переходам через нуль входных сигналов. Счетчик 15 периода непрерывно заполняется выходными импульсами генератора 12. По каждому старт-импульсу содержимое счетчика 15 через блок 16 элементов И переписывается в регистр двоичного умножителя 17. После этого счетчик 15 периода устанав- ливается в "0" выходными сигналами элемента 14 задержки. В результате по каждому старт-импульсу в регистр двоичного умножителя 17 записывается код N„ периода входноro сигнала U формирователя 1. В двойчном умножителе 17 производится умножение частоты Е „,генератора 12 импульсов на код Nn Выходная частота Й „ двоич ного умножителя 17 имеет вйд

9í ГИ где N †емкость счетчика двоичного о умножителя 17.

По команде "Пуск одновременно производится установка в "0" триггеров 3 и 4, счетчика 13 точного от-. счета и в состояние "1" триггера 2, который открывает элемент И 5 и подготавливает элемент И 6. Первый стартимпульс после команды "Пуск" е выхо; да элемента И 5 одновременно устанав-, ! у 1 !ВЫ, No

t 9У 1 и ги

50 где И вЂ” число импульсов в пачке, соответствующей временному интервалу от старт- до стопимпульса.

Код в счетчике 13 точного отсчета в конце измерения

1 ьо

Nï

Neer ги

3 130893 ливает в "0" реверсивный счетчик 19 и в состояние "1" триггер 3, который открывает элементы И 6 и 7, на выходе элемента И 7 формируется пачка импульсов. Импульсы пачки одновременно поступают через элемент ИЛИ 11 на входы счетчика 13 точного отсчета и синхронизатора 18. Частота импульсов в пачке равна fù„ . Если на вход синхронизатора 18 одновременно поступают 1О импульсы пачки и двоичного умножителя 17, то на выходе синхронизатора

18 импульсов нет. Если в момент прихода импульса с двоичного умножителя

17 импульс пачки отсутствует, то выходной импульс синхронизатора 18 поступает на вход сложения реверсивного счетчика 19. При отсутствии импульса с двоичного умножителя 17 в момент прихода импульса пачки выход- 20 ной импульс синхронизатора поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 19.

Поскольку частота f,ä больше частоты f „, то за время воздействия пачки импульсов реверсивный счетчик работает на вычитание. Момент окончания пачки импульсов соответствует формированию стоп-импульса, который с выхода элемента И 6 устанавливает в "0 триггер 3 и одновременно устанавливает в "1" триггер 4, открывающий элемент И 8, и импульсы, следующие с частотой fru подсчитываются счетчиком 13 точного отсчета. 35

После окончания пачки импульсов на вход сложения реверсивного счет— чика 19 с выхода синхронизатора 18 поступают импульсы с частотой fg> B момент переполнения реверсивного счет40 чика 19 на его выходе формируется импульс, устанавливающий триггеры 2 и

4 в состояние "0". Цикл измерения заканчивается.

Время между старт-импульсом нача- 45 ла счета и нулевым значением реверсивного счетчика 19 определяется выражением

Если емкость счетчика двоичного умножителя 17 N =360 ° 10, то отсчет

4 числа по счетчику 13 приобретает размерность градуса при К=О или долей градуса при К 1 измеряемого фазового сдвига.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий счетчик периода, блок элементов И, счетчик точного отсчета, генератор импульсов, формирователь импульсов, первый и второй входы которого соответственно соединены с шипами опорного и измеряемого сигналов, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены три триггера, четыре элемента И, три элемента ИЛИ, элемент задержки, двоичный умножитель, синхронизатор и реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий входы которого соединены с соответствующими выходами синхронизатора, а его выход подключен,к входу первого триггера и первому входу первого элемента ИЛИ, выход генератора импульсов подключен к счетному входу счетчика периода, первым входам двоичного умножителя, первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к первому входу синхронизатора и к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу счетчика точного отсчета, шина команды Пуск подключена к S-входу первого триггера, второму входу первого и первому входу третьего элементов ИЛИ и установочному входу счетчика точного отсчета, первый выход формирователя импульсов подключен к первым входам третьего элемента И и блока элементов И непосредственно, а через элемент задержки — к установочному входу счетчика периода, второй выход формирователя импульсов подключен к первому входу четвертого элемента И, прямой выход первого триггера подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И, вьгход третьего элемента И подключен к S-входу второго триггера и установочному входу реверсивного счетчика, вьгход четвертого элемента И подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ и S-входу третьего триггера, выходы первого и третьего элементов

ИЛИ подключены к R-входам соответст1308934

Составитель В.Шубин

Редактор О.Юрковецкая Техред Л.Олейник Корректор,А.Тяско

Заказ 1794/37 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 венно третьего и второго триггеров, прямой выход последнего иэ которых подключен к второму входу первого элемента И и третьему входу четвертого элемента И, прямой выход третьего триггера подключен к второму входу второго элемента И, выход котороro соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выходы счетчика периода через блок элементов И подключен к вторым входам двоичного умножителя, выход которого соединен с вторым входом синхронизато ра.