Цифровой фазометр с времяимпульсным преобразователем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских . Социалистимеских

Республик (»» 575582 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 13.02,75 (21) 2104735/18-2 (51) М. Кл.

G 01 R 25/08 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Гооударстееииый комитет

Совета Мииистроа СССР по делам изооретеиий и открытий (43) Опубликовано 05.10.77, Бюллетень ¹37 (53) УДК 621.317. .772 (088.8) (45) г ата опубликования описания 10.11. 77 (72) Авторы изобретения

М, К. Чмых, А. С. Глгпгчегп<о 11 С. В. Чеггур ых (71) Заявитель

Красноярский политехнический ипстптут (54) БИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С В1 ЕМЯИ1 "111У,11Ы 11Ь11"

ПРЕОБРАЗОВАТЕМ.М

Изобретение относится к электроизмери— тельной технике, может быть использовано для повышения помехоустойчивости и точности измерения цифровых фазометров.

Известен цифровой фазометр с времяимпульсным преобразователем, содержащий два формирующих устройства, состоящих из усилителей-ограничителей и формирователей коротких импульсов, схемы совпадения, триггеры, схему ИЛИ, генератор импульсов, 10 счетчик, При измерениях известным устройством фазы . сигналов с непостоянной амплитудой система исключения ложных нуль-переходов вносит дополнительную амплитудо-фазовую 15 погрешность, возникающую вследствие того, что на выходе системы оказывается сигнал, с интегрированными нуль-переходами, положение которых для различных соотношений сигнал- шум непостоянно. 20

Помехоустойчивость повышается при замене истинного нуль-перехода первым нуль— переходом смеси сигнал-шум. Однако при изменении амплитуды сигнала изменяется отношение сигнал- шум, и математическое 25 ожидание первого перехода сл1»1цается через нулевой уровень.

Бель изобретения — повышение точности измеретпгй — достигается тем, что в цифровой фазометр с времяилшульсным преобразователем,ссдерЯащий форл1ируюшие устройства, последовательно соединенные блоки совпадения и триггеры, а такж» генератор импульсов, соединенный через блок совпадения и элг мент ИЛИ со счетчиком, в11»доны два дели-. теля частоты, два дополнительных блока совпадения, два допол1штельных тригтера и формирователи коротких импульсов, а также узел управления коэффициентом деления делителей, входы которого подсоединены к усилителю-ограгп1чптелю одного из формирующих устройств и генератору пл1г1ульсов, а выходы — к делителям частоты, которые своими первыми входал1и соединены с формирующими устройствами, а вторыми — с генератором ил1пульсов; первые входы дополнительных блоков совпадент1я подключены к делителям частоты, вторые к усилителям-ограепгчтгтелял1 форл1ируюпч1х устройств, первые входы дополнительных

575582

Так как время между соседними импульсами пачек, соответствующих многократным пересечениям нулевого уровня, не превышает четверти периода входного сигнала (чтО справедливо для широкополосных шумОВ145 то импульсы с делителей 6, 7 появляются только через время » = 1/4 относительно последнего положительного нуль-перехода каждой пачки.

Для исключения ложных импульсов с делителей 6, 7 в области отрицательных нуль-переходов чистого сигнала, выходы делителей подключены к блокам 9, 10, на вторые входы которых поступают импульсы с усилителей-ограничителей 2, 3. На 55 выходах блоков 9, 10 оказываются импульсы с периодом следования Т, жестко привязашь е к последшн, импульсам пачек поло50 жительных нуль — переходов смеси сигналшум. 60

3 триггеров подсоединены к выходам дополнительных блоков совпадения, а также к двум входам одного из триггеров, вторые — к формирователям коротких импульсов форл»ирующих устройств, а выходы — к вновь введен5 ным формирователям коротких импульсов, подключенным выходами ко входам другого триггера, выходы триггеров через блок совпаления — к элементу ИЛИ.

На фиг. 1 и 2 приведены схемы двух»p вариантов фазометра.

Схемы содержат формирующие устройства 1, включаюшие в свой состав усилителиограничители 2 и 3 и формирователи коротких импульсов 4,5, делители частоты би 7, гене 15 ратор импульсов 8, блоки совпадения 9 и 10, триггеры 11 и 12, формирователи коротких импульсов 13 и 14-, триггеры-формирователи фазовых интервалов 15 и 16, блоки совпадения 17 и 18, схему ИЛИ 19, счетчик 20 20 и блок 21 управления коэффициентом делении делителей.

Работает устройство, представленное на фиг. 1, следующим образом.

Исследуемые сигналы посчупают на фор- 25 мирующее устройство 1, где они усиливаются и ограничиваются в блоках 2 и 3, после чего формирователи 4, 5 преобразуют поступающие на них сигналы в остроконечные импульсы, привязанные к положительным и 30 отрицательным нуль-переходам. Импульсы положителы»ых нуль-переходов поступают на вход сброса делителей 6 и 7, а на счетный вход этих делителей поступают импульсы стабильной. высокой частоты с генерато- 35 ра 8. Емкость делителей 6, 7 выбрана таким образом, чтобы время заполнения их импульсами генератора 8 соответствовало четвертии периода входных сигналов.

Ил|лульсы, соответствук>шие первым отрицательным нуль-переходам смеси сигналшум в области отрицательных нуль-переходов чистых сигналов выделяются с помощью триггеров 11, 12 с разделительным запуском и блоков совпадения 13, 14. Триггеры устанавливаются в состояние "единица" импульсами с блоков совпадения 9, 10. В нулевое состояние триггеры устанавливаются первыми импульсами привязки к отрицательным нуль-переходам. Ил»пульсы с триггеров 11, 12 поступают на блоки 13, 14, на выходе которых ил»еются остроконечные импульсы, привязанные к задним фронтам входных импульсов. Эти ил»пульсы поступают на запуск триггеров 15, 16. На вторые входы триггеров 15, 16 поступают импульсы с блоков 9, 10. В результате на выходах триггеров 15, 16 формируются временные интервалы, пропорциональные по длительнос-. ти измеряемому фазовому сдвигу (фазовые интервалы ) ..

В блоках совпадения 17, 18 фазовые интервалы квантуются счетными импульсами ос генератора 8, сдвинутыми по фазе на 180

Полученные пачки импульсов через блок 19 поступают на счетчик 20. Число импульсов на выходе счетчика пропорционально фазовому интервалу, не содержащему дополнительной амплитудно-фазовой погрешности (АФП) за счет широкополосных шумов и уходовнулевой пинии. При уменьшении отношения сигнал/ шум импульсы сдвигаются вправо, а заднийфронт импульсов-влево, компенсируя таким образом дополнительную АФП. Фазометр на фиг. 1 является узкополосным. Для автоматизации измерения в широком диапазоне частот служит блок 21ф,на фиг. 2.

На блок 21 поступают сигнал с одного из усилителей-ограничителей {2 или 3),: и им-, пульсы с генератора 8. Блок 21 определяет период входных сигналов и задает коэффициент деления делителей 6 и 7.

Фазометр позволяет измерять фазовые сдвиги сигналов с отношением сигнал-шум больше двух с высокой точностью в широком диапазоне частот, Формула изобретения

Цифровой фаэометр с времяимпульсным преобразователем, содержащий формирующие устройства, последовательно соединенные блоки совпадения и триггеры, а также генератор импульсов, соединенный через блок совпадения и элемент ИЛИ со счетчиком, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности изл.ерений, в пего вв»5 55Я

Фиг 1

Уиг. 2

Составитель А. Андриевский

Техред С. Бена Корректор E. Папи

Редактор Б. Ф дотов

Ф.

Заказ 4026/ЗО Т ираж 1 101 Подписнс>е

ЦНИ111!И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобрете?п!й и открытий

113035> Москва, Ж-35> Рауенск 1я наб., д. 4/5

Филиал ПГ1П "11атее!т", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 деды два делитс:ля ч 1стоты, два цс1но11нште!Еьных блока совпадения, два цонол1п1тельных триггсра и формирс>в !тели коротких имну!исОВ а такж> у..11 li ун(;1?111О11ия коэффи11ис 1!Том

ДЕЛЕ.1?ИЯ !1ЕЛИТС1!ЕИ, ВХОДЫ КОТОРОЕ О 11ОДСОЕ— динены к услителю-оград?1чителю одно(о

H:3 фо()м?!руюиЕ?!х уст111)йстВ и T с нс .1)11тОру импульсов, а вы ходы — к дс интел ям частоты, кот(1е)1.(с . се?оими !1ервы Е?1 вхОдами соединены с формирую?ними устройствами, а вторыми — !С! с генератором импульсов, при этом первые входы цолол!п1тельных блоков совпадения подклк1чены к делите!!ям частоты, а вторые— к усилителям-Огрспп1чителям формирующих устройств, первые входы дополнительных триггеров подсоединены к выходам цонолнительных блоков совн:ulc.í?is, а также к двум входам одного из триггеров, вторые— к формирователям коротки х импульсов формирую?них устройств, а вь!ходы — к вновь введенным формирователям коротких импульсов, подключецным выходами ко входам другого триггера, выходы тр?п геров через блок сов пад с ни я — к элементу И ЛИ.