Цифровой фазометр

 

Сева Соеетснин

Сецмалиетимеенин тнееаублин

О Л И С А Н И Е пп 57, 77

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.06.7GI(21) 23 8 77/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.0î.77Áþëëåòåíü № 35 (45) Дата опубликования описания 03.11.77 (51) М. Кл.

G 01 % 25/00

Гасударственный наинтат

Воаата Мнннстроа CCN нн даная нзнбрнтнннй н DTKpblTNN (53) УДК 621,317.. 77 (088,8) (72) Авторы изобретения

А. С. Глинченко, M. K. Чмых и С. B. Чепурных. (71) Заявитель

Красноярский политехнический инстит ут (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к,.>адиоизмерительной технике.

Известен цифровой низкочастотный фазометр, используюший информацию о моментах перехода исследуемых сигналов через максимальные значения и содержаший формирователи импульсов привязки к момепгам перехода исследуемых сигналов через нулевой уровень, эталонный генератор, электронный ключ, регистрируюший счетчик, умножитель частоты, схему пуска-останова, схемы совпаден й, триггеры и реверсивный счетчик (1).

В таком фазометре управление работой реверсивного счетчика, выдепяюшего информа. цию о моменте перехода исследуемого сигнала через максимальные значения, осушествляется с помощью триггерных устройств, запускаемых импульсами привязки к нул переходам исследуемых сигналов. Появление ложных нуль-переходов в области низких час. тот и малых уровней входных сигчалов за счет внешних и внутренних широкополоса ных шумов приводит к сбоям триггерных устройств и всего фазометра в целом. Ни=-ь р кая помехоустойчивость фазометра существенно ограничивает его чувствительно=ть и диапазон рабочих частот, Кроме того, импульсы привязки к моментам перехода входных сигналов через максимальные значения в данном фазометре формируются через период сигнала, т.е. с частотой P /2, что снижает быстродействие фазометра.

Целью изобре":ения является повышение помехоустойчивости и быстродействия ци . рового фазометра.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый цифровой фазометр, содержаший два идентичных измерительных канала, последовательно соединенные генератор счетных импульсов, времязадаюший депитепь, электронный ключ, регистрирующий счетчик к в каждом канале формируюшее устройство, дополнительно снабжен в каждом канале счетчиком, триггером, блоком сравнения кодов и регистром памяти, причем счетный вход счетчика соединен с выходом генератора счетных импульсов, первый вход триггера и вход "Сброс счетчика подключены .к выходу формирующего устройства, выход

573772

3 триггера подключен к входу "Запись регистра памяти, выходы которого подключены к соответствующим входам блока сравнения кодов, другие входы которого, объединенные с управляющими входами регистра памяти, подключены к кодовым выходам счетчика, вход Пуск триггера подключен к выходу времязадаюшего делителя, а второй вход, триггера подключен к выходу блока сравнения кодов, Упрощенная схема предлагаемого фазометра приведена на чертеже.

Фазометр содержит генератор счетных импульс ов 1, вр емязадаюший дел и тель 2, электронный ключ 3, Регистрирующий счетчик 4, а также два идентичных измерительных канала 5 и 6, каждый из которых включает в себя формирующее устройство 7, счетчик

8, блок сравнения кодов 9, триггер 10, регистр памяти 11.

Формирующие устройства 7 фазометра, выполняемые чаще всего в виде усилителейограничителей, преобразуют входные синусоидапьные сигналы в последовательность прямоугольных имлульсовэ фронты которых. 1 25 привязаны к моментам перехода исследуемых сигналов, через нулевой уровень. Внешwe широкополосные шумы, а также внутренние шумы,, самого фазоизмерителя вызывают лоявленид в сформированном сигнале в области нижних частот ложных нуль-переходов, приводящих к грубым ошибкам измерений и потере известными фазометрами работоспособности, Сформированные устройства 7 сигналы поступают на вход "Сброс счетчика 8, На его счетный вход поступают короткие импуль сы высокой частоты следования с выхода генератора 1. При воздействии первого положительного выброса, открывающего счетчик, 40 он зарегистрирует некоторое количество счетных импульсов, пропорциснальное длительности выброса. Соответствующее числ1 записывается в регистр памяти 11. Зались в регистр 11 управляется потенциальным выходом триггера 10, который в исходном положении находится в состоянии «1". Число двоичных разрядов регистра памяти выбирается на единицу меньшим, чем у счетчика, и запись чисел в регистр происходит 50 соответственно с уменьшенным вдвое весом.

Задним фронтом положительного выброса триггер 10 устанавливается в положение

О, счетчик 8 также сбрасывается в нуль, Во время действия следующего выброса счетчик 8 вновь заполняется счетными импульсами и происходит сравнение кодов счетчика 8 и регистра 11 в блоке сравнения код в 9. При совпадении кодов на выходе блока 9 появится короткий импульс, 60

4 который установит триггер 10 в состоы1ие 1" и откроет запись в регистр 11. В момент окончания выброса в регистре 11 будет записано число, соотве=ствуюшее половине длительности этого выброса. Этот процесс продолжается до тех пор, пока в регистр не будет записано число, равное половине длительности интервала времени между последним полржительным нуль переходом Ф. (a области положительных нуль-! переходов чистого сигнала} и первым отрицательным нуль-переходом С (в области отрицательных нуль-переходов чистого си нала 1.

Во время действия следующей положительной полуволны сигнала это число сравнивается с текущим кодом счетчика 8 и в момент времени t 0, соответствующий половине длительности интервала t g - tt на выходе блока 9 формируется короткий импульс. При этом открывается триггер 10 и в регистр 11 эаписывае ся число, пропорциональное половине длительности и1тервала t - t< в текущем периоде. Таким образом, момент привязки к середине интервала t - t, в каждом периоде сигнала формирует я на основе измеренного значения этого интервала в предыдущем периоде.

Фазометр автоматически входит в установившийся режим начиная со второго после пуска пери ода сиг нала . Регистрируемый момент времени, соответствующий половине интервала между последним положительным и первым отрицажльным нуль-переходами, совпадает с положением максимума исследуемого сигнала, И1.пульсы привязки к моментам перехода исследуемых сигналов через максимальные значения с выходов блоков сравнения кодов 9 каналов 5 и 6 управляют ключом

3, открывающим вход регистрирующего счетчика 4 на время, пропорциональное измеряемому фазовому сдвигу. Этому соответствует определенное количество счетных импульсов, проходящих через ключ 3 на вход счетчика

4. Время измерения при использовании операции усреднения задается делителем 2.

Путем выбора известных соотношений между временем измерения и частотой эталонного генератора обеспечивается отсчет результатов измерения непосредственно в градусах фазы.

Предельная помехоустойчивость данного фазометра определяется значениями отношения сигнал-шум, при которых длительность интервала t> - t< превышает максимальную длительность выброса в 2 раза. Схема может работать в широком диапазоне частот без каких-либо коммутаций.

573772! !

Составитель В, Новицкий

РедактоР Г. Котельский ТехРед 3 Фан а Корректор,Н. Ковалева

Заказ 3757/36 Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ?K-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Йифрово и фазометр, с одержа щи и два идентичных измерительных канала, последовательно соединенные генератор счетных импульсов, времязадаюший делитель, электронный ключ, регистрирующий счетчик и в каждом канапеформирующееустройство, о т и и ч а ющ и и с s тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и быстродействия, он дополнительно снабжен в каждом канале счетчиком,.триггером, блоком сравнения кодов и.регистром памяти, счетный вход счетчика соединен с выходом генератора счетных импульсов, первый вход триггера и вход Сброс счетчика подключены к выходу формируюшего устройства, выход триггера подключен к входу Запись регистра памяти, выходы. которого подключены к соответсттвующим входам блока сравнения кодов, другие входы которого, объединенные с управляющими входами регистра памяти, подключены к кодовым выходам счетчика, вход "Пуск триггера подключен к выходу времязадаюшего делителя, а второй вход триггера подключен к выходу блока сравнения кодов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% 311214, М.кл.". G 01 R 25/00, 18< .