Одноканальный фазометр

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений в широком динамическом диапазоне входных сигналов. Фазометр содержит синхронизатор 1, коммутационный генератор 2, переключатель 3, полосовой фильтр 4, ограничитель 5, коммутатор 6, счетчик 7 и регистр 8. Введение дифференциатора 9, компаратора 10, делителя 11 частоты и коммутатора 12 способствует тому, что результат измерений не зависит от крутизны фронтов импульсов на выходе ограничителя 5 и, следовательно , от уровней входных сигналов. 2 ил. а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 С 01 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ ФАЗОМЕТР

:В» (21.) 4147828/24-21 (22) 18.11.86 (46) 23.06.88. Бюл. Р 23 (71) Научно-исследовательский ин— ститут автоматизированных систем планирования и управления в строительстве (72) А.В,Гирнык (53) 621.317.77 (088.8) (56)Скрипник Ю.А. Модуляционные измерения параметров сигналов и цепей.—

М.: Советское радио, 1975, с. 93, Авторское свидетельство СССР

1020780, кл. G 01 R 25/00, 1981.

„„SU„, 3404974 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений в широком динамическом диапазоне входных сигналов.

Фазометр содержит синхронизатор 1, коммутационный генератор 2, переключатель 3, полосовой фильтр 4, ограничитель 5, коммутатор 6, счетчик

7 и регистр 8. Введение дифференциатора 9, компаратора 10, делителя 11 частоты и коммутатора 12 способствует тому, что результат измерений не зависит от крутизны фронтов импульсов на выходе ограничителя 5 и, следовательно, от уровней входных сигналов.

2 ил.

1404974

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для определения разности фаз между двумя сигналами. 5

Цель изобретения — повышение точности измерений в широком динамическом диапазоне входных сигналов.

На фиг. 1 приведена структурная схема одноканального фазометра, íà 1ð фиг.2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу фаэометра.

Одноканальный фаэометр содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, коммутационный генератор

2, переключатель 3, полосовой фильтр

4, ограничитель 5, а также последовательно соединенные первый коммутатор

6, счетчик 7 и регистр 8, второй вход которого соединен с вторым вы- 2р ходом первого коммутатора 6, последовательно соединенные дифференциатор

9 и компаратор 10 и последовательно соединенные делитель 11 частоты и второй коммутатор 12, второй вход ко- 25 торого соецинен с входом делителя 11 частоты и вторым выходом синхронизатора 1, третий выход которого соединен с вторым входом компаратора 10, выход которого соединен с вторым вхо-30 дом первого коммутатора 6 и третьим входом второго коммутатора 12, выход которого соединен с вторым входом счетчика 7, а выход ограничителя 5 соединен с входом дифференциатора 9.

Клеммы 13 и 14 для подсоединения входных сигналов.

Первый входной сигнал 15, 16 на входной клемме 13 переключателя 3 и после ограничения соответственно, 40 второй входной сигнал 17, 18 на входной клемме 14 переключателя 3 и после ограничения соответственно, сигнал 19 на. выходе дифференциатора 9, сигналы 20 и 21 на выходе компарато- ф5 ра 10, сигнал 22 на входе счетчика 7.

Одноканальный фазометр работает следующим образом.

На входы фазометра поступают сигналы 15 и 17 известной частоты, разность фаэ между которыми подлежит измерению. Переключатель 3, управляемый генератором 2, поочередно подключает к входу полосового фильтра 4 указанные входные сигналы. После ограничения последних на выходе ограничителя 5 образуются сигналы 16 и 18 трапецеидальной формы, крутизна фронта которых зависит от уровней входных сигналов 15 и 17. Поскольку ука— эанные уровни изменяются независимо, то крутизна фронтов импульсов 16 и

18 различна и, следовательно, различна величина погрешности отсчета фазы для обоих сигналов, что существенно снижает точность измерений.

Для устранения указанного недостатка сигнал с выхода ограничителя 5 поступает на дифференциатор 9, на выходе которого образуются импульсы 19 с крутыми фронтами, которые отличны от нуля только на интервалах, совпадающих с фронтами сигналов 16 и 18.

Передний фронт сформированных импульсов 19, как и в известном, определяет погрешность отсчета с,, д", зависящую от уровней входных сигналов

15 и 17. Однако, если просуммировать половины длительностей импульсов 19 с интервалом между их противоположными фронтами, то получают непосредственно измеряемый фазовый сдвиг d p независимо от уровней входных сигналов 15 и 17;

Это осуществляется следующим образом. Компаратор 10 приводит импульсы 19 к логическим уровням. По переднему фронту импульса 20, соответствующего первому входному сигналу через коммутатор 6, сбрасывается счетчик 7, с помощью дополнительного коммутатора 12 вход счетчика 7 подключается к делителю 11 частоты на два. В течение импульса 20 на счетный вход счетчика 7 поступают импульсы с половинной частотой Е /2, где тактовая частота с второго выхода синхронизатора 1, вследствие чего в счетчике 7 осуществляется суммирование половины интервала длительности импульса 20. По окончании последнего коммутатор 12 подключает к счетному входу счетчика 7 второй выход синхронизатора 1, на него поступают импульсы с частотой Гт, вследствие чего

1 к содержимому счетчика 7 прибавляется величина интервала между задним фронтом импульса 20 и передним фронтом импульса 21. Аналогично на время действия импульса 20 счетчик 7 коммутатором 12 переключается на половинную частоту, к его содержимому прибавляется половина интервала длительности импульса 21. Задним фронтом импульса 21 содержимое счетчика

7, соответствующее измеряемому фазо1404974 15

17

Фая Р дБ1ИПИ Заказ 3099/49 Тираж 772 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вому сдвигу д, считывается в регистр 8.

Кроме того, синхронизатор 1 формирует импульсы, длительность которых

5 равна периоду входных сигналов 15 и

17 на интервалах, свободных от межсимвольной интерференции,и стробирует компаратор 10. При этом между импульсами 20 и 21 находится несколько периодов входного сигнала 15. Счетчик 7 осуществляет суммирование по модулю N где N — число градаций фазы, а тактовая частота Г в Н раз выше частоты входных сигналов 15 и

17, поэтому за период входного сигнала 15 счетчик 7 заполняется (обнуляется), и таким образом из результата измерений исключаются все целые пе— риоды. 20

Преимущество предлагаемого технического решения состоит в том, что результат измерения а с не зависит от крутизны фронтов импульсов на выходе ограничителя и, следовательно, от уровней входных сигналов, т.е. использование предлагаемого фазометра позволяет существенно повысить точность измерения в широком взаимном динамическом диапазоне входных сигна- З0 лов.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е H и я

Одноканальный фазометр, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, коммутационный генератор, переключатель, полосовой фильтр и ограничитель, а также последовательно соединенные первый коммутатор, счетчик и регистр, второй вход которого соединен с вторым выходом первого коммутатора, первый вход которого соединен с выходом коммутационного генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком динамическом диапазоне входных сигналов, в него введены последовательно соединенные дифференциатор и компаратор и последовательно соединенные делитель частоты и второй коммутатор, второй вход которого соединен с входом делителя частоты и вторым выходом синхронизатора, третий выход которого сое- . динен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора и третьим входом второго коммутатора, выход которого соединен с вторым входом счетчика, при этом выход ограничителя соединен с входом дифференциатора.