Устройство для измерения сдвига фаз

 

Изобретение может быть использовано в информационно-измерительных системах. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит формирователи 1 и 2, триггер 3. инвертор 4, одновибраторы 5 и 6. элементы И 7-9, элементы ИЛИ 10-12, генератор 13 и счетчики 14-16. 1 ил.VIОо го ы ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю 601 R 25/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792070/21 (22) 25.12.89

{46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Арзамасское опытно-конструкторское б1оро (72) О.В. Лебедев и В.В. Лебедев (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельетво СССР

hh 1257563, кл. 6 01 и 25/08, 1985.

„„5U„, 1709235 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕКИЯ

СДВИГА ФАЗ (57) Изобретение может быть использовано в информационно-измерительных системах. Цель изобретения — расширение области применения, Устройство содержит формирователи 1 и 2, триггер 3, инвертор 4, одновибраторы 5 и 6. элементы И 7-9, элементы ИЛИ 10-12, генератор 13 и счетчики

14 — 16. 1 ил.

1709235

Изобретение может быть использовано в автоматизированных информационно-из-„ мерительных системах для измерения фазового сдвига электрических колебаний.

Известно устройство для измерения сдвига фаз, Однако оно обладает низким быстродействием и точностью.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения сдвига фаз, содержащие два формирователя, триггер, генератор, делитель, три счетчика, два одновибратора, четыре элемента И и элемент ИЛИ-HE.

Однако в счетчик результата записывается лишний импульс. Время вывода информации при измерении сдвига фаз, близких к

180 или 360, очень мало, т,е. идет замер сдвига фаз, а затем сразу сброс результата измерения, что может затруднить вывод информации. Кроме это о, устройство излишне сложно, так как содержит делитель, Цель изобретения — расширение области применения за счет исключения записи лишнего импульса, увеличения минимального времени вывода информации и упрощения устройс ва.

Поставленная цель достигается тем, что

s устройство для измерения сдвига фаз, содержащее первый формирователь, вход которого является входом опорного сигнала, а выход соединен с Г-входом триггера, первым входом первой схемы ИЛИ и входом второго одновибратора, выход которого соединен первыми входами первой и второй схем 4. Второй вход второй схемы И соединен с выходом инвертсра, вход которого соединен с вторым входом первол схемы И, выходом второго формирователя. вход котсрого является входом исследуемого сигнала, и входом первого одновибратора, выход которого соединен с вторым входом первой схемы ИЛИ, выход которой соединен с йвходом триггера, инверсный выход которого соединен с входом установки в единицу первого счетчика и первым входом второйсхемы ИЛИ, выход которой соедин" í .c Rвходом второго счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом генератора, информационные входы — с выходами первого счетчика, а выход "Перенос" с суммирующим входом третьего счетчика, Rвход которого соединен с выходом первой схемы И, вход предустановки — с выходом второй схемы И, а выходы являются выходом устройства, введены многовходовая схема И и схема ИЛИ, при этом один из входов схемы И соединен свы,ходом первого формирователя, остальные — соответствующим образом с выхсдами второго. счетчика, а выход — с вычитающим входом первого счетчика и вторым входом второй схемы ИЛИ, Первый вход схемы ИЛИ соединен с выходом второго одновибратора, аторой вход с выходом "Перенос" второго счетчика, а выход — с входом предустановки второго счетчика.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемое устройство, для измерения сдвига фаз, отличается от известного тем, что в него введена многовходовая схема И и схема ИЛИ, соответствующим образом соединенные со счетчиками устройства-прототипа, а делитель частоты иск15 лючен, а также изменены связи между

55 элементами устройства, На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит формирователи 1 и 2, триггер 3, инвертор 4, одновибраторы

5 и 6, элементы И 7-9, элементы ИЛИ 10 — 12, генератор 13, счетчики 14 — 16.

При этом вход опорного сигнала через формирователь 1 соединен с С-входом триггера 3, первым выходом элемента ИЛИ 10, входом одновибратора 6 и одним из входов элемента И 9. Остальные входы элемента И

9 соединены с выходами счетчика 15 таким образом. чтобы обеспечить необходимый коэффициент деления, выход элемента И 9 соединен с вычитающим входом счетчика 14 и вторым входом элемента ИЛИ 11, второй вход которого соединен с инверсным выходом тр.. reps 3 и С-входом счетчика 14, а выход с R-входом счетчика 15. информационные входы которого поразрядно соединены с ьыходами счетчика 14, Суммирующий вход соединен с выходом генератора 13, выхсд "перенос" соединен с вторым входом элемента ИЛИ 12 и суммирующим входом счетчика 16, первый вход которого соединен с первыми входами элементов И 7 и 8 и выходом одновибратора 6, а выход — с входом предустановки счетчика 15.

Вход измеряемого сигнала через формирователь 2 соединен с входом инвертора

4, вторым входом элемента И 7 и входом одновибратора 5, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 10, Выход элемента И 8 соединен с входом предустановки счетчика 16. Выход элемента И 7 соединен с R-входом счетчика 16, выходы которого являются выходом устройства.

Вход синхронизации устройства соединен с

О-входом триггера 3.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии разрешающего уровня на входе синхронизации устройства триггер

3 находится в нулевом состоянии. Уровень

1709235

"1" с инверсного выхода, поступая на С-вход счетчика 14, устанавливает его в единичное состояние, проходя через элемент ИЛИ 11 на R-вход счетчика 15, устанавливает его в состояние О, импульсы с генератора 13, поступающие на суммирующий вход счетчика

15, не меняют его состояние, При поступлении на вход синхронизации устройства разрешающего уровня по первому же переходу через "0" опорного сигнала "Снизу-вверх", преобразованного формирователем 1 в однополярные импульсы длительностью в полпериода колебания, триггер 3 устанавливается в "1".

Уровень "0" с инверсного выхода триггера 3, поступая на С-вход счетчика 14, разрешает его работу. Уровни "О" на обоих входах элемента ИЛИ 11 дают на его вьгходе уровень "0", который, поступая на R-вход счетчика 15, разрешает его работу. Импульсы с генератора 13, поступая на вход счетчика 15, увеличивают его код, когда код в счетчике 15 станет равным необходимому коэффициенту деления, на всех входах элемента И 9 будет уровень "1", который даст на его выходе также уровень "1", который, поступая на вычитающий вход счетчика 14. уменьшает его код на единицу, проходя через элемент ИЛИ 11 íà R-вход счетчика 15, обнуляет его и т,д. в течение полупериода опорного сигнала. При переходе опорного сигнала через "Сверху-вниз" уровень "О" с выхода формирователя 1, поступая на один из входов элемент И 9, блокирует его, деление на заданное число прекращается, Перепадом из уровня "1" в "О" с выхода формирователя 1 запускается одновибратора 6, на выходе которого формируется единичный импульс, который, поступая на первый вход элемент ИЛИ 12, проходит через него на Ч-вход счетчика 15, записывает в него код со счетчика 14, равный И =

= С вЂ” No,i т. где С вЂ” обьем счетчика 14 и 15;

No,ь т — количество импульсов, прошедших на вычитающий вход счетчика 14 за время полупериода опорного сигнала.

Одновременно импульс с одновибратора 6 поступает на первые входы элементов

И 7 и 8. Если сдвиг фаз меньше 180, то на выходе формирователя 2 уровень "1" и импульс проходит через элемент И 7 на R-вход счетчика 16, обнуляя его. Если сдвиг фаз больше 180, то на выходе формирователя 2 уровень "0", который, поступая на инвертор

4, дает на его выходе уровень "1", разрешающий прохождение импульса с одновибратора 6 через элемент И 8, который, поступая на Ч-вход счетчика 16, записывает в него код i80 или ж.

35 Формула изобретения

Устройство для измерения сдвига фаз, содержащее первый формирователь, выход

50

ЗО

При поступлении на вход счетчика

15 Мо,5 т импульсов на его выходе "Перенос" появится импульс, который, поступая на суммируюц ий вход счетчика 16, записывается в него, проходя через элемент ИЛИ 12.

Проходит через него на V-вход счетчика 15. вновь записывая в него код N = С - No,g т и т.д.

При переходе через нуль в любом направлении измеряемого сигнала фронтом сигнала с формирователя 2 одновибратор 5 формирует короткий нулевой импульс, который, поступая на второй вход элемента ИЛИ

10, проходит через него, так как на его первом входе уровень "О" с выхода формирователя 1, и, поступая íà R-вход триггера 3, устанавливает его в нуль, Уровень "1" с инверсного выхода триггера, поступая на Свход счетчика 14, устанавливает его в единичное состояние, проходя через элемент ИЛИ 11. поступает íà R-вход счетчика 15 и устанавливает его в нулевое состояние. Процесс измеречия окончен, В счетчике 16 будет записан код. численно равный сдвигу фаз в градусах или радианах в зависимости от того, какие выходы счетчика 15 будут соединены с входом элемента И

9. Информация в счетчике 16 будет храниться до следующего перехода опорного сигнала через нуль "Сверху-вниз", .т.е. минимальное время хранения информации будет равно 0 5 Т, где Т вЂ” период исследования импульсов. которого соединен с С-входом триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, второй формирователь, выход которого соединен с входами первого одновибратора и инвертора, второй одновибратор. два элемента И, три счетчика и генератор импульсов, выходы первого счетчика соединены с информационными входами второго счетчика, выход переполнения которого соединен со счетным входом третьего счетчика, Rвход которого соединен с выходом первого элемента И, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены многовходовой элемент И и два элемента ИЛИ, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого одновибратора, а выход — с R-входом триггера, D-вход которого соединен с входом синхрс низации, а выход с С-входом первого счетчика и первым входом второго элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом многовходового элемента И и вычитающим входом первого счетчика, а выход — с

1709235

Составитель О. Лебедев

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Ю. Середа

Заказ 422 Тира к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

R-входом второго счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а У-вход — с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго одновибратора и первыми входами первого и второгоэлементов И; вторые входы которых соединены соответственно с входом и выходом инвертора, а выход второго элемента И соединен с Ч-входом третьего счетчика, при этом входы многовходового элемента И соединены

5 соответственно с выходами nepaoro формирователя и информационными выходами второго счетчика.