Фазометр

 

Изобретение может быть использовано в автоматизированных измерительных системах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Цель достигается введением магистральных усилителей 15 и 16 и триггеров 4 и 5, обеспечивающих организацию цикла измерений из двух тактов, в первом из которых выполняется измерение периода и установление масштабного коэффициента управляемого делителя 12 частоты, обеспечивающего соответствие периода опорного сигнала 360° и тактов измерений. Введение дополнительного измерительного канала, а в каждом канале регистра 20 обеспечивает измерение разности фаз входного сигнала канала и опорного сигнала. Фазометр содержит также в опорном канале формирователь 2, триггер 3, элементы И 6-8, генератор 9, счетчики 10 и 11, управляемый делитель 12 частоты, одновибратор 13, делитель 14 частоты и в каждом измерительном канале последовательно соединенные формирователь 18 и элемент И 19. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (1И (50 4 С 01 К 25 08

t Д г

° 1 /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ФАЗОМЕТР

/ ay гааа Гигиигьмм2,аищ а ра " ргг(иьгииаи симкрамигации

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4215168/24-21 (22) 25.03,87 (46) 15.05.89. Бюл. М 18 (71) Харьковский институт радиоэлектроники им. акад. И.К.Янгеля (72) А.В.Голенко, В.А.Фролов, А.И.Хянникяйнен и В.В.Черков (53) 62 1.317.373 (088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР

Р 947781, кл. G 01 К 25/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ð 125756, кл. G 25/08, 1985. (57) Изобретение может быть использовано в автоматизированных измерительных системах. Цель изобретения расширение функциональных возможностей. Цель достигается введением магистральных усилителей 15 и 16 и

Син рабпд триггеров 4 и 5, обеспечиваюцих организацию цикла измерений из двух тактов, в первом из которых выполняется измерение периода. и установление масштабного коэффициента управляемого делителя 12 частоты обеспечиваюп(его соответствие периода о . опорного сигнала 360 и тактов измерений. Введение дополнительного измерительного канала, а в каждом канале регистра. 20 обеспечивает измерение разности фаз входного сигнала канала и опорного сигнала. Устройство содержит также в опорном канале формирователь 2, триггер 3, элементы И 6-8, генератор 9, счетчики 10 и 11, управляемый делитель 12 частоты, одновибратор 13, делитель 14 частоты и в каждом измерительном канале последовательно соединенные формирователь . С

18 и элемент И 19. 1 ил. ахадмюниажгч ла

79890

25

1 14

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных информационно-измерительных системах для измерения фазовых сдвигов нескольких электрических колебаний.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого фазометра.

Фазометр содержит в опорном канале 1 формирователь 2, D-триггеры 3-5, элементы И 6-8, генератор 9, счетчики 10 и 11, управляемый делитель 12 частоты, одновибратор 13, делитель 14 частоты и магистральные усилители 15 и 16, а в измерительных каналах 17 формирователь 18 (идентичный формирователю 2), элемент И 19 и регистр 20.

В опорном канале 1 формирователь 2 вход которого является входом опорного сигнала, выходом подключен к Свходам триггеров 3 и 4. Прямой выход триггера 3 подключен к входу элемента

И 6, D-входу триггера 4 и через одновибратор 13 к R-входам счетчиков

10 и 11, делителя 14 частоты и триггера 5, С-вход которого является синхровходом фазометра, D-вход соединен с клеммой логической единицы, а вы ход — с входом элемента И 8, подклю ченного другим входом к инверсному выходу триггера 3, а выходом — к его

D-входу. Генератор 9 соединен с входами элементов И 6 и 7. Выход элемента И 7 через соединенный входами управления с выходами счетчика 10 управляемый делитель 12 частоты подключен к счетному входу счетчика 11.

Через магистральный усилитель 15 выходы счетчика 11 подключены к магистрали кодов, при этом через магистральный усилитель 16 линия синхронизации соединена с входом элемента И 7, выходом триггера 4. Выход элемента

И 6 через делитель .14 частоты подключен к счетному входу счетчика 10.

В каждом из i измерительных каналов

17 регистр 20, выходы которого являются выходами кода результата, информационными входами подключен к магистрали кодов, а входом управления - к выходу элемента И 19, один вход которого подключен к выходу формирователя 18, вход которого является сигнальным входом, а второй подключен к линии синхронизации.

Фазометр работает следующим образом.

Измерительное время составляет два периода колебаний частоты измеряемых сигналов. Обозначим их как период А и период Б.

В исходном состоянии за счет цепей инициализации (на схеме не показаны) в опорном канале 1 триггеры

3-5 находятся в нулевом состоянии (на прямых выходах "О", на инверсных "1"), счетчики 10 и 11 и делитель 14 частоты обнулены, генератор

9 вырабатывает импульсы частотой Р, однако на выходы элементов И 6 и 7 они не проходят, так как по другим входам эти элементы заперты "0", на магистрали кодов "0...0", на линии синхронизации "0". В измерительном канале 17 регистр 20 обнулен, элемент И 19 заперт "О" с линии синхронизации. Формирователь 2 опорного канала

1 и формирователи 18 измерительных каналов 17 вырабатывают короткие импульсы, сдвинутые на интервал времени, определяемый сдвигом фаз сигналов, поступающих на сигнальные входы, относительного опорного сигнала. Однако, эти импульсы не меняют состояния триггеров 3 и 4, так как на их Р-входах "0", и не проходят через запертый элемент И 19.

Для перевода фазометра в режим измерения нужно подать на синхровход короткий импульс, который установит в единичное состояние триггер 5, за счет чего на D âõoä триггера 3 поступит " 1". Собственно измерение начинается по ближайшему импульсу с формирователя 2, которым начинается период А.

Период А. По импульсу с формирователя. 2 триггер 3 переходит в едио ничное состояние (триггер 4 остается в нулевом, поскольку по переднему фронту этого импульса íà его D-входе

"О"), формируя на инверсном выходе

"0", запирающий элемент И 8, а на прямом выходе — положительный перепад (для положительной логики), по которому одновибратор 13 формирует импульс, обнуляющий счетчики 10 и

11 и делитель 14 частоты (устраняя результаты предшествующего цикла измерений) и сбрасывающий триггер 5, подготавливая его к поступлению нового синхроимпульса. Однако, даже если он поступит до окончания перио1479890 да А, состояние D-входа триггера 3 не изменится с "0" на "1", так как элемент И 8 заперт, но следующий цикл измерения начинается сразу же по окончании периода Б (режим циклических измерений — одно измерение за каждые два последующих периода колебаний сигналов). На прямом выходе триггера 3 в течение периода А через элемент И 6 и делитель 14 частоты с коэффициентом деления К, — 360 на счетчик 10 поступают им1 пульсы частотой вЂ, с генератора 9, ! формируя к концу периода А в счетчике 10 код числа N, задающий коэффициент деления К = 11, управляемого делителя 12 частоты. Ilo ближайшему импульсу с формирователя 2 начинается период Б.

Период Б. По импульсу с формирователя 2 триггер 3 переходит в нулевое состояние (на D-входе был "0") а триггер 4 — в единичное (на его

D-входе была "1"). Элемент И 6 запирается, а элемент И 7 открывается "1" с прямого выхода триггера 4, на линии синхронизации появляется

"1", открывая элемент И 19. В течение периода Б через элемент И 7 и управляемый делитель 12 частоты на счетчик 11 поступают импульсы частоF той — . В конце периода Б в счетК2 чике 11 будет результат

F Т F

N = Т

K N

2 где Т вЂ” период колебаний (длительность периодов А и Б).

Но

F Т F

Ы = Т вЂ” =—

К 360

< т.е.

Т F

Т F/360

Н, 360 Т или N = 360 —, Т

Таким образом, в счетчике 11 в течение периода Б формируются коды чисел N = 1,...,360, каждое из которых находится в такой же пропорции: к числу 360, как соответствующий ему интервал времени с от начала периода Б к длительности Т периода Б, I т.е.

30

55 что соответствует выражению для вычислений фазового сдвига, и значит

N — фазовый сдвиг в градусах (результат измерения).

Для измерений в радианах нужно выбрать К, = 2 и, В течение периода

Б формирователь 18i соответствующего измерительного канала 17i вырабатывает импульс, отстоящий от импульса с формирователя 2 на ь ;, где номер измерительного канала 17. По импульсу с формирователя 18 рпрошедшему через элемент И 19i в регистр

20i заносится код результата N; измерения с магистрали кодов.

По окончании периода Б во всех регистрах 20 измерительных каналов

17 сформированы результаты измерений, а фазомет1 готов к новому измерительному циклу.

Положительный эффект от применения предлагаемого фаз оме тра э аключается в расширении функциональных воэможностей путем одновременного измерения информации о сдвиге фаз в нескольких измерительных каналах относительно одного опорного.

Фо р мул а и з о б р е т е ни я

Фазометр, содержащий в опорном канале формирователь, вход которого соединен с клеммой опорного сигнала, а выход подключен к С-входу триггера, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, генератор, соединенный с первым входом второго элемента И, выход которого через соединенный входами управления с выходами первого счетчика управляемый делитель частоты подключен к

1 счетному входу второго счетчика,третий элемент И, одновибратор и делитель частоты, а в измерительном канале — формирователь, вход которого соединен с клеммой входного сигнала, и элемент И, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения одновременного измерения сдвига фаз в нескольких измерительных каналах, в него введены дополнительно

С-1 измерительных каналов, при этом в опорный канал введены два триггера и два магистральных усилителя, через первый из которых выходы второго счетчика подключены к магистрали кодов, а через второй магистральный

79890

Составитель M. Катанова

Редактор Т.Парфенова Техред A. Кравчук Корректор М.Максимишинец

Заказ 2539/44 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1-13035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 14 усилитель подключены к линии синхро-, низации второй вход второго элемента

И и выход второго триггера, С-вход которого подключен к выходу формирователя, а D-вход — к прямому выходу первого триггера и через одновибратор — к k-входам первого и второго счетчиков, делителя частоты и третьего триггера, С-вход которого соединен с клеммой синхровхода фазометра, D-вход соединен с клеммой логической единицы, а выход — с первым входом третьего элемента И, подключенного вторым входом к инверсному выходу первого триггера, а выходом — к его

D-входу, а также второй вход первого элемента И соединен с выходом генератора, а выход через делитель частоты — со счетным входом первого счетчика, при этом в каждый из измерительных каналов введен регистр, выходы которого соединены с входной шиной кода результата, информационные входы подключены к магистрали кодов,а вход управления — к выходу элемента И, один вход которого подключен к выходу формирователя, а другой — к линии синхронизации.