Цифровой фазометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сойиалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.07.77 (21) 2510186/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

25/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 28.02.80. Бюллетень №

17.77

8) (45) Дата опубликования описания 28.02.80 (72) Авторы изобретения Н. П. Коновалов, В. С. Власов, А. В. Филатов и Ю. И. Жулин (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть применено при измерении фазовых сдвигов между сигналами, изменяющимися в большом динамическом диапазоне.

Известен цифровой фазометр, содержащий формирователи импульсов, триггер строба и счетчик фазы (1).

Недостатком этого устройства является

его малое быстродействие.

Известен также цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные формирователи импульсов, синхронизаторы опорного и измерительного каналов, соединенные по выходам с триггером строба, выход которого через элемент И заполнения соединен со счетчиком фазы, при этом второй вход элемента И заполнения подключен к генератору тактовых импульсов и к синхронизаторам опорного и измерительного каналов (2).

Недостаток этого устройства заключается в его малом быстродействии.

Цель изобретения — повышение быстродействия цифрового фазометра.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные формирователи импульсов, синхронизаторы опорного и измерительного каналов, соединенные по выходам с триггером строба, выход которого через элемент И заполнения соединен со счетчиком фазы, причем второй вход элемента И заполнения подсоединен к генератору так5 товых импульсов и к синхронизаторам опорного и измерительного каналов, введены анализаторы скважности опорного и измерительного каналов, блок коррекции и блок управления, вход и выход которого

10 подключены к триггеру строба. При этом входы анализаторов скважности опорного и измерительного каналов соединены с выходами синхронизаторов обоих указанных каналов, а выходы поразрядно подключены

15 к блоку коррекции, связанному по другим своим входам с выходом счетчика фазы, а второй вход блока управления — с источником сигнала «Запуск» и с вторыми входами синхронизаторов опорного и измерительно20 го каналов.

На чертеже представлена схема цифрового фазометра, Цифровой фазометр содержит формирователи 1 и 2 импульсов, синхронизатор 3

25 опорного канала, синхронизатор 4 измерительного канала, триггер 5 строба, элемент И 6, счетчик 7 фазы, генератор 8 импульсов, анализатор 9 скважности опорного канала, анализатор 10 скважности изме50 рительного канала, блок 11 коррекции и

718803 блок 12 управления. Формирователь 1 через синхронизатор 3 соединен с соответствующим входом триггера 5, выход формирователя 2 через синхронизатор 4 — с соответствующим входом триггера 5, выход которого через элемент И 6 подключен к счетчику 7 фазы. Выходы счетчика фазы соединены с соответствующими входами блока 11, входы анализаторов 9 и 10 — соответственно с выходами синхронизаторов 3 и 4. Выходы анализаторов 9 и 10 поразрядно подключены к соответствующим входам блока 11. Входы формирователей 1 и 2 соединены с сооответствующими шинами

13, 14 входного сигнала, вход блока 12 управления †шиной 15 сигнала «Запуск», выход блока коррекции — с шиной 16 выходного сигнала.

Блок 12 управления содержит триггеры

17, 18, элемент И 19, элемент НЕ 20. Синхронизатор 3 включает в себя триггер 21, элементы HE 22 и 23, элемент И 24. Анализатор 9 содержит элемент И 25, элемент

НЕ 26, реверсивный счетчик 27 и триггер

28, анализатор 10 — элементы И 29, 30, элемент НЕ 31, триггер 32, блок 33 выделения первого импульса, триггер 34 и реверсивный счетчик 35. Блок 11 коррекции состоит из сумматоров 36 — 40, элементов И 41 и 42, элемента НЕ 43, элемента ИЛИ 44, ключа

45 и датчика 46 кода.

Цифровой фазометр работает следующим образом.

На шины 13 и 14 поступают соответственно измерительный и опорный сигналы.

В формирователях 1 и 2 эти сигналы формируются в прямоугольные импульсы. В общем случае эти импульсы отличаются от меандра, поскольку их схватность не равна двум.

При поступлении сигнала «Запуск» на шину 15 триггер 17 переключается в единичное состояние, открывая при этом элемент И 19 и освобождая по установочному входу триггер 5 строба.

В единичное состояние триггер 5 переключается при поступлении с элемента НЕ

31 отрицательного перехода, пришедший после этого отрицательный переход с элемента НЕ 23 переключает триггер 5 вновь в нулевое состояние. Пока триггер 5 находится в единичном состоянии, через элемент И 6 проходят импульсы в счетчик 7.

В счетчике 7 фиксируется значение разности фазы между отрицательными фронтами импульсов на выходах элемента 23 и триггера 32.

Однако это значение фазы не соответствует разности фазы между сигналами на шинах 14 и 15 из-за ухода первой шины в формирователях 1 и 2 и несоответствия изза этого сигналов на выхода формирователей 1 и 2 меандру; анализаторы 9 и 10 путем перечета импульсов в положительные полупериоды сигналов на выходах формирователей 1 и 2 определяют отличие скважIp ности импульсов от двух.

После определения этого отличия в блоке 11 из результатов на выходах счетчиков

7, 35, 27 производится вычисление истинного сдвига фаз между сигналами на ши1, нах 13 и 14. При вычислении применяются меры, чтобы результат был положительное число и не превышал 360 .

Таким образом, предлагаемое устройство вычисляет с высокой точностью сдвиг фазы

20 за один период исследуемого сигнала.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий по2 следовательно соединенные формирователи импульсов, синхронизаторы опорного и измерительного каналов, соединенные по выходам с триггером строба, выход которого через элемент И заполнения соединен со

ç0 счетчиком фазы, второй вход элемента И заполнения подсоединен к генератору тактовых импульсов и к синхронизаторам опорного и измерительного каналов, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения з быстродействия, в него введены анализаторы скважности опорного и измерительного каналов, блок коррекции и блок управления, вход и выход которого подключены к триггеру строба, причем входы анализа1О торов скважности опорного и измерительного каналов соединены с выходами синхронизаторов обоих указанных каналов, а выходы поразрядно подключены к блоку коррекции, связанному по другим своим входам с выходом счетчика фазы, а второй вход блока управления соединен с источником сигнала «Запуск» и с вторыми входами синхронизаторов опорного и измерительного клапанов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смирнов П. Г. «Цифровые фазометры». Л., «Энергия», 1974, с. 63 — 66.

2. Лвторское свидетельство СССР по заявке Ь 2086663/21, кл. G 01 К 25/08, 19.01.75, 718803

Редактор Грузова

Заказ 2920/13 Изд. № 170 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова. 2.

Составитель А. Старостина

Техред В. Серякова

Корректоры: Т. Трушкина и Е. Осипова