Цифровой фазометр

 

Саеоз Советскик

Социвлистичесиик

Ресиублнн

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 01.04.77 (2t) 2467825/18-21

6 01 R 25/08 с присоединением заявки М(23)прнорнтетГвсуаарствеякы» кемятвт

СССР во мяам изевретеввя и вткрытнй

Опубликовано 15. 01. 83 ° Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 15.01.83 (53) УДК621. З17. .77(088.8) ::Э., S

В. П, Иайко (/

С

Геленджикское отделение Научно-йс вл дов тельскЬгоу,- института морской геофизики

Р (72) Автор изобретения (7I) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и предназначено для применения в устройствах, измеряющих разность фаэ двух сигналов, в частности в фазовых радиогеодезических и радионавигационных системах.

Известен цифррвой Фазометр, содержащий генератор квантующих импульсов, формирующие устройства, триггер, схемы совпадения, делитель частоты, счетчик импульсов, реверсивный счетчик, блок управления. В этом Фазометре в качестве квантующих используются импульсы, сформированные из исследуемого напряжения 1 g.

Однако данный фазометр характеризуется недостаточной точностью измерения.

Известен также цифровой Фаэометр, содержащий два входных формирующих щ устройства, выходы которых через со" ответствующие два ключа связаны с входами логической схемы ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор счетных

2 импульсов, подключенный к вторым входам указанных ключей, два делителясчетчика, один из которых - с переменным коэффициентом деления, В фазометре обеспечивается следящий режим работы в широком диапазоне час тот Г2 $

Недостатком его является низкая помехозащищенность при реальных радиоизмерениях.

В реальных радиотехнических устройствах на выходе приемных устройств сигналы, параметры которых подлежат измерению, представлены смесью сигнала и шума, первая гармоника сигнала выделяется узкополосными фильтрами. Для последующих цифровых измерений и обработки сигналов необходимо представить сигнал в прямоугольной форме, для чего применяются усилители-ограничители с большим динамическим диапазоном, усиливающие как полезный сигнал, так и остаточный сигнал помехи и шума до порога огра3 989 пульсов, причем выходы введенных счет.чиков подсоединены к входам триггера разности фаз. ничения. В результате при реальных радиоизмерениях передний и задний фронты сигналов, преобразованных из синусоидальной формы в прямоугольную посредством усилителя-ограничителя, в большей или меньшей степени всегда подвержены флюктуациям, что накладывает дополнительные требования на помехозащищенность измерителей параметров сигналов, Цель изобретения - повышение поиехозащищенности фазовых измерений.

Указанная цель достигается тем, что цифровой фазометр, содержащий два входных формирователя сигналов, генератор счетных импульсов, выход которого подключен через первый ключ к счетчику«делителю с переменным коэффициентом деления и через второй ключ - к счетчику-делителю с коэффициентом деления, равным полной емкости реверсивного счетчика, соединенного двумя входами со счетчиками-делителями, а выходами - со счетчикомделителем с переменным коэффициентом деления и с вторыч входом второго ключа, при этом, второй вход первого ключа соединен с триггером разности фаз, снабжен двумя логическими элементами И и двумя счетчиками, подключенными к входным формирователям сигналов по одному из входов непосредственно, а по другому - через логичес: кие элементы И, вторые входы которых соединены с генератором счетных имНа чертеже изображен цифровой фазометр.

Он содержит входные формирователи сигналов 1 и 2, генератор счетных импульсов 3, логические элементы 4 и 5, счетчики 6 и 7, триггер разности фаз

8, ключ 9, второй ключ 10, счетчикделитель 1! с коэффициентом деления, равным полной емкости реверсивного счетчика, счетчик-делитель 12 с переменным коэффициентом деления, реверсивный счетчик 13, Устройство работает следующим образом.

При наличии входных подлежащих измерению сигналов на вход формирователей и 2, состоящих из узкополосных фильтров и усилителей ограничитепей, подае rcR смесь сигналапомехи и шума, на выходе фильтров

489 4 выделяется основная гармоника измеряемых сигналов и близкие по частоте составляющие помехи и шума, на выходе усилителя-ограничителя формируется прямоугольный сигнал, передний и задний фронты которого подвержены. флюктуациям, т.е. усилительограничитель формирует фронт при переходе через "0" как основной гармоники определенного сигнала, так и близких по частоте составляющих помехи и шума, выделенных узкополосными фильтрами, Прямоугольные сигналы с флюктуирующими фронтами с выхода формирователей 1 и 2 подключаются к счетчикам 6 и 7 через элементы 4 и 5. На время положительного полупериода измеряемых сигналов элементы 4 и 5 пропускают на вход счетчиков 6 и 7 последовательность счетных импульсов генератора 3.

Емкость счетчиков 6 и 7 выбирается таким образом, чтобы время полного пересчета счетных импульсов генератора 3 было больше времени возможных флюктуаций фронтов, и в то же время за один исследуемый поло- жительный полупериод формирует им1 пульс переполнения счетчиков 6 и 7 только один раз. Каждый отрицательный сброс прямоугольного сигнала, сформированного формирователями 1 и 2, обнуляет счетчик 6 и 7, не позволяя досчитать до значения К,и только после последнего сформированного

35 переднего фронта разрешается устойчивый подсчет К счетных импульсов генератора 3, после чего импульсы переполнения счетчиков 6 и 7 переключают триггер разности фаз 8. Сформированный триггером 8 импульс разности фаз однозначно не подвержен флюктуациям фронтов, открывает ключ

9, пропуская на вход делителя с пе45 ременным коэффициентом деления 12 счетные импульсы генератора 3. Количество импульсов за время t на вычитающем входе реверсивного счетчика

13 равно f> t/й, а на суммирующем входе a -f

n — - содержимое реверсивного счетчика 13. Когда п/N =а, на оба входа реверсивного счетчика 13 поступает одинаковое количество импульсов, так что его содержимое. не измен ется и дает отсчет разности Фаз в выбран5 9894 ной системе единиц пай, Если и > аИ; то за время t на суммирующий вход реверсивного счетчика 13 поступает меньше импульсов, чем на вычитающий, и его содержимое уменьшается. При .и а aN s на суммирующий вход счетчика 13 эа время t подается больше импульсов, и его содержимое возрастает. Таким образом, содержимое реверсивного счетчика 13 всегда дает значение раз- в ности фаз в заданной системе единиц.

В крайних режимах цифровой фазометр работает следующим образом. Если N-1 (aN С М, а пН-1, то на суммирующий вход реверсивного счетчика

13 поступает больше импульсов и его содержимое возрастает до пй (т.е. равно 0 ). Тогда на вычитающий вход реверсивного счетчика 13 поступает больше импульсов и его содержимое 20 уменьшается до М-1 и т.д. 8 этом случае наблюдается состояние равновесия - показания счетчика 13 колеблются между N-1 и N. -Если Ofa4118, то на суммирующий вход реверсивного счетчика 13 поступает меньше импуль" сов, чем на вычитающий, и его содержимое уменьшается до О. При этом число импульсов на суммирующем вХоде . счетчика 13 уменьшается еще более, 30 и его показания уменьшаются далее(от

N до й-1 и т.д.). В этом случае на-блюдается неустойчивость, для устранения которой введен ключ 10, запирающий прохождение счетных импульсов з на счетчик-делитель 11, когда содержимое реверсивного счетчика 13 равно единице.

Предлагаемый цифровой фазометр позволяет обеспечить помехозащищен- аф ность реальных фазовых радиоизмерений. формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий два входных формирователя сигналов, генератор счетных импульсов, выход которого подключен через первый ключ к счетчику-делителю с переменным коэффициентом деления и через второй ключк счетчику-делителю с коэффициентам деления, равным полной емкости реверсивного счетчика, соединенного двумя входами со счетчиками-дели- телями, а выходами .- с счетчиком-делителем с переменным коэффициентом деления и с вторым входом второго ключа, при этом, второй вход первого ключа соединен с триггером разности фаэ, о т л и ч а ю щ .и и с я тем, ;что,с целью повышения помехозащищен,.ности фазовых измерений, он снабжен двумя логическими элементами И и двумя счетчиками, подключенными к входным формирователя сигналов по одному из входов непосредственно,. а по другому - через логические элементы. И, вторые входы которых соединены с генератором счетных импульсов, причем выходы введенных счетчиков подсоединены- к входам триггера разности фаэ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 231665, кл. G 01 R 25/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

И 470761, . а 01 а 25/08, 1975.

989489

Составитель Л. Старостина

Редактор К. Волощук Техред Jl.Ïåêàðü Корректор M. Коста

Заказ 11119/65 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4