Цифровой фазометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТНЪСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик

<»>935821 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (2р)Заявлено 13.10.80 (д1) 2993645/18-21 с присоединением. заявки М (23) Приоритет (51)M. К,й.

G 01 R 25/08

Ьеудеретеапаб кемнтет

CCCP ве делен изебретекиМ н етерытне!

Опубликовано 15,06.82. Бюллетень М 22 (53) УДК 621. 317, -373(088. 8) Лата опубликования описания 15.06.82 (72) Авторы изобретения

А.А. Самусь и Г.Х. Такиди

Северо-Западный заочный политехнический институт (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОИЕТР

Изобретение относится к фазометрии и может найти применение при создании устройств для измерения сдвига фаз сигналов высокочастотного заполнения радиоимпульсов.

Известен фазометр радиоимпульсных сигналов, содержащий низкочастотный фазовый измеритель, двухканальное устройство трансформации спектра, генератор, делитель частоты, два формирователя видеоимпульсов, два счетчика и два элемента совпадения Это устройство позволяет измерять мгновенные сдвиги. Фаз между произвольными периодами заполнения радиоимпульсов (1).

Недостатком этого устройства является невозможность усредненного сдвига фаз между соответствующими периодами заполнения радиоимпульсов, что обуславливает низкую точность измерения.

Известен цифровой суммирующий фазометр, содержащий два формирователя, два триггера, пять элементов соеп дений, два инвертора, делитель ча» ты, счетчик, схему временной задержки и гейератор образцовой частоты. Этот фазометр позволяет измерять усреднен" ный сдвиг фаз 12).

Недостатком цифрового фазометра является ограниченный диапазон изме" рения разности фаз высокочастотных сигналов заполнения радиоимпульсов.

Цель изобретения - расвирение диапазона измерения сдвигов фаз.

Укаэанная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, входы которых подключены к входным сигналам фазометра, а выходы - соответ" ственно к входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходу триггера и первым входам третьего и четвертого элементов И, а выход третьего элемента.И подключен к входу счетчика, ге" нератор образцовой частоты, выход

3 9358 которого подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого подключен к входу делителя частоты, выход которого подключен к второму входу триггера, первый вход которого подключен к выходу элемента задержки, а вход последнего подключен к источнику, запускающих сигналов, введены реверсивный счетчик и умножитель частоты, причем первый вход умножи" 1ф теля частоты подключен к выходу гене" ратора образцовой частоты, выходк второму входу третьего элемента И, а вторые входы - к выходам реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого элемента

И, а второй - к выходу второго элемента И.

На фиг. 1 приведена структурная схема цифрового Фазометра; на фиг. 2временная диаграмма, поясняющая ра" боту устройства.

Цифровой фазометр содержит форми" рователи 1 и 2, элементы И 3-6, блок

7 временной задержки, триггер 8, реверсивный счетчик 9, цифровой ум" ножитель 10 частоты, счетчик 11, генератор 12 образцовой частоты, делитель 13 частоты. Выход формирователя 1 соединен с первым входом элемента И 3. Выход формирователя 2 подключен к первому входу элемента И 4.

Вход запуска фазометра подключен к блоку 7 временной задержки, а выход блока 7 - к первому входу триггера 8.

Выход триггера 8 соединен со вторыии входами элементов И 3-6. Выход первого элемента И 3 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 9. Выход второго элемента И 4

4О подключен к вычитающему входу ревер" сивного счетчика 9, выходы которого подключены ко входам управления цифрового умножителя 10 частоты. Выход генератора 12 образцовой частоты подключен к сигнальному входу цифрового умножителя f0 частоты и пер" вому входу четвертого элемента И 6.

Выход цифрового умножителя 10 часто" ты соединен с первым входом элемента

И 5, выход которого подключен к счет" В чику 11. Выход четвертого элемента

И 6 подключен к делителю 13 частоты, выход которого подключен ко второму входу триггера 8.

Фазометр работает следующим образом.

Процесс измерения начинается с приходом импульса "Запуск" (фиг. 2а), 21 4 который предшествует приходу радиоимпульсов. Этот импульс производит сброс прибора в исходное состояние.

Через определенное время, задаваемое блоком 7 временной задержки и необходимое для приведения прибора в исходное состояние, триггер 8 переключается в состояние 1", открывая элементы И 3-6. При этом импульсы с выхода генератора 12 образцовой час" тоты подаются на делитель 13 частоты, Начинается отсчет времени измерения.

Радиоимпульс, огибающая которого представлена на фиг. 2б, поступает на вход формирователя 1. Такой же радиоимпульс, но сдвинутый во време" ни, поступает на вход формирователя

2, его огибающая представлена wa

Фиг. 2в. Сигналы, между которыми необходимо определить сдвиг фаз (фиг. 2г, д), являются высокочастотным заполнением радиоимпульсов (Фиг. 2б, в). На выходе формирователей I и 2 появляются импульсы, соответствующие моменту перехода напряжений через заранее заданный уровень (Фиг. 2е, ж). Через открытые элементы И 3 и 4 две импульсные последовательности начинают поступать соответственно на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 9.

Импульсы генератора 12 образцоыой частоты, умноженные на содержание реверсивного счетчика 9 в цифровом умножителе 10 частоты, через открытый элемент И 5 по ступают на счетчик

11.

Если временной интервал между первым импульсом последовательности, изображенной на фиг. 2е, и первым импульсом последовательности, изображенной на фиг. 2ж, заполнить частотой импульсов генератора образцовой частоты (Фиг. 2з), то число этих импульсов пропорционально сдвигу фаз между первым периодом несущей частоты радиоимпульса, поступающего на вход формирователя 1 (фиг. 2г) и первым периодом несущей частоты радиоимпульса, поступающего на вход формирователя 2 (фиг. 2д).Интервал, заполненный импульсами с частотой изображенный на фиг. 2и, содержит число импульсов, пропорциональное сдвигу фаз между вторым периодом несущей частоты (фиг. 2г) и вторым периодом несущей частоты (фиг. 2д) и т.д.

Интервал (Фиг. 2м), заполненный импульсами с частотой 1, содержит

935821 число импульсов, пропорциональное сдвигу фаз между пятыми периодами.

Просуммировав площади., ограниченные кривыми, изображенными на фиг. 2з-" фиг. 2м, получим кривую, изображенную на Фиг. 2н. Число импульсов генератора образцовой частоты, ограниченное кривой (фиг. 2н), пропорционально суммарному сдвигу фаз между соответ" ствующими периодами. Если полученное 36 число импульсов разделить на число импульсов, участвующих в усреднении, получим усредненный сдвиг фаз между несущими частотами радиоимпульсов.

Частота импульсов f на выходе is умножителя 10 равна Nf+, где И - содержание реверсивного счетчика. При

М О 1:яО. Построив временную диаграмму частоты импульсов f на выходе умножителя 10 частоты, можно убедиться,щ что она полностью совпадает с полученной графически диаграммой (фиг. 2н). Деление уа число периодов, участвующих s усреднении,,осуществляется в счетчике 11. Наиболее удобно выбирать число периодов, участвующих в усреднении, кратнмм десяти, в этом случае деление осуществляется перенесением запятой.

Спустя время измерения 7„ « и /у з

Оу где О - коэффициент деления делителя

13, появляющийся на выходе делителяимпульс (фиг. 2о) возвращает триггер

8 в исходное состояние, закрывая тем са" мым элементы И 3-6. Цикл измерения заканчивается.

Общее число импульсов, подсчитанных счетчиком в течение времени измерения

И

lO

2ГХ О J где и - число периодов усреднения;

- частота высокочастотного сигнала;

Ч - фазовый сдвиг, Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий первый и второй Формирователи, входы которых подключены к входным сигналам фазометра, а выходы - соответственно к входам первого и второго элементов И, вторые входы котормх подключены к выходу триггера и первым входам третьего и четвертого элементов И, а выход третьего элемента И подключен к входу счетчика, генератор образцовой частоты, вмход которого подключен к второму входу

;четвертого элемента И, выход которо го подключен к входу делителя частоты, выход которого подключен к вто 1рому входу триггера, первый вход которого подключен к выходу элемента

:задержки, а вход последнего подключен

,к источнику запускающих сигналов, о т л и ч а е шийся тем, что, . с целью расаирения диапазона измере" ния сдвигов фаз, в него введены ре" версивный счетчик и умножитепь частоты, причем первый вход умножителя частоты подключен к вмходу генератора образцовой частоты, выход - к второму входу третьего элемента И, а вторые exode - к выходам реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого элемента

И, а второй - к выходу второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 9 534700, кл. 0 01 R 25/00, 1977.

2. Цифровые измерительные приборы.

Ермолов Р С. и др. Л., "Энергия", 1971 с. 153.