Цифровой следящий фазометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Реотубймк (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.06.77 (21) 2519722(18-21 с присоединением заявки 1и îo (23) Г!риоритет— (51) М. Кл.

G 01 R 25/00

Государственный квинтет

СССР оо делам нзобретеннй н отнрытнй (53) УДК 621.317..373 (088.8) Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (72) Автор изобретения

А. M. Агафонников (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к электрическим измерительным устройствам и может быть использовано при необходимости непрерывного слежения за разностью фаз двух электрических гармонических колебаний с нахождением и выдачей приращений в реальном масштабе времени, например в фазовых радиогеодезических и радионавигационных системах.

Известен цифровой фазометр, содержагций генератор опорных импульсов, делитель, счетчики, ключи и элементы совпадений (1).

Недостатком этого фазометра является невозможность получения следяшего режима без значительных изменений схемы.

Наиболее близким к данному изобретению является устройство, которое содержит генератор измерительных и м пульсов, формирователь мерных интервалов (между смежными переходами через ноль в одном направлении измеряемого и опорного входных сигналов), делитель íà N, где N — основание выбранной системы единиц измерения разности фаз, делитель с переменным коэффициентом деления, состоящий из измерительного реверсивного счетчика емкостью М, поразрядно соединенного через ключи параллельного переноса с установочными входами линейного счетчика той же емкости N,è ключ для заполнения мерного интервала измерительными импульсами (2).

Недостатком этого фазометра является то, что если диапазон изменения разности фаз входных сигналов превышает полный угол (360 ) и она совершает скачок (переход) из 360 в 0 (или наоборот), получая

1р приращение (положительное или отрицательное) в один фазовый цикл, результат измерения разности фаз, получающийся в реверсивном счетчике, такого перехода

360 — 0 (или наоборот) не совершает, а пробегает в обратном направлении изменения разности фаз входных сигналов, и приращений целого числа фазовых циклов реверсивный счетчик не выдает. Другим недостатком является малое быстродействие при небольших расхождениях между входной разностью фаз и результатом измерения.

Цель изобретения — расширение диапазона и повышение быстродействия.

66!399

55!!оставленная цель достигается тем, что в цифровой следящий фазометр, содеря;)щнй генератор измерительных импульсов, формирователь черных интервалов, выпхо 1) I которы х соединены соответственно с перВЫМ Il 1гГОРЫМ ВХОДаМИ ПЕРВОГО КП)ОЧа, ТЕЛИтель на Х, вход которого соединен с первым,ходом первого кл(оча, реверсивный счетчик, соединенный через ключи парил.)слbllo)o переноса с одними из входов линейного счетч IK;) выходы которого нрисоеи линены к входам элемента совпадении, ввелсlll I первый и второй лелитель на М, линия залер)кки, второй и третий ключ и элемент запрета, причем выход делителя íà N через первый делитель на М соединен со вхолоч линии задержки, выход которой связан с управляю)цим входом K;IK)÷åé параллельного перека)са н )ерез элемент запрета с первыми вхоламн второго II третьего клю I(é, вторые входы которы i присоединены к вloрому и третьему выхолач линейного cañò lllка, а выходы -- к первому и второму входам реверсивного счетчика, выход элемента совпадений соединен с управляющим входом элемента запрета, выход первого ключа через второй делитель на М присоединен к управляющему входу линейного счетчика.

Блок-схема предлагаемого устройства приведеlla Ilà чертеже.

Устройство содержит генератор измерительных импульсов 1, делитель на Х 2, формирователь м(рных интервалов 3, первый клк)ч 4, рсвсрснвный счетчик 5, ключи параллельного переноса 6, линеHIIbl)I счетчик 7, второй н третий ключи 8 н 9, линию задержки 10, первый н второй лелители на М 11 н 12, элемент с:)впадений 13, элемент запрет(! 14.

Особенностью этой схемы является то, что старший разрял счетчика 7 играет роль знакового; его прямой выход Q через ключ

8 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 5, а его инверсный выход Q через ключ 9 (оелинен с суммирующим входом реверсивш)го счетчика 5, кроме того, перенос числа п, записанного в реверсивном счетчике 5, в линейный производится импульсом с выхода первого делителя на

М, включенного после делителя на )Х, подаваемым на управляющий вход ключей параллельного переноса 6 через элемент заД(. p)KKH 14.

Устройство работает следующим образом.

Обозначим частоту следования измерительных импульсов через f, длительность мерного интервала, выраженную в долях периода через а (а (1), содержимое реверсивного счетчика — через п. Частота следования импульсов на выходе первого дополнительного делителя будет f/ХМ, а период их следования Т))м = N!11/f М выбирается такич, чтооы частота !/NM на выходе

1О

45 пелит(;IH ! была ниже частоты входных сиги()лов. Импульс с выхода первого дополнительного делителя 11, пройдя через схему задержки 10 и воздействуя на управляющий вход ключей параллельного переноса 6, производит занесение содержимого реверсивного счетчика 5 всчетчик 7 в,дополните.)ьном коле, так чтo в нем будет записано число

Х--и. Следу)о)цее занесение будет произвелено через промежуток вре )енн T ))м . 3a это время на счетный вход линейного счетчика 7 поступит аХ импульсов, если 7NM кратно периоду входных импульсов; если же эти периоды некратны, то соотношение будет выполняться статистически (в среднем

При n/N >а (отсчет болыне фактической

pH3IIocTH фаз) аХ импульсов не вызовут переполнения счетчика 7 (так как в эточ случае U — п + аХ < Х). 1 1ðè этом возможны два случая: если (и — аХ) (0,5Х, то прямой выход старшего разряда будет находиться в е(иничном состоянии и при очередном ностуllëåaèè на ключи 8, 9 импульса с выхода делителя !1 на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 пройдет единичное прнра)цение, уменьшая содержимое его на

«!»; если же (и — — aN) >0,5Х, что имеет место при переходе входной разности фаз через 360, то в единичном состоянии окажется инверсный выход, и тогда очередное единичное приращение через ключ 9 поступит на суммирующий вхол реверсивного счетчика 5, увеличив 1)a «!» его содержимое, и этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока содержимое счетчика 5, перейдя через U с выдачей импульса переполнения на суммирующем выходе, не достигнет значения, соответствующего вхолной разности фаз. При п/N а (отсчет меньше входной разности фаз) alN импульсов вызовут переполнение счетчика 7 (так как теперь

N - n + aM >N); здесь также возможны лва случая: если (и — aIN! - 0,5N инверсный выход старшего разряда счетчика 7 будет находиться в единичном состоянии и соответственно через ключ 9 на суммирующий вход реверсивного счетчика 5 поступит единичное приращение, увеличив его содержимое на «1»; если же (п -- аХ) >0,5N, что произойдет при переходе вхо)ц)ой разности фаз через ноль, то в елинн н)ом состоянии окажется прямой выход старшего разряда, и на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 будут поступать импульсы приращений ло теx пор, пока содержимое, уменьшаясь, не перейдет через ноль с выдачей импульса переполнения на выходе зайча, и не достигнет значения, соответствующего входной разности фаз. Таким образоч фазометр осуществляет постоянное слежение за изменяющейся разностью фаз входных сигналов при любом лиапазоне се изменеllHH; при этом реверсивный счетчик вслед за выходной разностью фаз также nepexo;Ill г через 0 нлн N в завнсичостн от направ661399

Формула изобретения

Составитель М. Барашков

Редактор М. Трофимова Техред О. Луговая Корректор О. Билак

Заказ 2440/43 Тираж 1089 Подписное

ЙН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ления изменения, и на его выходах — соответственно суммирующем или займа появляют;я импульсы приращений, которые можно подсчитать другим реверсивным счетчиком.

Нетрудно видеть, что когда результат измерения будет соответствовать входной разности фаз, содержимое счетчика 5 будет периодически меняться между aN u aN + 1 с интервалом Тмм . Для устранения этого явления в устройство введен элемент совпадения 13 выявления нулевого состояния (нулевого содержимого) счетчика 7, соединенный с управляющим входом схемы запрета 14. Когда n = aiU, содержимое счетчика 7, после прихода aN импульсов, будет равно О, появляющийся при этом управляющий сигнал на выходе схемы 13 вызовет запирание схемы запрета 14, импульс с выхода дополнительного делителя 1! не сможет пройти на ключи 8 и 9, и приращений на счетные входы счетчика 5 не поступит.

За счет того, что прира1цения на входы реверсивного счетчика 5 могут поступать с частотой f/MN возрастает быстродействие устройства.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства выражается, во-первых, в экономии оборудования при применении предложенного фазометра в качестве фазои иди катора радиогеодезических и радионавигационных систем и в повышении его надежности благодаря упрощению схемы, и, во-вторых, — в повышении производительности труда, олагодаря повышению скорости измерений, а также в возможности уcT81IÎBKH фазоинднкаторов на более быстрохо1ньiv об>1,ектах.

Цифровой следящий фазометр, содержащий генератор измерительных импульсов, формирователь мерных интервалов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого ключа, делитель на N, вход которого соединен с первым входом первого ключа, реверсивный счетчик, соединенный через ключи параллельного пе1р реноса с одними из входов линейного счетчика, выходы которого присоединены к входам элемента совпадений, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения быстродействия, он снабжен первым и вторым делителем íà М, линией задержки, вторь1м v третьим ключом и 3лементом за прета, причем выход делителя на N через первый делитель на М соединен со входом линии задержки, выход которой связан с управляющим входом ключей параллельного переноса и через элемент запрета с первыми входами второго и третьего ключей, вторые входы которых присоединены соответственно к второму и третьему выходам линейного счетчика, а выходц — к первому и второму входам реверсивного счетчика, вы25 ход элемента совпадений соединен с управляющим входом элемента запрета, выход первого ключа через второй делитель на М присоединен к управляющему входу линейного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Смирнов A. Т. Цифровыс фазомстры.

Л., «Энергия», !974, с. 2!.

2. Лвторское свидетельство СССР

Uo 470761, кл. G 01 R 25/00, !971,