Цифровой измеритель сдвига фаз

 

Союз Советскнк

Соцналнстнчесмнк

Рвснубпнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02. 01. 80 (21) 2864670/18-21 (5 I)M с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

G 01 R 25/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.0981.Бюллетень Н9 36

Дата опубликования описания 300%81 (53) УДК 621. 317. .77(088.8) (72) Автор изобретения

М.К. Чмых (71) Заявитель

Красноярский политехнический институт (54 ) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СДВИГА ФАЗ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения сдвига фаз с повышенной точностью и помехоустойчивостью.

Известен компенсационный фазометр, содержащий смесители, делитель частоты, генератор, фазовый дискриминатор, элементы совпадения, индикатор (Ц

Однако данный фазометр характеризуется узким диапазоном частот и низкой помехоустойчивостью по отношению к сосредоточенным по спектру помехам.

Известен также цифровой измеритель сдвига фаз, содержащий формирующий блок, вырабатывающий импульсы с длительностью, пропорциональной сдвигу фаз, блоки совпадения, генератор, блок управления, дешифратор, элемент И, блок извлечения квадратного корня и счетчик. Данное устройство благодаря весовой обра,ботке обеспечивает повышение помехоустойчивости (23 .

Недостатком этого фазоиэмерителя является сложность реализации требуемых весовых функциЯ, так как их формирование происходит при помощи ряда преобразований, выполняемых на аналоговых узлах (ЦАП, извлечение корня, модуляция частоты генератора импульсов). В частности, формирование требуемой весовой функции ограничено коэффициентом перекрытия генератора счетных импульсов по частоте. Генератор должен обеспечить линейное изменение частоты от нуля до некоторого максимального значения.

Отклонение весовой функции от требуемой приводит к значительному увеличению погрешности при воздействии сосредоточенных по спектру помех.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости измерения.

Укаэанная цель достигается тем, что в цифровой измеритель сдвига фаэ, содержащий последовательно со20 единенные блок формирования, блок совпадения и счетчик импульсов, генератор импульсов, блок управления, введены блок перемножения, сумматор, реверсивный счетчик и блок преобразования кодов, причем выход счетчика импульсов через блок перемножения соединен со входом сумматора, входы реверсивного счетчика — с выходами блока формирования и блока

ЗО управления, а выход — co входом бло868625 ка преобразования кодов, выход которого соединен со вторым входом блока перемножения, вход блока управления соединен с выходом блока формирования, а,выходы — с управляющими входами счетчика импульсов, блока перемножения и сумматора соответ.ственно.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит формирующий блок 1, состоящий из формирователей

2 и 3 и логического блока 4, последовательно соединенные блок 5 совпадения, счетчик 6 импульсов, блок 7 перемножения, сумматор 8, а также re- (5 нератор 9 импульсов, реверсивный счетчик 10, блок 11 преобразования кодов, блок 12 управления, причем логический блок 4 входами соединен с выходами формирователей 2 и 3, гене- Щ ратор 9 импульсов соединен с блоком

5 совпадения, вход реверсивного счетчика 10 — с выходом формирователя 3, а выход — с блоком 11 преобразователя кодов, выход блока 11 преобразователя кодов соединен с блоком 7 перемножения, блок 12 управления соединен входом с формирователем 3, а выходом — со счетчиком 6 импульсов, блоком 7 перемножения и сумматором

8.

Устройство работает следующим образом.

Входные сигналы поступают на вход

Вх.1 (измеряемый сигнал)и Вх.2 (опорный сигнал) формирователей 2 и 3, формирующего блока 1, при помощи которых преобразуются в прямоугольные ограниченные импульсы. Прямоугольные импульсы с выхода формирователей подаются на логический блок 4, кото- 4О рый реализует логическую операцию

AB + AB, где A и  — импульсы на входе логического блока 4, привязанные к логическим уровням. Положительные импульсы с выхода логического блока 4, длительностью

lP

Т, где Т вЂ” период вход сигналов, г — сдвиг фаз входных сиг налов, открывают блок 5 совпадения, на который поступают также счетные импульсы от генератора 9 импульсов.

Пачки импульсов с выхода блока 5 совпадения поступают на счетчик б. Количество импульсов о ;, которое постуПает на счетчик б за 1-ый период, равф

Ц„- ч о (1) где f> — частота счетных импульсов;

Ч вЂ” сдвиг фаз между измеряемым ЬО и опорным сигналами в i-oì периоде (имеется ввиду общий случай, когда фазовый сдвиг флуктуирует за счет воздействия помехи). 65

К

Мч= Е TlL(.Є-, I (2). где К вЂ” число периодов входного сигнала эа время измерения.

Подставляя в формулу (2) п .из формулы (1), получим

Ч Tfg

При постоянном фазовом сдвиге за время измерения Ч„ = Чд выражение (3) можно записать из выражения (4) можно получить выражение для

Т1073 Р1 (5).

1=1

Таким образом, измеряемый фазовый сдвиг однозначно связан с числом и, накопленным сумматором 8. Обеспечение отсчета фазового сдвига Мо в десятичной системе исчисления легко выполняется путем выбора параметра к

Т1гг Я P„= О,. 5x10 . В этом случае

1=1

Vp = 360 10 N гг.

Управление сбросом счетчика 6, блоком 7 перемножения, сумматором 8, Далее код числа и;„ поступает на блок 7 перемножения, на второй вход которого поступает код числа Р;, формируемый реверсивным счетчиком

10 и блоком 11 преобразования кодов.

Реверсивный счетчик 10 подсчитывает количество периодов или групп периодов. Для этого на его вход поступа ют импульсы с формирователя 2 опорного сигнала. Реверсивный счетчик 10 до половины времени измерения работает на суммирование, а с половины времени измерения -на вычитание, чем обеспечивается симметричное изменение формируемых при помощи блока 11 преобразователя кодой 11 чисел, по ступаемых на блок 7 перемножения.

В простейшем случае преобразователь 11 кодов передает код чисел с вы— хода реверсивного счетчика 10 без изменения. В этом случае коды, поступающие на блок 7 перемножения с каждым периодом (или группой периодов), изменяются на единицу, сначала увеличиваясь до середины времени измерения, а затем уменьшаясь. .В блоке 7 перемножения величины пЧ„. и Р;перемножаются и результат перемножения передается на вход сумматора 8,где он суммируется с числом, накопленным сумматором в предыдущих периодах. Общее количество импульсов, которое накопляется в сумматоре 8 за время измерения, равно

868625

Формула изобретения

Составитель Н.Агеева

Редактор H.Âåýðîäíàÿ Техред,С. Мигунова Корректор М.Пожо

Заказ 8316/64 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 а также режимом работы реверсивного счетчика 10 производится блоком 12 управления.

Все блоки данного устройства реализуются на цифровых микросхемах, что является для настоящего этапа развития радиоэлектроники важным фактором, так как упрощает иэделие и делает его более технологичным.

Таким образом, технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в повышении помехоустойчивости по отношению к сосредоточенным по спектру помехам, а также в упрощении аппаратуры, связанной с максимальным. использованием цифровой микроэлектронной базы.

Цифровой измеритель сдвига фаз, содержащий последовательно соединенные блок формирования, блок совпадения и счетчик импульсов, генератор импульсов, блок управления, о т л ич.а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены блок перемножения, сумматор, реверсивный счетчик и блок преобразования кодов, причем выход счетчика импульсов через блок перемножения соединен со входом сумматора, входы реверсивного счетчика соединены с выходами блока формирования и блока управления, а выход - co входом блока преобразования кодов, выход кбторого соединен со вторым входом блока перемножения, вход блока управления соединен с выходом блока формирования, а выходы — с управляющими входа15 ми счетчика импульсов, блока перемножения и сумматора соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

Р 245914, кл.G 01 R 25/08, 30.12.67.

2. Авторское свидетельство СССР

9 192932, кл.G 01 R 25/08, 30.06.65.