Цифровой фазометр

(5)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ досюк, В.Г.Елисеев АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 621029, кл, 6 01 Я 25/00, 1977.Авторское свидетельство СССРФ 879495, кл, 6 01 Я 25/00, 1979.(57) Изобретение может быть использованодля измерения сдвига фаз между синусоидальными сигналами при наличии узкополосной аддитивной помехи, Цель изобретения -повышение помехоустойчивости при одновременном упрощении. Устройство содержит входные шины 1 и 2, усилители-ограничители 3 и 4, АЦП 5 фаза-код, накопительные сумматоры 6 и 7, блок 8 распознавания разрыва фазы, мультиплексор 9 и выходную шину 10, Блок 8 распознавания разрыва фазы содержит счетчик 12 и элемент 13 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Повышение помехоустойчивости достигается эа счет расширения эоны анализа в области наиболее чувствительной к шумам до+90. Упрощение устройства достигается за счет использования меньшего количества функциональных элементов. 1 э.п.ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и радионавигации дляизмерения сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами при наличии узкополосной аддитивной помехи,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при одновременном упрощении,На чертеже представлена функциональная схема фазометра.Цифровой фазометр содержит первый1 и второй 2 входы, соединенные соответственно с первым 3 и вторым 4 усилителями-ограничителями, выходы которых 15соединены с входами АЦП 5 фаза - код,выходы которого соединены с входамипервого накопительного сумматора 6 ивторого накопительного сумматора 7, блок8 распознавания разрывов фазы, выход которого соединен с входом управления мультиплексора 9, выходы которого соединеныс выходной шиной 10, а первая группа входов - с выходами первого накопительногосумматора 6, а также элемент НЕ 11, вход 25которого соединен с выходом старшего разряда АЦП 5 фаза-код, а выход - со старшимвходом второго накопительного сумматора 7,выходы которого соединены с второй группой входов мультиплексора 9, выходы двух 30старших разрядов АЦП 5 фаза - код соединены с соответствующими входами блока 8,распознавания разрывов фазы, тактовыйвход которого соединен с тактовыми входами обоих накопительных сумматоров 6 и 7 и 35входной шиной "Такт".блок 8 распознавания разрывов фазы со.держит счетчик 12, вход управления которого соединен с выходом элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, входы которого 40соединены с входами блока 8 распознаванияразрывов фазы, счетный вход счетчика 12 соединен с шиной "Такт", а выход - с входомблока 8 распознавания разрывов фазы.Цифровой фазометр работает следующим образом,В исходном состоянии накопительныесумматоры 6 и 7 и счетчик 12 обнулены иудерживаются в нулевом состоянии.После снятия сигнала "Старт/стоп измерения" п-разрядный код сдвига фаз Й 1-гоизмерения (где= 12 ) между синусоиКдальными сигналами, поступающими навходы 1 и 2, подается с выхода АЦП 5фаза - код на п-входовой накопительный 55сумматор 6 и на и входов (и+1)-.входовогонакопительного сумматора 7. При этом код сдвига фазы Й расширяется введением 2"- го (старшего) разряда подачей через элемент НЕ 11 разряда 2"кода Й на (и+1)-йвход накопительного сумматора 7.фазометр суммирует 2 кодов сдвигафаэ Й. При этом возможна ошибка оценкиистинного среднего значения измеряемойфазы д накопительным сумматором 6, еслионо принадлежит области 0+90, из-за имеющегося разрыва фазы в точке 0-360.Накопительный сумматор 7 суммирует(и+1)-разрядные коды, в которых добавление в качестве 2-го разряда инверсногол 2 -го разряда кода Й эквивалентно добавлению ЬО= 360 к каждому значению Й,принадлежащему области 0180 - 360/2",и добавлению ЬО = 0 для области значений Й 180360/2". Накопительный сумматор 7, таким образом, суммируетзначения сдвига фаз Й = Й + ЛО, принадлежащие области 180540 - 360/2". Ошибка усреднения, обусловленная разрывомфазы при переходе через точку 180-540, вэтом случае имеет место, если истинноесреднее значение О находится в пределахобласти 180 +90. Исключение на результаты накопительного сумматора 7 2" -го разряда не приводит к ошибке определенияистинного среднего значения В, так как разряду 2"+" соответствует 360,Счетчик 12 подсчитывает количествовыборок сдвига фазы Й, принадлежащихобласти 0+90. После 2" измерений старший 2 -й разряд К-разрядного счетчика12 принимает значение "1", если большеполовины значений Й находится в области Оч.90, В этом случае мультиплексор 9подключает к выходной шине 10 результатсуммирования накопительного сумматора7. Нулевое значение старшего 2 -го разряда счетчика 12 после 2 измерений свидетельствует о том, что больше половинызначений Й находится в области 180 +90.В этом случае мультиплексор 9 подключает к выходной шине результат суммирования накопительного сумматора 6.Предлагаемый фазометр имеет повышенную помехозащищенность (минимбльно допустимое отношение сигнал/шум) посравнению с известным, Минимальноеотношение сигнал/шум в предлагаемомфазометре определяется наиболее чувствительными к шумам значениями измеряемыхсдвигов фаз О, находящимися около точек90 и 270. Для них допустимый разбросзначений Й составляет +90, так как при .превышении этого разброса в область изменения значений Й войдут обе точки разрывафазы (О - 360 и 180 - 540 ), что обусловит появление ошибки в обоих накопительныхсумматорах, а значит, и на выходе устройст1679406 Формул а изобретения 1. Цифровой фазометр, содержащийпервый и второй входы, соединенные соСоставитель М, КатановаРедактор Н. Тупица Техред М.Моргентал Корректор Т; Палий Заказ 3211 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ва. В известном фазометре такими точками являются точки 45 и 315, а допустимый разброс значений 8 при этом составляет +45. Превышение этого разброса приведет к тому, что значения Й, удовлетворяющие условию ж/2ЙЗй/2, не просуммируются вторым и третьим накопительными сумматорами, что приведет к ошибке измерения.Для определения экономического эффекта от внедрения предлагаемого фазометра сравним его с базовым устройством ШПИР.461314,001, в котором реализован известный фаэометр. Рассмотрим случай, когда выход АЦП фаза - код четырехразрядный и число выборок за интервал накопления не превышает 16. Так как входные блоки, а именно усилители-ограничители и АЦП фаза - код, в базовом устройстве и в предлагаемом фазометре не различаются, то для определения экономического эффекта сравним части устройств, обрабатывающие информацию с выхода АЦП фаза - код. В базовом устройстве для обработки этой информации требуется 24 микросхемы средней степени интеграции, а в предлагаемом фазометре - десять микросхем средней степени интеграции,Таким образом, для выполнения устройства требуется значительно меньше элементов, чем в известном устройстве, т.е. предлагаемый цифровой фазометр значительно проще. ответственно с первым и вторым усилителями-ограничителями, выходы которых соединены с входами АЦП фаза - код, выходы которого соединены с входами первого на копительного сумматора, второй накопительный сумматор, блок распознавания разрывов фазы, выход которого соединен с входом управления мультиплексора, выходы которого соединены с выходной ши ной, а первая группа входов - с выходамипервого накопительного сумматора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при одновременном упрощении, в него введен элемент НЕ, 15 вход которого соединен со старшим разрядом АЦП фаза - код, а выход - со старшим входом второго накопительного сумматора, выходы которого соединены с второй группой входов мультиплексора, а осталь ные входы - с соответствующими выходами АЦП фаза - код, два старших разряда которого соединены с соответствующими входами блока распознавания разрывов фазы, тактовый вход которого соединен с так, товыми входами обоих накопительныхсумматоров и входной шиной "Такт".2, Фазометр по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что.блок распознавания разрывов фазы содержит счетчик, вход управления 30 которого соединен с выходом элементаИСКЛЮЩАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими входами блока распознавания разрывов фазы, тактовый вход которого соединен со счетным входом 35 счетчика, а выход - с входом управлениямультиплексора.