Цифровой фазометр

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения утла сдвига фаз межД :/ ду двумя периодическими э.чектрическими сигналами. Введение в цифровой фазометр (ЦФ) коммутатора 13 опорного п исследуемого сигналов, деншфратора 14, сумматора 15, элемента И 17, регистров 18, 19, триггерформироватстеля 20 пьедесталов задержки, элементов 21, 22 задержки, а 1акже выполнение формирователя опорного «г-ишала из формирователя 2 меандров ()иорн( го сигпа, 1а и формирователей 3 и 4 имнульсов ноложительных п отрицательных пуль переходов опорного сигнала пов1 пнает точность и расширяет функциона. 1ьные возможности ЦФ I ил. сл со ю оо со Г cpuz.l

СОЮЗ ОРЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧ ЕСКИХ

РЕС(УБЛИH

ÄÄSUÄÄ 1323979 с д 4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4013212/24-21 (22) 27.01.86 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (72) В. П. Мокшанцев и А. С. Федоров (53) 621.317.771 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 351178, кл. G Ol R 25/04, 18.01.71.

Авторское свилетельство СССР № 1118935, кл. G О! R 25/00, 15.10.84. (54) ЦИФРОВОИ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения угла сдвига фаз между двумя периодическими электрическими сигналами. Введение в цифровой фазомстр (ЦФ) коммутатора 3 опорного и исследуемого сигналов, дсшифратора 14. сумматора

15, элемента И 17, регистров !8, 19, триггерформироватстеля 20 пьсдс(галов задержки, элементов 21, 22 задержки, а также выполнение формирователя опорного (-и на1а из формирователя 2 меандров ()Iio()II(I() сигнала и формирователей 3 и 4 импул). )в (положительных и отрицательных ну.1ь переходов опорного сигнала новы(пает то:(но Tb и расширяет функциональные возможности ЦФ.

1 ил.

1323979

Импульс положительного нуль-перехода опорного сигнала (фиг. 2е) с выхода формирователя 3 запускает триггер 11 управления, который открывает первый элемент 8 И и квантуюгцие импульсы (фиг. 2и) поступают на списывание выставленной на выходе счетчика 12 информации.

Поскольку в первом периоде измерительного цикла на выходе старшего разряда реверсивного счетчика 12 имеет место «О» (знаковый разряд) и списывать нечего, то на управляющем (импульсном) выходе реверсивного счетчика 12 импульс (фиш. 2к) не выделяется и триггер-формирователь 20 пьедестала задержки не запускается.

Затем приходит следующий импульс (фиг. 2ж), сбрасывает триггер 11, прекращая прохождение квантующих импульсов на реверсивный счетчик 12.

Меандр с инверсивного выхода формирователя 2 поступает на один из входов четвертого элемента 17 И, на другой вход >(> которого поступает импульс (фиг. 2д) положительного нуль-перехода исследуемого сигнала относительно опорного, на выходе четвертого элемента 17 И выделяется импульс, который запускает триггер 7 выделения знака, на выходе второго регистра

19 устанавливается потенциал «1» (что означает знак +), а коммутатор 13 переключает каналы, т.е. опорный и исследуемый сигналы меняются местами.

Перед началом второго периода измерительного цикла тактовый импульс (фиг. 2ж) с отвода элемента 21 задержки снова поступает на счетный вход счетчика 6, на выходе следующего (более младшего) разряда этого счетчика выставляется потенциал

«1», который поступает на соответствующий вход дешифратора 14 и после сумматора 15 на входе следующего (более младшего) разряда реверсивного счетчика 12 устанавливается потенциал «1».

Импульс (фиг. 2ж) после элемента 21 задержки заносит «1«на соответствующий 40 выход реверсивного счетчика 12.

Меандр с прямого выхода формирователя 2 запускает генератор 10 квантующих импульсов, а импульс положительного нуль-перехода опорного сигнала (фиг. 2е) вводит триггер 11 управления (фиг. 2з), и 45 квантующие импульсы (фиг. 2и) начинают поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 12, списывая выставленное на его выходе число, характеризующее задержку во втором периоде цикла.

По окончании списывания на управляющем выходе реверивного счетчика 12 выделяется импульс (фиг. 2к), который запускает триггер-формирователь 20 пьедесталов задержки, и этот пьедестал (фиг. 2л) поступает с выхода триггера 20 на управляющий вход третьего элемента 16 И. B случае совпадения во времени выходного импульса формирователя 5 с пьедесталом задержки на выходе третьего элемента 16 И выделяется импульс, который заносит на выход первого регистра 18 ту выходную информацин> сумматора 15, которая имела место в мом HT временного совпадения импульса (фиг. 2д) с пьедесталом задержки. Как только это произойдет, на входах второго слагаемого сумматора 15 и на установочных входах второго регистра 19 появится информация, характеризующая задержку, при которой произошло указанное совпадение. Начиная с этого момента выходная информация сумматора 15 представляет собой сумму двоичного числа, соответствующего последующему разряду и того числа, прп котором произошло совпадение во времени импульса (фиг. 2д) с пьедесталом задержки.

Затем импульс (фиг. 2ж) сбрасывает триггеры 11 и 20

Таким образом, в следующем периоде цикла передний фронт пьедестала задержки сдвигается в сторону временной позиции импульса (фиг. 2д) на величину временного интервала, соответствующего следующему (более младшему) разряду счетчика 6 T3hтовых импульсов.

Этот процесс приближения переднеп> фронта пьедестала задержки к временной позиции импульса (фиг. 2д) происходит в течение всего измерительного цикла. и с увеличением числа разрядов точность этого приближения растет.

В последнем периоде цикла импульс (фиг. 2ж) отрицательного нуль-перехо >;1 опорного сигнала, поступив на один из вхо ц>в второго элемента 9 И, на другой вход которого подается потенциал шины младшеп> разряда дешифратора 14, совпадает во времени с этим потенциалом, на выходе второго элемента 9 И выделяется импульс, который заносит информацию о фазовом сдвиге и его знаке на выход второго регистра

19 и после задержки на элементе 22 возвращает триггер 7 в исходнос состояние.

В конце каждого цикла выходной сигнал дешифратора 14 производит сброс счетчика 6 тактовых импульсов и первого регистра 18.

При использовании предлагаемого цифрового фазометра повышается точность измерения угла сдвига фаз между опорным и исследуемым сигналоми за счет когерентности квантующего и модулирующего сигна 1QB, расширяются ф нкциональные возможности фазометра за счет его программной работы, сокращается число логических и управляющих элементов. что повышает надежность работы устройства.

Формула п.и>б>регенп. l

Цифровой фазометр. содержащий >в<1 формирователя опорного и исследуемого сигналов, счетчик тактовы импульсов, тригj:32;3974 (!

1!

1 ) <

ГР 1

>Ст«)5<" ii (A) i«;ii

I . Y«c>(>1 ((сp(c K(>pi)< Ki«p (3. Ь\ т><ГК.>d«<« -..) ).) ° l < i<. I <;Г>;<>к!30

<31! 1 71< . 1 I:)< с !;<

I I i>() 3>, ), ", )< <ч<, !h >,i I :i, «< <<«С .;. (:!р»и <гер. и г

ill>l ; KBH f1 i, 1»И(ИХ ИМИ\ . I ЬСО!3,, (73 Е 155(»ifl!l!f —, рlfl гср, ревсрси(3ный с fc "÷èh и T;)è яг!Смс:Г i И, i(Вхо (3 м нс(7 БО! О ия K»T» pl>ix нодE(° . К)! f3bf XO, 11>f 1 (Ei(P

i(! с1 l (т)." К)(?(ИХ ИМ II У„(ь(OВ И Y Ii ()3 ВЛ Я!О I!(< i О .> триг! еря, а выход сос !li)i»!i с вычитяк))ним (3х»,loì рсвер ивноп) счетчика, <) (.ги г<гг<>гг<гггг(.и 1C (>f, ITÎ, С 1IC.fh!» !(OBhllil(Ei!tH )0< л ),—

СОВ f)03»>K1!TC. i l>tl hi X If OT!) И )(Я (С,1 Ьil I>l X (I . . I hll(P(хО(f»B (>f10()HОГО с((ГИ;.1<13, 13 li(. ГО ВВС.1 !!hi (О!1О 1 Н ИТСС< ЬН» К011М>> Тс)ТОР ОНОРИО(О lf И(. <,1<>)с . (Y <с М О ГО С 1! Г I I Я;! О В,, (> I I I И (1) P <(ТО Р, С >> Х(Хl Я ТО f ), )сri)cj) f« элемент И, д)33 рс(! .(гра, триггер(()»<>М i!j)»133Т(„ (1 ff1>C,(СС с).);)15:3<1.(С P>(E И H Дi)K K I I, II ( O f : М иГ)О!3;) ТС . !СИ ii ) (К,1 (ОЧ(НЬ! !(pCÇ КО, >!. 1 ) ятор К

li< "(О I ill! KH) х)»!101)1H)l 0 I! Hi (,1((c(i»I О СH I i <

I »l3, БЫ ХО. . (()O() Xf Et P»13!I Г(. (Я 01РИ ((3 1(., I!>)lb!. :

1! Y1 l l> li<. ji(iX», (ОБ Of!»P fl()i <) СИ ГНЯ Я 110;i K, К)Ч(ll

K !3ХО.(Y !! f .C>рос>> Tpit I I (pf(и«ВХ»дОВ 13T»p() О В,i<> с!(ИТВ И и h C()p»<. 013» 1 Y 13 Х» Д> ; P И Г! (, (С(. I 3. (О В Я (с,) K Kif и чс Рс:3 I(. м(111:53, ((>Р >K Kit 25

«х,),((.. 33iiCCени » рс)3(р HB!1»l ()с! IHKH

) С (С(НОМУ ВХ(>,(Y (и T !Ик)3 1 HK П)БЫХ HМ Ь(Oi, « BIXO;ll>l K() I () (i»i » Ч())><..3,(С Н! Н(()Р с ! () f Н»1K. E с» < С (I I>l K l!X», i l

< (-) — 1 (i l>l Y() <03! ) (1 f1!t (f)Р H ГO f if<.

Iix»,il i 1!((>i>,)! 11 (тря с,: Синевы <. Bhixo,<, (i (, I !(»fili:.: I также с метан»в» !1(ы.. и >.,,;:)м),:срсинного счетчика, «1,;ходы .:. (и>(<1 р" сгря соединены с устаНОВ»Ч()Ы < H ВХС;.,с,. H В. »РОГО РЕГИСтРа И ВХО1ямн Бт»рого слагаем», о сумматора, имНУ, I!iC)lhlH fH)IX»., РСВС(>C?I(3)IC)l ) СЧЕтЧИКа НOД— к.l!» ñ".1 к стар!О(3(73)с входу три(нера-фор(с) И, )» В и (. I H 1 П > (. . 1 (. С 1 H Л <, Б 3 3. (C,7 ж и И, В Ы Х О;Е К ОГ»рогo и»дк)!)О !Сн к <,и(»му ив входов треть(I î >г)<сх)сi T;I И, выxод к<)ГÎрог0 подклlo÷åí к вхо;(с- «Занесение» первого регистра, а второй Bxoд соединен с выходом формиро(3()ТЕГ15i 11»,.i

;(;i)Очен к инне(>сно v(3 f)hfx<71Y фо()мирова)сля меHII, ðoâ oflopll(,I» сигнала и к входу ((>0(7(с(Яро(<с)Т(ГI Я О! ()H !i i! f<.,;! Üif ÛÕ fi><11 Ь-<С(с рс ХО(»!3 >t!opli(>f o сигналя, а выход нодклк)чен к с I;)рт<>ному (3хо <; три!!.ера выделения:3113KB, ;)ря мой выхо I, формирователя мса)(дров

oI!op)!0! сигналя чсрея формирователь нолокительных нуль-ff»ðåõo Т»В нодклк)чен к старТ <7 13 О М >с Е) Х О;(с Н Р Я 13, 1 Я К) Н ((. Г 0 Т (7 И Г ГЕ Р 3 И Н СНОС;7(ДСTEÇCHIEO К",Н,)ав.1Я1О(ЦСХ! ВХО (М

I (I1(P3 ГОР3 К(ii С f)<. IIT!I ЫХ i(«31!Т > К)!1)ИХ ИМ—

II(1ihCОВ, ВЬ!ХС>. Е ВТОр»I О 3.1СM(IITя И чСp!я

1>!Смс?)т:)яд(р.Kêè нодкг!)Г> )сll к сг>; О(»B»

ВХОДУ TPHI i < РЯ ВЫ (CHCfEH5E:5;53KH И )Н ИОСРЕ (с Гвен н» к входу ((.33 Ecccffè » fET»po! o регистре), выхс);1, триггера Выдел< ния «някя

IiO;E К,)К> )ЕН К, IIPH В 15! f»fHCМ i 13XÎ, (; КОС! Yf Yг,)т»pH H к сc г330«o

j) I ii(Tp3, Бы xo. Б(Koò<)()<) I o 51 в. I як) I c(I B hi xo.(» 1 >СТ(Н)И(1 ВЯ.