Цифровой следящий фазометр

 

(72) Автор изобретения

В.ll.Èàéêî

/.

Геленджикское отделение На чйо-:мссдедавзтел ого института морской геофизиКи с (7I) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОИЕТР

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

Известен цифровой фазометр для измерения мгновенного значения сдвига фаэ, содержащий формирователи управляющих импульсов иэ входных сигналов, электронные ключи, генератор образцовой частоты, реверсивный счетчик импульсов, блок управления, триггер, схему совпадения, де-. литель частоты на 360, регистрирующий цифровой счетчик импульсов.

Работа цифрового фазометра основана на измерении промежутка времени между соседними переходами через нуль. двух исследуемых напряжений в пределах одного периода, сдвиг фаз между которыми должен быть измерен с по2 следующим умножением этого промежутка в 360 раз (1 7, Недостатком схемы является боль" шое время измерения, составляющее

360 периодов исследуемого напряже5 ния, невозможность измерения полных углов.

Известен также цифровой фаэометр, содержащий формирователи импульсов длительностью, равной расстоянию между моментами одновременного перехода через нуль опорного и измеряемого сигналов, генератор счетных импульсов, счетчик-делитель, который дает показания значений разности фаз в некоторой системе единиц, ключи, триггер и последовательно соединенные два реверсивных счетчика 1.2 ), Недостатком известного устрой2î ства является большое время изме" рения.

Цель изобретения - создание быстродействующего следящего фазометра, позволяющего осуществлять сле3 9894 жение за измеряемой разностью фаз по кратчайшему пути с возможностью измерения целых фазовых циклов.

Поставленная цель достигается тем, что в известный фазометр, 3 содержащий входные формирователи, генератор счетных импульсов, первый ключ, последовательно соединенный со счетчиком, второй ключ, подключенный одним из входоВ к триггеру, и 10 два последовательно соединенных реверсивных счетчика, введены третий, четвертый, пятый и шестой ключи, де- . шифратор, третий реверсивный счетчик, установочный вход которого че" 1ь рез пятый ключ подключен к информационному выходу счетчика и к входу дешифратора, а импульсные входык выходам второго и .шестого ключей и к импульсным входам первого ревер- 20 сивного счетчика, информационный выход которого соединен с установочным входом счетчика1 второй триггер, выход которого подсоединен к одному иэ входов шестого ключа, вторые вхо- ды второго и шестого ключей подключены к генератору счетчика импульсов, связанному также со счетным входом счетчика, а входы первого и второго триггеров подключены к выходу третьего реверсивного счетчика, а также к выходам третьего и пятого ключей соответственно, при этом первые входы третьего, четвертого и шестого ключей соединены с выходом второго входного формирователя, вторые входы тре35 тьега и четвертого ключей - с выходами дешифратора, а второй вход первого ключа - с выходом первого входного формирователя.

На чертеже представлена структурная схема цифрового следящего фазометра.

Цифровой следящий фазометр содержит первый и второй входные формирователи 1 и 2, генератор 3 счетных

4S импульсов, счетчик 4, ключи 5"10, дешифратор 11, триггеры 12 и 13, первый, второй и третий реверсивные счетчики 14-16, Цифровой следящий фазометр работает следующим образом, При наличии входных, подлежащих измерению, сигналов импульс формирователя 1 открывает ключ 5, устанавливая в счетчике 4 значения К реверсивного счетчика .14, после чего счет" чик 4 подсчитывает количество импульсов г генератора 3, соответствующее

0 4 дополнению до разности фаз. На время формирования импульса формирователя

2 в счетчике 4 записано значение

n=k+r. Дешифратор 16 в зависимости от состояния и счетчика 4 формирует разрешающий потенциал на входе ключа

7 при значениях n < 0,5 N либо на входе ключа 8 при значениях и > 0,5 N ..

Импульс формирователя 2 открывает ключ 7 или ключ 8 и ключ 9, В реверсивном счетчике 16 устанавливается знаю чение и, одновременно импульс с ключа

7 либо с ключа 8 открывает триггеры

12 или 13, разрешая поступление импульсов генератора 3 через ключ 6 ИЛИ ключ 10 на соответствующие входы реверсивного счетчика 16 и реверсивного счетчика 14 до тех пор, пока состояние реверсивного счетчика 16 не примет нулевые значения. Импульс, соответствующий нулевому состоянию реверсивного счетчика 16, переключает триггеры,12 и 13, запретив таким образом дальнейшее поступление импульсов генератора 3 через ключи 6 или 10 на соответствующие входы ре-. с версивных счетчиков 14 и 16, Таким образом, за каждый измеряемый период значения К реверсивного счетчика 14 изменяются в сторону . уменьшения разбаланса, сводя к нулю разбаланс между истинным значением разности фаз и показанием реверсивного счетчика 14, В случае, если значение разности фаз соответствует значению К реверсивного счетчика 14 на время прихода импульса формирователя

2, значение и счетчика 4 K+r--И О и в реверсивном счетчике 16 установится нулевое состояние, запрещающее поступление импульсов через ключи 6 и 10 на соответствующие входы реверсивных счетчиков 14 и 16, Рассмотрим логику переключения ключей 6 и. 10. Предлоложим, что значение

К реверсивного счетчика 14 больше нежели значения измеряемой разности фаз, .тогда значение К+г счетчика 4 на время прихода импульса формирователя 2 равно и, где и (Ю,5 й, Де- шифратор 11 формирует потенциал, отпирающий ключ 7, который пропускает импульс формирователя 2, отрывающий триггер 12, который, в свою" очередь, отпирает ключ 6, разрешая поступление импульсов генератора 3 на вычитающий вход реверсивных счетчиков 16 и 14 до тех пор, пока состояние Реверсивного счетчика 16 не примет нулевых

Формула изобретения свидетельство СССР

01 R 25/001 l967. свидетельство СССР °

01 R 25/00, 1976

1. Авторское

1! 270065, кл. 6

2, Авторское

ll 576547, кл. G (прототип).

9894

1значений. Количество импульсов генератора 3, поступивших на суммирующие входы реверсивных счетчиков 16 и 14, соответствует величине раэбаланса между предшествующим состоянием К ревер- 5 сивного счетчика 14 и истинным значением разности фаэ, Таким образом, предложенное устройство обеспечивает слежение эа измеряемой разностью фаз и эа время од- tO ного периода позволяет свести к нулю величину разбаланса между отсчетом

; к истинным значениям разности фаз.

Слежение за измеряемой разностью фаз ведется по наикратчайшему пути. 15

Предположим, истинное значение раэ" ности -Фаз, а находится в пределах

0 < а < 0,25, дополнение до разности фаэ 0,75 < 1-а < 1, значение К реверсив- в ного счетчика 14 находятсв в пределах

0 75 тогда значение k+r счетчика 4 на время прихода импульсов формирователя 2 равно n, где и > 0,5 N. Дешифратор ll при значениях счетчика 4 и > у5

> 0,5 и формирует потенциал, отпирающий ключ 8, который пропускает импульс формирователя 2, отпирающий триггерно-ключевую схему 13-10, пропускающую импульсы генератора 3 на суммирующий вход реверсивных счетчиков 16 и 14, Значения реверсивного счетчика 14 увеличиваются до значения разности фаз и при переходе через йО .формируется импульс переполне35 ния, регистрируемый реверсивным счетчиком 15.

Если истинное значение разности фаз а находится в пределах 0.75< а<1.4,0 дополнение до разности фаз следова- тельно 0 С 1-а < 0,25, значение реверсивного счетчика 14 К находится .в пределах 0 < К < 0,25 й, тогда значение

K-r счетчика 4 на время прихода им45 пульса формирователя 2 равно и, где п < 0,5 й, Дешифратор 1 при значениях счетчика 4 и < 0,5 и формирует потенциал, отпирающий ключ 7, который пропускает импульс формирователя 2, 50 отпирающий триггерно-ключевую схему

12-6, пропускающую импульсы генера» тора 3 на вычитающие входы реверсивным счетчиков 16 и 14. Значение реверсивного счетчика 14 уменьшается до значения разности фаз и при переходе через и 0 формируется импульс переполнения, регистрируемый peiepсивным счетчиком 15.

90 6

Таким образом, предложенное схемное решение цифрового следящего фаэометра обеспечивает высокое быстродействие и осуществляет сложение эа. изменяющейся разностью фаз по наикрат- . чайшему пути, позволяя: подсчитать полные углы .(целые фазовые циклы), Цифровой следящий фаэометр, содержащий входные формирователи, t"енератор счетных импульсов, первый ключ, последовательно соединенные со счетчиком, второй ключ, подключенный одним иэ входов к триггеру, и два последовательно соединенных реверсивных счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродей,ствия слежения за измеряемой разно.стью фаз, он снабжен третьим, четвертым, пятым и шестым ключами, дешифратором, третьим реверсивным счетчиком, установочный вход которого через пятый ключ подключен к информационному выходу счетчика и и входу дешифратора, а импульсные входы - к выходам второ-, го и шестого ключей.и к импульсным входам первого реверсивного счетчика, информационный выход которого соединен с установочным входом счетчика, снабжен также вторым триггером, выход которого подсоединен к одному из входов шестого ключа, причем вторые вхо" ды второго и шестого ключей подключены к генератору счетных импульсов, сеязанному также со счетным входом счетчика, а входы первого и второго триггеров подключены к выходу третьего реверсивного счетчика, а также к выходам третьего и пятого ключей со-. ответственно, ltd этом первые входы третьего, четвертого и пятого ключей соединены с выходом второго входного

Формирователя, вторые входы третьего и четвертого ключей - с выходами дешифратора,;а второй вход первого клю" ча - с выходом первого входного формирователя, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Составитель А.Старостина

Редактор К.Волощук Техред Л.Пекарь Корректор М.Коста аказ 11119/65 ираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открцтий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб,, д. 4/5 лиал П атент, r, жгород, yll. роектная,