Цифровой фазометр

 

Изобретение может быть использовано для измерения сдвига фаз между синусоидальными сигналами при наличии узкополосной аддитивной помехи. Цель изобретения повышение помехоустойчивости при одновременном упрощении. Устройство содержит входные шины 1 и 2, усилители-ограничители 3 и 4, АЦП 5 фаза-код, накопительные сумматоры 6 и 7, блок 8 распознавания разрыва фазы, мультиплексор 9 и выходную шину 10. Блок 8 распознавания разрыва фазы содержит счетчик 12 и элемент 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Повышение помехоустойчивости достигается за счет расширения зоны анализа в области наиболее чувствительной к шумам до±90°. Упрощение устройства достигается за счет использования меньшего количества функциональных элементов . 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4709026/21 (22) 22.06.89 (46) 23.09.91. 6юл. ЬЬ 35 (72) Ю.В.Галкин,.fl.Â.eåäîñþê, В.Г.Елисеев и Л.В.Чиркова (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 621029, кл. G 01 R 25/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

t4 879495, кл, 6 01 R 25/00, 1979. (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение может быть использовано для измерения сдвига фаз между синусоидальными сигналами при наличии узкополосной аддитивной помехи. Цель изобретения—

„„59„„1679406 А1 повышение помехоустойчивости при одновременном упрощении. Устройство содержит входные шины 1 и 2, усилители-ограничители

3 и 4, АЦП 5 фаза-код, накопительные сумматоры 6 и 7, блок 8 распознавания разрыва фазы, мультиплексор 9 и выходную шину

10, Блок 8 распознавания разрыва фазы содержит счетчик 12 и элемент 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Повышение помехоустойчивости достигается эа счет расширения эоны анализа в области наиболее чувствительной к шумам до+.90 . Упрощение устройства достигается за счет использования меньшего количества функциональных элементов. 1 э.п.ф-лы, 1 ил.

1679406

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и радионавигации для измерения сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами при наличии узкопо- 5 лосной аддитивной помехи.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости при одновременном упрощении, На чертеже представлена функциональ- 10 ная схема фазометра.

Цифровой фазометр содержит первый

1 и второй 2 входы, соединенные соответственно с первым 3 и вторым 4 усилителями-ограничителями, выходы которых 15 соединены с входами АЦП 5 фаза — код, выходы которого соединены с входами первого накопительного сумматора 6 и второго накопительного сумматора 7, блок

8 распознавания разрывов фазы, выход кото- 20 рого соединен с входом управления мультиплексора 9, выходы которого соединены с выходной шиной 10, а первая группа входов — с выходами первого накопительного сумматора 6, а также элемент НЕ 11, вход 25 которого соединен с выходом старшего разряда АЦП 5 фаза-код, а выход — со старшим входом второго накопительного сумматора 7, выходы которого соединены с второй группой входов мультиплексора 9, выходы двух 30 старших разрядов АЦП 5 фаза — код соединены с соответствующими входами блока 8 ,распознавания разрывов фазы, тактовый вход которого соединен с тактовыми входами обоих накопительных сумматоров 6 и 7 и 35 входной шиной "Такт". блок 8 распознавания разрывов фазы со.держит счетчик 12, вход управления которого соединен с выходом элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, входы которого 40 соединены с входами блока 8 распознавания разрывов фазы, счетный вход счетчика 12 соединен с шиной "Такт", а выход — с входом блока 8 распознавания разрывов фазы.

Цифровой фазометр работает следую- 45 щим образом, В исходном состоянии накопительные сумматоры 6 и 7 и счетчик 12 обнулены и удерживаются в нулевом состоянии.

После снятия сигнала "Старт/стоп из- 50 мерения" п-разрядный код сдвига фаз Я 1-го измерения (где I = 1...2 ) между синусоиk дальными сигналами, поступающими на входы 1 и 2, подается с выхода АЦП 5 фаза — код на п-входовой накопительный 55 сумматор 6 и на и входов (и+1)-.входового накопительного сумматора 7. При этом код сдвига фазы Я расширяется введением 2"ro (старшего) разряда подачей через элемент НЕ 11 разряда 2" кода Я на (и+1)-й вход накопительного сумматора 7.

Фазометр суммирует 2 кодов сдвига фаэ Q. При этом возможна ошибка оценки истинного среднего значения измеряемой фазы О накопительным сумматором 6, если оно принадлежит области 0+90, из-за имеющегося разрыва фазы в точке 0-360 .

Накопительный сумматор 7 суммирует (и+1)-разрядные коды, в которых добавление в качестве 2-ro разряда инверсного

tl-1

2 -ro разряда кода 9 эквивалентно добавлению ЬО= 360 к каждому значению 9, принадлежащему области 0...180 — 3600/2", и добавлению ЛО = 0 для области значений 61 180...360 /2". Накопительный сумматор 7, таким образом, суммирует значения сдвига фаз Q = 9+ ЛО, принадлежащие области 180...540 — 360 /2". Ошибка усреднения, обусловленная разрывом фазы при переходе через точку 180-540, в этом случае имеет место, если истинное среднее значение О находится в пределах области 180 90 . Исключение на результаты накопительного сумматора 7 2" -ro разряда не приводит к ошибке определения истинного среднего значения О, так как разряду 2" соответствует 360 .

Счетчик 12 подсчитывает количество выборок сдвига фазы Я, принадлежащих области 0+90 . После 2" измерений старший 2 -й разряд k-разрядного счетчика

k-1

12 принимает значение "1", если больше половины значений Я находится в области 0+90, В этом случае мультиплексор 9 подключает к выходной шине 10 результат суммирования накопительного сумматора

7. Нулевое значение старшего 2 -ro разряда счетчика 12 после 2 измерений свидетельствует о том, что больше половины значений О, находится в области 180+90 .

В этом случае мультиплексор 9 подключает к выходной шине результат суммирования накопительного сумматора 6.

Предлагаемый фазометр имеет повышенную помехозащищенность (миним4льно допустимое отношение сигнал/шум) по сравнению с известным. Минимальное отношение сигнал/шум s предлагаемом фазометре определяется наиболее чувствительными к шумам значениями измеряемых сдвигов фаз О, находящимися около точек

90 и 270 . Для них допустимый разброс значений О, составляет +90, так как припревышении этого разброса в область изменения значений Я войдут обе точки разрыва фазы (Π— 360 и 180 — 540 ), что обусловит появление ошибки в обоих накопительных сумматорах, а значит, и на выходе устройст1679406

Формула изобретения

1. Цифровой фазометр, содержащий первый и второй входы, соединенные соСоставитель М. Катанова

Редактор Н. Тупица Техред М.Моргентал Корректор Т; Палий

Заказ 3211 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ва. В известном фазометре такими точками являются точки 45 и 315, а допустимый разброс значений еi при этом составляет +45 .

Превышение этого разброса приведет к тому, что значения Я, удовлетворяющие условию ж/2 < Я < За/2, не просуммируются вторым и третьим накопительными сумматорами, что приведет к ошибке измерения.

Для определения экономического эффекта от внедрения предлагаемого фазометра сравним его с базовым устройством

ШПИР.461314.001, в котором реализован известный фаэометр. Рассмотрим случай, когда выход АЦП фаза — код четырехразрядный и число выборок за интервал накопления не превышает 16. Так как входные блоки, а именно усилители-ограничители и

АЦП фаза — код, в базовом устройстве и в предлагаемом фазометре не различаются, то для определения экономического эффекта сравним части устройств, обрабатывающие информацию с выхода АЦП фаза — код.

В базовом устройстве для обработки этой информации требуется 24 микросхемы средней степени интеграции, а в предлагаемом фазометре — десять микросхем средней степени интеграции.

Таким образом, для выполнения устройства требуется значительно меньше элементов, чем в известном устройстве, т.е. предлагаемый цифровой фазометр значительно проще. ответственно с первым и вторым усилителями-ограничителями, выходы которых соединены с входами АЦП фаза — код, выходы которого соединены с входами первого на5 копительного сумматора, второй накопительный сумматор, блок распознавания разрывов фазы, выход которого соединен с входом управления мультиплексора, выходы которого соединены с выходной ши10 ной, а первая группа входов — с выходами первого накопительного сумматора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при одновременном упрощении, в него введен элемент НЕ, 15 вход которого соединен со старшим разрядом АЦП фаза — код, а выход — со старшим входом второго накопительного сумматора, выходы которого соединены с второй группой входов мультиплексора, а осталь20 ные входы — с соответствующими выходами АЦП фаза — код, два старших разряда которого соединены с соответствующими входами блока распознавания разрывов фазы, тактовый вход которого соединен с так25, товыми входами обоих накопительных сумматоров и входной шиной "Такт".

2. Фазометр по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что блок распознавания разрывов фазы содержит счетчик, вход управления

30 которого соединен с выходом элемента

ИСКЛЮЩАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими входами блока распознавания разрывов фазы, тактовый вход которого соединен со счетным входом

35 .счетчика, а выход — с входом управления мультиплексора.