Цифровой фазометр

 

Изобретение позволяет повысить точность измерений и расширить диапазон частот измеряемых сигналов. Фазометр содержит усилители-ограничители 1,2 и 6, блок 4 фазовой автоподстройки частоты, усилитель 7 постоянного тока, управляющий .генератор 8, формирователи 9 и 10 коротких импульсов, триггер 11, элемент 12 сравнения, генератор 13 квантующих импульсов, делитель 14 частоты с переменным коэффициентом деления и счетчик 17. Расширение диапазона частот фазометра достигается за счет введения регистра 3 и делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления в блок фазовой автоподстройки частоты. Снижение времени измерения сдвига фаз при уменьшении частоты измеряемого сигнала достигается за счет уменьшения коэффициента деления делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления вводом в регистр 15 соответствующего кода 1 з.п.ф-лы, 2 ил. 3 (Л Pus.1 обнуление

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 R 25/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3984616/24-21 (22) 28.11.85 (46) 15.08.87. Бюл. К 30 (72) А.Г.Карасев и Ю.П.Гончаренко (53) 621.317.77(088.8) (56) Смирнов П.Т. Цифровые фаэометры.

Л.: Энергия, 1974, с. 41.

Авторское свидетельство СССР

Р 773520, кл. G 01 R 25/08, 1977. (57) Изобретение позволяет повысить точность измерений и расширить диапазон частот измеряемых сигналов. Фазометр содержит усилители-ограничители

1, 2 н 6, блок 4 фазовой автоподстройки частоты, усилитель 7 постоянного тока, управляющий .генератор 8, формирователи 9 и 10 коротких импульсов, триггер 11, элемент 12 сравнения, генератор 13 квантующих импульсов, делитель 14 частоты с переменным коэффициентом деления и счетчик 17. Расширение диапазона частот фазометра до стигается за счет введения регистра

3 и делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления в блок фазовой автоподстройки частоты. Снижение времени измерения сдвига фаз .при уменьшении частоты измеряемого сигнала достигается за счет уменьшения коэффициента деления делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления вводом в регистр 15 соответствующего кода 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Выход усилителя-ограничителя 1 связан с первым входом фазового детекто- ра 4, выход которого соединен с входом усилителя 7 постоянного тока, а выход последнего подключен к входу управляемого генератора 8, который своим выходом через усилитель-ограни- gr читель 6 связан с входом делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления. Выход делителя 5 соединен с вторым входом фазового детектора 4 и с входом формирователя 9 коротких 40 импульсов, выход которого связан с первым входом триггера 11. Выходы регистра 3 соединены с управляющими входами делителя 5 частоты. Выход усилителя-ограничителя 2 связан с вхо-45 дом формирователя 10 коротких импульсов, выход которого соединен с вторым входом триггера 11 и входом делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления. Выход триггера

11 соединен с первым входом элемента

12 сравнения, второй вход которого связан с выходом генератора 13 квантующих импульсов.

Выходы регистра 15 соединены с управляющими входами делителя 14 частоты. с переменным коэффициентом деления, выход которого связан с R-.âõîpog RS-триггера 16. Выход RS-тригге1,330

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано при разработке широкодиапазонных цифровых измерителей фа5 зовых сдвигов.

Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение диапазона частот измеряемых сигналов. 10

На фиг. 1 изображена структурная схема цифрового фазометра; на фиг. 2временные диаграммы его работы.

Цифровой фазометр содержит первый и второй усилители-ограничители 1 и

2, первый регистр 3, блок фазовой автоподстройки частоты в составе фазового детектора 4, делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления, усилителя-ограничителя 6, усилителя

7 постоянного тока и управляемого генератора 8, первый и второй формирователи 9 и 10 коротких импульсов, триггер 11, элемент 12 сравнения, генератор 13 квантующих импульсов, делитель 14 частоты с переменным коэффициентом деления, второй регистр 15„

RS-триггер 16 и счетчик 17.

82 ра 1b соединен i третьим входом элемента 12 сравне ния, выход которого связан с вхопом счетчика 17.

Устройство работает следующим образом.

На входы усилителей-ограничителей

1 и 2 поступают синусоидальные сигналы (фиг. 2, И и Г) U, „ и U,„, 4, разность фаз между которыми измеряет данный фазометр. С выхода усилителяограничителя 1 сигнал типа меандр (фиг. 2, K) сформированный из входного измеряемого сигнала U, поступает на фазовый детектор 4, на второй вход которого подается сигнал с делителя 5 тип» меандр (фиг. 2,K), сформированный усилителем-ограничитеР лем 6 из синусоидального сигнала, поступающего с управляемого генератора 8. С выхода фазового детектора

4 напряжение постоянного тока, пропорциональное «еличине разности фаз между сигналами на его входах, через усилитель 7 псн тоянного тока поступает на управляемый генератор 8.

Таким образом, сигнал, поступающий на вход формирователя 9 коротких импульсов, по фазе и по частоте совпадает с сигналом, сформированным усилителем-ограничителем 1, но с увеличенным отношением сигнал/шум.

Регистр 3, в который записан двоичный код, управляет коэффициентом деления делителя 5.

Возможность перестройки частоты генератора 8 и управления коэффициентом деления делителя 5 позволяет получать на выходе блока фазовой авто,псдстройки сигналы с частотами в широком диапазоне; что значительно расширяет диапазон частот измеряемых сигналов.

С выхода усилителя-ограничителя

2 сигнал типа меандр (фиг.2,Д),сформированный из сигнала U „, поступает на формирователь 10 коротких импульсов, с выхода которого импульсы (фиг. 2,Е), сформированные по переднему фронту меандра, поступают на второй вход триггера 11 и устанавливают его в "1". На первый вход триггера 11 поступают импульсы (фиг.2,Л) с формирователя 9, сформированные по передним фронтам меандра (фиг.2,К), и сбрасывают триггер 11 в "0".

На выходе триггера 11 формируются последовательность импульсов (фиг.2,П), дл.ятельность которых пропорциональна

1330582

Таким образом, случайная погрешность при увеличении спектральной плотности шума и времени измерения 8 в к раз увеличивается лишь в . ьЯ1с6

Si- — —. При отсутствии регистра и

2 делителя частоты с переменным коэффициентом деления случайная погрешность G увеличивается в Я раз.

55 разности фаз между поступающими на вход фазометра сигналами.

Импульс "Обнуление",(фиг. 2,А), производит начальную установку счетчика 17, делителей 5 и 14, триггера

11 в состояние "0", à RS-триггера 16 в состояние "1".

Делитель 14 частоты задает время измерения, подсчитывая заданное количество импульсов (фиг. 2,Е), поступающих с формирователя 9. По окончании заданного времени измерения с выхода делителя 14 частоты поступает импульс на R-вход RS-триггера 16 и переводит его в состояние "0".

Таким образом, с выхода элемента

12 сравнения на вход счетчика 17 поступают пачки квантующих импульсов (фиг. 2,Н) в течение времени, определяемого стробом (фиг. 2,В), поступающим на третий вход элемента 12 сравнения.

По окончании измерения на счетчике 17 сохраняется двоичный код, пропорциональный сдвигу фаз между входными синусоидальными сигналами. Регистр 15 с предварительно записанным в нем двоичным кодом управляет коэффициентом деления делителя 14, благодаря чему можно изменять время измерения фазовых задержек в зависимости от отношения сигнал/шум на входе фазометра.

Коды управления. в регистры 3 и 15 записываются с 3ВМ. Считывание кода со счетчика 17 также осуществляется

3ВМ.

Повышение точности измерения достигается за счет. применения в фазометре регистра 15 и делителя 14 частоты

40 с переменным коэффициентом деления. г ,при помощи которых менять время измерения в зависимости от величины спектральной плотности шума, записывая со.ответствующий код управления в регистр 15, благодаря чему изменяется коэффициент деления делителя 14 частоты.

Расширение диапазона частот работы фазометра достигается за счет введения регистра 3 и делителя 5 с переменным коэффициентом деления.

Снижение времени измерения сдвига фаз при уменьшении частоты измеряемого сигнала достигается за счет уменьшения коэффициента деления делителя 14 переменным коэффициентом деления вводом в регистр 15 соответствующего кода.

Формула изобретения

1. Цифровой фазометр, содержащий первый и второй усилители-ограничители, причем вход первого соединен с первым входом фазометра, а вход второго — с вторым входом, первый и второй формирователи коротких импульсов, причем выход первого соединен с первым входом триггера,. а выход второго— с вторым входом триггера, вход второго формирователя импульсов соединен с выходом второго усилителя"ограничителя, выход триггера соединен с первым входом элемента сравнения, выход генератора квантующих импульсов соединен с вторым входом элемента сравнения, выход элемента сравненения соединен с входом счетчика, блок фазовой автоподстройки частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона частот измеряемых сигналов, в него введены два регистра, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и КЯтриггер, причем выход первого усилителя-ограничителя соединен с первым входом блока фазовой автоподстройки. частоты, первый регистр входом соединен с первым входом управления фаэометра, а выходом — с вторым входом блока фазовой автоподстройки частоты; выход которого соединен с входом первого формирователя коротких импуль« сов, выход второго формирователя коротких импульсов соединен с входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления,,выход которого соединен с R-входом RS-триггера, подключенного выходом к третьему.входу элемента сравнения, вход второго регистра соединен с вторым входом управления фазометра, выход — с управляющим входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления., в

5 1330582 6

S-вход RS-триггера и установочный ные усилитель постоянного тока; упвход счетчика подсоединены к шине равляемый генератор, усилитель-orpaIt II

Обнуление ничитель и делитель частоты с переменным коэффициентом деления соеди2. Фазометр по п. 1, о т л и — 5 нен со своим вторым входом, управч а ю шийся тем, что блок фазо- ляющий вход делителя частоты с перевой автоподстройки частоты содержит менным коэффициентом деления соедифазовый детектор, первым входом сое- нен с вторым входом блока фазовой ав- диненный с первым входом блока фазо- топодстройки частоты, а выход — с вой автоподстройки частоты, а выхо- 10 выходом блока автоподстройки частоты дом через последовательно соединен- и вторым входом фазового детектора. слг

Qcl& 2

Составитель С.Кулиш . Редактор А.Лежнина Техред В.Кадар Корректор Л.Бескид

Заказ 3579/48 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауш:кая наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4