Цифровой фазометр мгновенных значений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснубттик ю1859952

{6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 26.01.79 (21) 2717860/18-21

° G 01 R 25/00 с присоединением заявки №вЂ”

3Ъеударотееикйй каиитет

СССР во делан изобретений и открытий.(28)Приоритет—

Опубликовано 30.08;81 Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30л3.81 (53) УДК 621.317..77 (088.8) ?

Ю. М. Вешкурцев, В. Г. Гладилович и В. И. Лавринович

1.

t (72) Авторы изобретения

Омский политехнический институт (7l ) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР МГНОВЕННЫХ

ЗНАЧЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измере. нии статистических характеристик флуктуации фазы сигнала.

Известен цифровой фазометр мгновенных значений, содержащий формирователь, выход которого соединен со входом блока управления и с первым входом основного элемента И, через второй вход которого эталонный генератор подключен к входу основного индикатора максймальиого значения (1).

: Известный фазометр мгновенных значений в пределах,or 0 до + 180 измеряет максималь. ное значение фазового сдвига. Это максимальIS ное значение может быть либо положительным, либо отрицательным, т,е. характеризовать предел диапазона изменения переменной составлякицей фазового сдвига лишь с одной стороны.

Ширина диапазона изменения переменной составляющей фазового сдвига при этом остается неизвестной. В практике же (например, при разработке аппаратуры с относительной фазовой модуляцией) имеется потребность определения

> значения ширины диапазона изменения переменчой составляющей фазового сдвига.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения ширины диапазона изменения переменной составляющей фазового сдвига.

Цель достигается тем, что в цйфровой фазоы,"тр мгновенных значений, содержащий эталонный генератор, выход которого подключен к первому входу основного элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя и первым входом блока управления, а выход основного элемента И подключен к входу основного индикатора значений, дополнительно введены два ийдикатора значений, два элемента И, дискриминатор опережения, фазовращатель и коммутатор, первый вход которого подключен к первому входу первого дополнительного элемента И и к первому выходу дискриминатора опережения, второй выход которого соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, первый и второй входы формирователя соответственно подключены к первому и второму входам .

859952

5 0 управляющем входе.

20 дикатору 11 значения. дискриминатора опережения и к первым выхо дам коммутатора и фазовращателя, первый вход которого соединен со вторым выходом коммутатора, а второй вход соединен с выходом основного ийдикатора значений, причем второй вход коммутатора подключен к третьему входу основного элемента И и к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен со вторыми входами дополнительных элементов И, третьи входы которых объединены и подключены к выходу эталонного генератора, а четвертые их входы также объединены и подключены к выходу формирователя, выходы допсншительных элементов И соотвстствс!шо подключсны ко входам дополнительных индикаторов значений.

- Кром» того; первый дополнительный иццикатор значений может быть выполнен реверсивным, у которого выход соединен со вторым входом блока управления, третий выход ко|орого подключен к управляющему входу первого дополнительного индикатора значений, а также к третьему входу формирователя и третьему входу дискриминатора опережения.

На чертеже представлена функциональная схема цифрового фазометра мгновенных значений.

Цифровой фазометр содержит коммутатор 1, фазовращатсль 2, дискриминатор 3 опережения, формирователь 4, блок 5 управления, эталон ный генератор б, элементы И 7 — 9, индикаторы 10 — 12 значс шй, шины 13 и 14 опорного и исследуемого сигналов.

Формирователь 4 представляет собой устройство, формирующее импульс, длительность которого пропорциональна мгновенному сдвигу фаз между опорным и исследуемым колебаниями.

Индикатор 11 значения фиксирует и индицируст максимальное отклонение сдвига фаз в сторону болыпих значений от заданного уровня. Он может содержать регистр текущих значений, регистр максимального значения, блок сравнения кодов и отсчстное устройство.

Коммутатор 1 прсдставляст собой двухканальное переключающее устройство, которое одновременно подключает шину 13 опорного сигнала ко входу фазовращателя 2, а шину

14 — к первым входам дискриминатора 3 опережения и формирователя 4, если íà его управляющем входе присутствует высокий потенциал, в противном случае шина 14 подключается к фазовращателю 2, а шина 13 — к первым входам дискриминатора 3 опережения и формирователя 4. Работает коммутатор 1 при наличии низкого потенциала на его втором входе.

Дискриминатор 3 опережения фиксирует знак мгновенного сдвига фаз. Если опорный сигнал отстает от исследуемого, то дискриминатор 3

55 опережения выдает на первом выходе низкий потенциал, а на втором выходе — высокий потенциал. В противном случае на первом выходе дискриминатора 3 присутствует высокий. потенциал, по соответствует положительному сдвигу фаз.

Управляемый фазовращатель 2 представляет собой.устройство, позволяющее сдвинуть колебание, поступающее на его вход, на угол, величина которого определяется сигналом на его Индикатор 10 значения фиксирует первое мг овенное значение фазового сдвига. Он может включать в себя счетчик и отсчетное устройство.

Допускается фиксирование и индицирование некоторого среднего значения сдвига фаз, вычисленного за определенный промежуток времени.

Индикатор 12 значения фиксирует и индицирует максимальное отклонение сдвига фаз в сторону меньших значений от заданного уровня и по своему устройству он аналогичен инЦифровой фазометр работает следующим образом.

После включения фазометр устанавливается в исходное состояние, при котором элемент

И 7 закрыт низким потенциалом с выхода формирователя 4, индикаторы 10 — 12 значений на-. ходятся в нулевом. состоянии. При этом на выходе блока 5 управления появляется высокий потенциал, который подготавливает к открытию элемент 7. Элемент 8 и 9 закрыты низким потенциалом со второго выхода блока 5 управления. Коммутатор находится в таком положении, что шина 13 подключена ко входу фазовращателя 2, а шина 14 — непосредственно к первым входам формирователя 4 и дискриминатора 3 опережения. Управляемый фазоврашатель 2 вносит фазовый сдвиг, равный нуmo, поскольку на его втором входе присутствует нулевой сигнал с выхода индикатора 10.

При поступлении опорного 01 и исследуемого О сигналов с шин 13 и 14 на входы коммутатора 1 на выходе формирователя 4 появляется импульс положительной полярности.

Этот импульс поступает на вход блока 5 управ. ления и одновременно открывает элемент 7, через который импульсы эталонного генератора 6 поступают на вход индикатора 10. При окончании первого импульса с выхода формирователя 4 закрывается элемент 7 на весь последующий период работы фазометра и, кроме того, осуществляется переключение коммутатора 1 (если первое значение фазового сдвига было положительно, то сигнал U> с шины 13 продолжает поступать на вход фаэовращателя 2 а сигнал U> с шины !4 — на первые входы

1дискриминатора 3 опережения и формироватс859952 6 иах дискриминатора 3 опережения. Элементы 8 и 9 оказываются подготовленными к открытию.

Эти элементы открывает высокий уровень со второго выхода блока 5 управления, который появляется вслед за установлением на третьем выходе блока 5 управления. Через открьпые элементы 8 и 9 импульсы эталонного генератора 6 поступают на входы индикаторов 11 и 12, В индикаторе 12 они суммиру;отея с уже

10 зафиксированными в этом индикаторе имлульсами, а в индикаторе 11 они вычитаются из зафиксированного там числа.

Как только зафиксированное число в индикаторе 11 уменьшится до нуля, на его выходе появляется низкий уровень, который устанавливает низкий уровень на втором и третьем выходах блока 5 управления. Следовательно, элементы 8 и 9 оказываются закрытыми и по.ступление импульсов в индикаторы прекраща20 ется. В результате в индикаторе 12 будет зафиксировано и проиндицировано число, рваное сумме, полученных в процессе измерения показаний индикаторов 11 и 12.

Предлагаемый фазометр мгновенных значений

25 обеспечивает измерение ширины диапазона изменения переменной составляющей фазового сдвига и автоматизацию этого измерения. ля 4, в противном случае сигнал 01 после окончания первого импульса будет поступать на первые входы дискриминатор 3 опережения и формирователя 4, а сигнал U будет поступать на вход фазовращателя 2). Одновременно с появлением низкого потенциала на первом выходе блока 5 управления на втором его выходе появляется высокий уровень, который подготавливает к открытию элементы 8 и 9.

В то же время с выхода индикатора 10 сигнал поступает на второй вход фазовращателя 2 который вносит фазовый сдвиг и тем самым компенсирует до нуля первое мгновенное значение фазового сдвига.

В момент появления второго и последующего импульсов на выходе формирователя 4 дис криминатор 3 опережения будет открывать эле мент 8, либо элемент 9 в зависимости от зна. ка фазового сдвига. В соответствии с этим заполняется либо индикатор 11, либо индикатор

12. При этом в индикаторе 11 фиксируется и индицируется максимальное отклонение фазового сдвига от своего первого значения в сторону увеличения, а в индикаторе 12 — максимальное отклонение фазового сдвига от своего первого значения в сторону уменьшения.

По окончании времени измерения на втором выходе блока 5 управления появляется низкий уровень, который закрывает элементы 8 и 9.

В индикаторах 11 и 12 фиксируются и инди- 30 цируются максимальные отклонения фазового сдвига от первого значения в сторону увеличения и в сторону уменьшения, что соответствует двум слагаемым ширины диапазона измене. иия переменной составляющей фазового сдвига. М

Таким образом, считывание с индикаторов двух слагаемых обеспечивает измерение ширины диапазона изменения переменной составляющей фазового сдвига, 40

Для автоматизации измерения в предлагаемом фазометре первый дополнительный иццнкатор значений 11 может быть выполнен реверсивным и его выход соединен со вторым входом блока 5 управления, у которото третий выход подключен к управляющему входу первого дополнительного индикатора значений, третьему входу формирователя 4 и третьему входу дискриминатора 3 опережения.

Перед началом работы фазометра первый дополнительный индикатор 11 установлен в режим суммирования. Дальнейшая работа фаэометра строго соответствует изложенной ранее.

По окончании времени измерения на третьем выходе блока 5 управления появляется вы- ча сокий уровень, который переводит индикатор

ll иэ режима суммирования в режим вычита1 ния и устанавливает высокий уровень на выходе формирователя 4, а также на обоих выхоФормула изобретения

1. Цифровой фазометр мгновенных значений, содержащий эталонный генератор, выход которого подключен к первому входу основного элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя и первым входом блока управления, а выход основного элемента И подключен ко входу основного индикатора значений,отличающий ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены два индикатора значений, два элемента И, дискриминатор опережения, фаэоврашатель и коммутатор, первый вход которого подключен к первому входу первого дополнительного элемента И и к первому выходу дискриминатора опережения, второй выход которого соединен с первым входом второго дополнительного элемента И, первый и второй входы формирователя соответственно подключены к первому и второму входам дискриминатора опережения и к первым выходам коммутатора и фаэоврашателя, первый вход которого соединен со вто-, рым выходом коммутатора, а второй вход соединен с выходом основного индикатора значений, причем второй вход коммутатора подключен к третьему входу основного элемента И и к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен со вторыми входами

859952

Составитель О. Ханджян

Редактор М. Лысогорова Техред A. Ач Корректор Л. Иван

Заказ 7540/68 . Тираж 732 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

И3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная; 4 дополнительных элементов И, третьи входы которых объединены и подключены к выходу эталонного генератора, а четвертые нх входы также объединены и подключень1 к выходу формирователя, выходы дополнительных злемен- s тов И соответственно подключены ко входам дополнительных индикаторов значений.

2, Фазометр по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что первый дополнительный индикатор значений выполнен реверсивным, у кото.

8 рого выход соединен со вторым входом блока управления, третий выход которого подключен к управляющему входу первого дополнительного индикатора значений, а также к третьему входу формирователя.и третьему входу дискриминатора опережения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 600472, кл. G 01 и 25/00, 1977.