Цифровой следящий фазометр
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< >989491
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к ввт. свид-ву
{22) Заявлено 17,05.78 (2) ) 2017932/18-21 с присоединением заявки №
{23) П р нори тет
Опубликовано 15.01.83. Бюллетень № 2 (5l)Nt. Кл.
G 01 Я 25/08 (всяирстэвлхьй квмлтэт
СССР
N делам лзебретеккй и етхрмтий (53) УДК621.. .317.77 (088.8) Дата опубликования описания 15.01.83 (?2) Автор изобретения В П Майко
Х т
Геленджикское отделение Научно-у сследоватейьокоро. -, " института морской геофизики с;
\ (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОМЕТР
1 Изобретение относится к радиотехническим измерениям и предназначено для применения в устройствах, измерякицих разность фаз двух сигналов, в частности, в фазовых радиогеодезических и радионавигационных системах.
Йзвестен цифровой фазометр, содержа ший формирователи импульсов длительностью, равной расстоянию между момен-. тами одновременного перехода через нуль 1в опорного и измеряемого сигналов, гене:ратор счетных импульсов, счетчик-делитель, который дает показание значений разности фаз в некоторой системе единиц 1) .
Недостатком данного устройства является низкая помехозашишенность H невозможность подсчета пблных углов.
Известен также цифровой фаеометр, содержаший усилители-ограничители, сое- 20 диненные по выходам через последовательно включенные формирователи, триггер, ключ с измерительным счетчиком, генератор счетных импульсов, подключен-.
2 ный к формирователю импульсных последовательностей, выходы которого подклю чены соответственно к вторым входам формирователей и ключа, реверсивный счетчик полных углов, коммутатор, измерительный реверсивный счетчик, устройство сравнения весов кода, линию задержки, второй ключ и второй триггер, причем импульсные выходы устройства сравнения кодов через коммутатор, подключенный к соответствуюшим информационным выходам измерительного реверсивного счетчика, подключены к импульсным входам указанного счетчика, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика полных углов, выход второго ключа, с:оединенный через линию задерж ки с одним из входов второго триггера, и выходы измерительного счетчика подключены к соответствуюшим входам устройства сравнения весов кода, выход которого соединен также с коммутатором, другой вход второго триггера соединен с одним из входов измерительного счетчт 91 4 формируются короткие импульсы, соотг» ветствующие переходу сигнала через "0 в положительном направлении. На выходе генератора 1 формируются счетные импульсы. Истинная разность фаз равна 1, дополнение до разности фаэ равно l4 — - 1
Импульс формирователя 3 открывает ключ 6, записывает в счетчике 10 содержимое реверсивного счетчика 11 и одновременно переключает триггер 4, который открывает ключ 5, разрешая прохождение счетных импульсов генератора, 1 на счетчик 10. Счетчик 10 подсчитывает счетные импульсы до состояния переполнения. Импульс переполнения переключает триггер 4, запрещая таким образом поступление счетных импульсов на счетчик 10, и одновременно через ключ 7, либо ключ 8 поступает на реверсивный счетчик 11, изменяя его состоя1ние.
Предположим, что значение реверсив, ного счетчика l l — К вЂ” больше значения измеряемой разности фаз t.. Импульс формирователя 3 устанавливает в счетчике
10 значение реверсивного счетчика 11 (К) и одновременно переключает триггер
4, который открывает ключ 5, разрешая таким образом поступление счетных импульсов генератора 1 на счетчик 10.
Счетчик подсчитает (N -К) импульсов и формирует импульсы переполнения, которые переключат триггер 4 запрещая поступление счетных импульсов, и через ключ 8 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 11, изменяя его состояние в сторону уменьшения. Ключ 8 на время формирования импульса переполнения счетчика 10 открыт положительной полуволной, сформированной на выходе инвертора 9. На выходе ключа
8 за каждый период измеряемых сигналов формируются импульсы, поступающие на вычитаюший вход реверсивного счет чика ll до достижения равенства К *=;Ф.
Предположим, что значение реверсивного счетчика 11 (К) меньше значения измеряемой разности фаз 1 . Импульс формирователя 3 устанавливает в счетчике
10 значение реверсивного счетчика 11(К) и одновременно переключает триггер 4, который откроет ключ 5, разрешая таким образом поступление счетных импульсов генератора 1 на счетчик 10. Счетчик подсчитывает (М - К ) импульсов и формирует импульс переполнения, который переключает триггер 4, запрещая поступление счетных импульсов, и через ключ
7 поступает на суммирующий вход ревер-
3 йй04 ка, а выход этого триггера подключен к одному иэ входов второго ключа j 2 ) .
Недостатком известного фаэометра является аппаратурная сложность, заключающаяся в необходщлости введения коммутатора, работой которого управляют сложные дешифраторы, реверсивного и прямоотсчетного счетчика, Устройство сравнения весов кода — также сложный аппаратурный узел. 10
Uemь изобретения - создание фазометра, отличающегося аппаратурной простотой и за счет этого повышенной надежностью в работе.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий генератор счетных импульсов, первый и второй формирователи, последовательно соединенные первый и второй реверсивные счетчики, последовательно соединенные триггер, первый ключ и счетчик, причем второй вход первого ключа подключен к выходу генератора счетчика импульсов, а выход второго формирователяМ к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу счетчика, введены инвертор, второй, третий и чеч вертый ключи, при атом второй ключ подключен двумя входами к выходу второго формирователя и первого реверсивного счетчика, соединенного по выходу с установочным входом счетчика, выход которого, в свою очередь, подключен к входам первого реверсивного счетчика через третий и четвертый ключи, вторые входы которых соединены с выходом пер35 вого формирователя непосредственно и через инвертор.
На чертеже представлена схема штфрово-: го следящего фазометра. цифровой следя4О щий фаз ометр содержит генератор счетных импульсов 1, первый и второй формирователи входных сигналов
2 и 3, триггер 4, первый, второй, третий и четвертый ключи 5-8, инвертор 9, счетчик 10 емкостью И, где М- основа45 ние системы единиц измерения (при измерении в градусах N = 360О, при измерении в сантиинклах 1× = 100); первый и второй реверсивные счетчики 11 и 12. Емкость счетчика 11 равна N.
Цифровой следящий фазометр работает следующим образом.
При наличии входных подлежащих измерению сигналов на входах формирователей 2 и 3 присутствуют синусоидальные 55 сигналы. На выходах формирователя 2 и инвертора 9 формируются прямоугольные сигналы. На выходе формирователя 3
5 МЙ4
Вивного счетчика, изменяя его состояние в сторону увеличения. Ключ 7 на время формирования импульса переполнения счетчика 10 открыт положительной полуволиой, сформированной на выходе формирователя 2. На выходе ключа 7 за каждый период измеряемых сигналов формируются импульсы, поступающие на суммирующий вход реверсивного счетчика
ll до достижения равенства К * Г . 30
При равенстве значений К *= 1 импуль- сы переполнения на выходе счетчика 10 не фопмируются и содержимое реверсивного счетчика 11 остается без изменений.
Таким образом, устройство обеспечивает слежение за изменяемой разностью фаз со скоростью, обусловленной частотой измеряемых сигналов. Слежение за изменяемой разностью фаз ведется по наикратчайшему пути.
Предположим, что истинное значение
Э ,разности фаз г находится в пределах О < т < 0,25, дополнение до разности фаз 0,75 C 1- r < 1, значение реверсивного счетчика 11 в пределах 0,75 Й <
< К < М . Импульс формирователя Э записывает в счетчике 10 значение реверсивного счетчика 11 (К). Счетчик 10
;подсчитывает до переполнения (й -К) импульсов, где (й -К) <0,25 N .
Время формирования импульса переполнения счетчика 10 приходится на по-; ложительную полуволну сигнала формирователя 2. Импульсы переполнения оступают через ключ 7 на суммирующий вход реверсивного счетчика 1 1, увеличивая
35 его значение до значения разности фаз и, проходя через Ч * О, формируют импульс переполнения, регистрируемый реверсивным счетчиком 12.
Если истинное значение разности фаэ
r в пределах 0,75 < O < 1, дополнение до разности фаз соответственно 0 < l— г < 0,25, а значение реверсивного счетчика 11 (К) в пределах O(К < 0,25 N, —.,4S тогда значения реверсивного счетчика
С ». 6 .изменяются в сторону уменьшения значений, и при переходе через И «О фор» мируется импульс переполнения, регистр рируемый реверсивным счетчиком 12.
Таким образом, предлагаемое схемное ! решение позволяет обеспечить снижение за изменяемой разностью фаз по крат чайшему пути с возможностью измерения целых фазовых циклов при повышенной надежности его работы.
Формула изобретения цифровой следящий фазометр, содер» жащий генератор счетных импульсов, перЮ вый и второй формирователи, последовательно соединенные первый и второй,реверсивные счетчики, последовательно соединенные триггер, первый ключ и счеч чик, причем второй вход первого ключа подключен к выходу. генератора счетных импульсов, а выход второго формирователя» к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу счетчика, отличающийсятем,что, с келью повышения надежности, в него введены инвертор, второй, третий и четвертый ключи, при этом второй ключ под» ключен двумя входами к выходу второго формирователя и первого реверсивного счетчика, соединенного по выходу с уста новочным входом счетчика, выход которого, в свою очередь, подключен к вхо дам первого реверсивного счетчика че- . рез третий и четвертый ключи, вторйе входы которых соединены с выходом
;первого формирователя непосредственно и через инвертор.
Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе
1. Швепкий Б. И. Электронные изме» рительные приборы с цифровым отсчетом.
Киев, Техника", 1970, с. 210-212.
2. Авторское свидетельство СССР
l4 57654;7, za. 6, Ol и 25/00, 1972.
Составитель А. Старостина
Редактор К. Волсяцук Техред Л. Пекарь Корректор М. Коста
Заказ 11119/65 Тираж 708 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по деж м изобретений и открытий
113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектняя, 4
