Цифровой фазометр с постоянным измерительным временем

 

Изобретение может быть использовано в измерительной технике. Целью изобретения является повьппение быстродействия при анализе кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора и упрощение фазометра. Поставленная цель достигается введением в фазометр последовательно соединенных элемента И 11, триггера 13, формирователя 15, элемента 16 задержки, триггера 14 и элемента И 17, второй вход которого соединен с входами элемента 12 задержки и триггера 13, а выход элемента 12 задержки соединен с вторым входом триггера 14. Указанная совокупность позволяет обеспечить время устранения кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора не более двух периодов входного сигнала перед началом каждого измерения. Фазометр содержит также формирователи 1 и 2, триггер 3 с раздельным запуском, элементы И 4 и 5, задающий генератор 6, времязадающий делитель 7 частоты, счетчик 8, блок 9 синхронизации и счетный триггер 10. 2 ил. s «5 (Л с е Х

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 928 А1 (1% (11) дц 4 G 01 R 25/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4216688/24-21 (22) 25.03.87 (46) 07.01.89. Бюл. У 1 (72) И.А. Буравский, А.К. Житецкий и И. Л. Работа (53) 621.317 ° 77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 607164, кл. G 01 R 25/08, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1176528, кл. G 01 R 25/08, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ПОСТОЯННЫМ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВРЕМЕНЕМ (57) Изобретение может быть использовано в измерительной технике. Целью изобретения является повьппение быстродействия при анализе кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора и упрощение фазометра. Поставленная цель достигается введением в фазометр последовательно соединенных элемента

И 11, триггера 13, формирователя 15, элемента 16 задержки, триггера 14 и элемента И 17, второй вход которого соединен с входами элемента 12 задержки и триггера 13, а выход элемента 12 задержки соединен с вторым входом триггера 14. Указанная совокупность позволяет обеспечить время устранения кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора не более двух периодов входного сигнала перед началом каждого измерения. Фазометр содержит также формирователи 1 и 2, триггер 3 с раздельным запуском, элементы И 4 и 5, задающий генератор 6, времязадающий делитель 7 частоты, счетчик

8, блок 9 синхронизации и счетный триггер 10. 2 ил, 1449928

Изобретение относится к радиоиз1 мерительной технике и может быть использовано для повышения точности

1 цифровых фазометров при измерениях в широком диапазоне частот.

Цель изобретения — повышение быстродействия при анализе кратности частот входного сигнала v сигнала задающего генератора и упрощение !0 конструкции.

На фиг. 1 приведена схема структурная электрическая цифрового фазометра с постоянным измерительным временем; на фиг. 2 — эпюры напряжений в характерных точках устройства.

Фазометр включает первый и второй формирователи 1 и 2 коротких импульсов, первый . триггер 3 с раз дельным запуском, первый и второй элементы И 4 и 5, задающий генератор 6, времязадающий делитель 7 частоты, счетчик 8, блок 9 синхронизации, счетный триггер 10, третий элемент И 11, первый элемент 12 задержки, второй и третий триггеры 13 и

14 с раздельным запуском, третий формирователь 15 коротких импульсов, второй элемент 16 задержки, четвертый элемент И 17.

Выходы формирователей и 2 соединены с входами триггера 3 с раздель, ным запуском, выход которого соединен с одним; входом первого элемента

И 4, выход которого соединен с одним входом второго элемента И 5. Выход переключаемого по частоте задающего генератора 6 соединен с другим входом элемента И 4, с первым входом элемента И 17 и Входом времязадаю- 40 щего делителя 7 частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика 8. Выходной код счетчика 8 является выходом устройства. Вход блока 9 синхронизации соединен с выходом времязадающего делителя 7 а, первый,, второй и третий выходы соединены соответственно с входом управления счетчика 8, одним входом третьего элемента И ll и вторым входом второго триггера 13. Другой вход третьего элемента И ll соединен с выходом первого формирователя 1, а выход — с вторым входом четвертого элемента И 17, первым входом триггера 13 и входом первого элемента

12 задержки. Выход второго триггера 13 соединен с входом третьего формирователя 15 коротких импульсов, выход которого подключен к входу запуска задающего генератора 6 и входу второго элемента 16 задержки, выход которого соединен с первым входом третьего триггера 14. Второй вход третьего триггера 14 соединен с выходом первого элемента 12 задержки, а выход — с третьим входом четвертого элемента И 17, выход которого подключен к счетному входу триггера 10, выход последнего соединен с входом управления задающего генератора 6.

В момент подключения к устройству источника питания состояние всех триггеров и счетчиков может быть произвольным. Однако уже после второго полного цикла измерения импульсы с выхода блока 9 синхронизации устанавливают триггеры и счетчики в необходимое состояние. Поэтому отпадает необходимость первоначальной установки логических элементов, триггеров и счетчиков в нулевое состояние в момент включения устройства. Первоначальное состояние счетного триггера 10, которое определяет частоту задающего генератора 6, также может быть произвольным. фазометр работает следующим образом.

С выходов формирователей 1 и 2 короткие импульсы, соответствующие моментам перехода входных сигналов через нулевое значение, поступают на входы триггера 3 с раздельным запуском. В результате на выходе последнего формируются импульсы, длительность которых пропорциональна величине измеряемого фазового сдвига. Эти импульсы поступают на первый вход элемента И 4, где заполняются импульсами высокой частоты, поступающими с задающего генератора 6 (фиг. 2м). Одновременно импульсная последовательность с выхода задающего генератора 6 поступает на вход времязадающего делителя 7, на выходе которого формируется импульс положительной полярности, длительность которого равна измерительному времени фазометра й„> (фиг. 2а). Этот импульс, открывает второй элемент И 5, в результате чего на вход счетчика

8 с выхода элемента И 4 начинает поступать импульсная последовательность, несущая информацию об измеряемом фазовом сдвиге. Кроме того, 1449928 импуль" подается на блок 9 синхронизации, который в паузе между циклами измерения вырабатывает три импульса.

На первом выходе блока 9 синхронизации по отрицательному спаду импульса, момент времени е (фиг.2а), с некоторой задержкой в момент времени t (фиг.2б) вырабатывается коз роткий импульс, который поступает на вход управления счетчика 8 и осуществляет сброс его в нулевое состояние. Следовательно, информация о фазовом сдвиге хранится в счетчике

8 в промежуток времени t

На втором выходе блока 9 синхронизации формируется импульс положительной полярности (фиг.2г), начало которого соответствует моменту времени t, а конец началу цикла измерения (момент времени t ). Этот импульс поступает на вход третьего элемента И 11.

На третьем выходе блока 9 синхронизации по положительному фронту импульса (фиг. 2а) в момент времени формируется короткий импульс (фиг. 2в), который поступает на второй вход триггера 13.

Для более удобного отсчета фазового сдвига максимальное количество импульсов задающего генератора 6, подсчитанное счетчиком 9, выбирается равным 360-10 . Следовательно, время измерения определяется по формуле

t„360 10 ъг где Т вЂ” период следования импульзг сов задающего генератора, n = 1,2,...

Рассмотрим работу устройства при определении кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора 6. Короткие импульсы, соответствующие моментам перехода входных сигналов через нулевое значение, поступают с выхода первого формирователя l на вход третьего элемента

И ll (фиг. 2д) °

На выход третьего элемента И.ll пройдут лишь те импульсы, которые совпадают с положительным импульсом, поступающим на его второй вход (фиг. 2е). Первый из этих импульсов устанавливает второй триггер 13 в момент времени t4 в единичное состояние (фиг. 2ж), В нулевое состояние второй триггер 13 устанавливается в момент времени t коротким импульсом (фиг.2в)

5 с блока 9 синхронизации. По положительному перепаду импульса с выхода третьего триггера 13 формирователь

15 вырабатывает короткий импульс (фиг. 2з), который поступает на вход запуска задающего генератора 6 и синхронизирует его работу. Вследствие этого начало положительного импульса с выхода задающего генератора 6 совпадает с моментом времени t

4 (фиг. 2м), Короткий импульс с выхода формирователя 15 поступает на вход второго элемента 16 задержки, где задерживается на время t> (фиг.2и).

Ъ2

20 Этот з держанный ульс посту ает на первый вход третьего триггера 14, на второй вход которого поступают импульсы, прошедшие через элемент

И 11 и задержанные на время t, пер25 вым элементом 12 задержки (фиг. 2к), При этом должно соблюдаться следую.> щее условием: Э!

Под воздействием этих двух сигналов на выходе третьего триггера 14 вырабатывается импульс положительнойполярности (фиг. 2л), который посту пает на вход четвертого элемента И

17, на другие входы которого поступают короткие импульсы соответствен35 но с выхода третьего элемента И 11 (фиг. 2е) и с выхода задающего гегератора 6 (фиг. 2м) °

Если частоты входного сигнала и сигнала задающего генератора крат40 HbIe (HB фиг. 2 коэффициент кратности равен 3), то на выходе элемента И

i7 вырабатывается короткий импульс (фиг. 2н), который переключает счетный триггер 10 (фиг. 2п), и частота

45 задающего генератора 6 изменяется ! (момент времени, фиг. 2м).

При этом необходимо, чтобы длительность импульсов на входах четвертого элемента И 17, соединенных с выходами третьего элемента и задающеО го генератора 6, была одинаковой.

Если же частоты не кратные, то импульсы на указанных входах четвертого элемента И 17 не перекрываются или перекрываются на время, недостаточное для срабатывания счетного триггера 10. В результате этого частота задающего генератора 6 не изме няется.

1449928

В промежуток времени <- (фиг ° "-) должна попать как минимум два импульса, соответствующих моментам перехода входного сигнала через нулевое значение. Следовательно, длительность этого промежутка будет ранна или больше времени 2. Т ...„„ где Т вЂ” максимальнйй период входного маКС, синусоидального сигнала.

Таким образом, в цифровом фазометре минимальное время устранения кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора составляет два периода входного сигнала перед началом каждого цикла измерения, что позволяет исключить выдачу ложньи результатов, а также упрощена конструкция за счет исключения иэ извест ного фаэометра запоминающего блока, . блока сравнения кодов и реверсивного счетчика. .Формула изобретения

Цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, содержащий первый и второй формирователи, первый триггер с раздельным запуском, первый и второй элементы И, времяэадающий делитель, задающий генератор, счетчик, блок. синхронизации, счетный триггер, причем выходы формирователей соединены соответственно с входами раздельного запуска первого триггера, выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вьиодом задающего генератора, вход управления которого подключен к выходу счетного триггера и входом времязадающего делителя, выход которого соединен с первым входом блока синхронизации и одним входом второго элемента И, другой вход которого подключен к выходу первого элемента И, 5 а выход второго элемента И соединен со счетным входом счетчика, вход управления которого подключен к первому выходу блока синхронизации, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

10 повышения быстродействия при анализе кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора и упрощения конструкции, в него введены третий и четвертый элементы И, пер15 вый и второй элементы задержки, второй и третий триггеры с раздельным запуском и третий формирователь, причем один вход третьего элемента

И соединен с выходом первого фор20 мирователя, второй вход подключен к второму выходу блока синхронизации, а выход соединен с одним входом четвертого элемента И, с входом первого элемента задержки и с первым входом второго триггера раздельного запуска, второй вход которого подключен к третьему выходу блока синхронизации, выход второго триггера с разъемным запуском сое30 динен с входом третьего формирователя, выход которого подключен к входу запуска задающего генератора и входу второго элемента задержки, выход которого подключен к первому входу третьего триггера раздельного запуска, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, при этом другие входы четвертого элемента И соединены соот40 ветственного с выходом третьего триггера с раздельным запуском и выходом задающего генератора, а вьиод— с входом счетного триггера.

1449928

Составитель М. Катанова

Техред И.Дидык

Корректор В. Бутяга

Редактор Е. Папп

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

Заказ б9б3/45

Тираж ?72 Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета по Изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР!

13035, Иосква, iK-35, Раушская наб., д. 4/5