Цифровой усредняющий измеритель фазы

Союз Советскиз Социалистическиз РеспуелинЗависимое от авт. свидетельстваМ. Кл. С 01 г 25/О явлено 03.1 Х.1970 ( 1471647/18-10присоединением заявкиио ите Комитет по дела зооретений и откр при Совете Минно СССР. Кислюк Заявител БС;СОВХОЗНАЯ ФРОВОЙ УСРЕД Изобретеной техникецифровых исигналов. у.ср -где и= ритель- числом интерва ульсов в изме порных ие Т; 5 ых импульсов; астота о хх - значение 360 30 М дискретносх по модучю ь измерения И,фазы. е относится к радиоизмерительи может быть использовано в мерителях фазы периодических Известен цифровой фазометр, содержащий преобразователь принимаемого синусоидального сигнала в прямоугольное колебание, формирователь импульсов фронтов прямоугольного колебания, формирователь измерительного импульса длительностью, равной задержке импульса фронта относительного опорного импульса, генератор импульсов заполнения, формирователь точки импульсов заполнения в количестве, пропорциональном длительности измерительного импульса, формирователь измерительного интервала из и периодов повторения опорных импульсов, счетчик импульсов заполнения и усреднитель за и периодов.Известный фазометр характеризуется большой погрешностью измерения из-за случайных смещений импульсов фронтов,Цель изобретения - повышение т измерения среднего значения фазы в у искажений типа случайного смещениясов фронтов.Для этого предлагаемый фазометр снабжен коммутатором формирователя пачки импульсов заполнения и определителем разности чисЩИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗЬ ла опорных импульсов и импульсов фронтов,вход сложения которого соединен с выходомгенератора эталонных импульсов через формирователь опорных импульсов, а выход вычита 5 ния - с выходом формирователя импульсовфронтов, при этом управляющие входы коммутатора формирователя пачки импульсов заполнения подключены к выходам состоянияопределителя разности, а выходы - к входам10 записи чисел блока усреднения, соответствующих величине разности,Определитель разности числа опорных импульсов и импульсов фронтов измеряют времямежду каждым (-ым импульсом фронта при 15 нимаемого сигнала и 1-ым опорным импульсом 5 причем 5, может быть как положительным, так и отрицательным. Затем определяютсреднее значение фазы20 Гд(Од 3Для упрощения вычисления ср,р вместо сумимы Х 5; определяют равную ей величину1. - .Л (1) й, где М=т - п т, - число опор- о ных импульсов, п - число импульсов фронтов измеряемого сигнала, попавших в интервал времени 0 - 1, а время 1 принимает ряд дискретных значений, отстоящих один от другого1на величинуУ 1 На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства,Устройство содержит формирователь 1 импульсов фронтов; определитель 2 разности числа опорных импульсов и импульсов фронтов, состоящий из трехразрядного реверсивного счетчика 3, сумматора 4 по модулю 2, ячейки И 5; генератор 6 опорных импульсов, содержащий задающий генератор 7, формирователь 8 опорного сигнала, делитель 9, триггер 10 и ячейки И 11; коммутатор 12, состоящий из ячеек 13, 14 и 15 совпадения; блок 16 усреднения с разрядами (триггерами) 17, 18 и 19, содержащий ячейки ИЛИ 20 и 21, ячейки И 22, 23 и 24, и инвертор 25.Устройство работает следующим образом.Измеряемый сигнал поступает на формирователь 1 импульсов фронтов. В моменты, соответствующие нулевой фазе сигнала, на выходе формирователя выдается импульс1фронта длительностью 6=, где 1 - чаФ стота измеряемого сигнала, который поступает на вход вычитания определителя разности. На вход сложения определителя разности с генератора 6 проходят опорные импульсы длительностью б и частотой 1. Определитель разности в момент 1 вырабатывает на своем выходе сигнал Л, соответствующий разности числа поступивших на его входы опорных импульсов т и импульсов фронтов п, Так как 1-ный импульс фронта не может отставать или опережать опорный импульс более чем на два периода - , то величина Л может принимать значения только из ряда ( - 2), ( - 1), 01, 2.На чертеже показан определитель разности, выполненный на основе трехразрядпого реверсивного счетчика 3, на вход знака которого подан импульс фронта. Опорный импульс и импульс фронта через сумматор 4 по модулю 2 поступают на потенциальный вход ячейки 5 И, на импульсный вход которой с генератора эталонных импульсов подается короткий импульс заполнения с частотой У, совпадающий с серединой опорного импульса. Сумматор 4 обеспечивает нормальную работу счетчика 3 при совпадении моментов прихода импульса фронта и опорного импульса. Выход 30 35 40 45 50 55 60 65 4 ячейки 5 И подключен к счетному входу счетчика 3. В момент начала интервала измерения фазы, который определяется импульсом установки, поступающим на вход устройства 8, счетчик 3 устанавливается в состояние 010, что соответствует Л=О.По мере прихода опорных импульсов и импульсов фронтов состояние счетчика 3 меняется, принимая значение 000 (Л= - 2), 100 (Л= = - 1), 110 (Л= 1), 001 (Л=2). Выходной сигнал со счетчика снимается по трем цепям, соответствующим выходам единиц младшего, среднего и старшего разрядов. Для использования в блоке 16 усреднения суммирующего (нереверсивного) счетчика на его вход подается функция Лф(1) =Л(1)+2, которая принимает значения 0 - 4. Такая подстановка возможна, так как т Ьф (1) о Коммутатор 12 обеспечивает прохождение импульсов заполнения с генератора 6 на такой вход записи блока 16 усреднения, чтобы его показания увеличились на число Л"(1), находящееся в реверсивном счетчике 3. Если в реверсивном счетчике находится число 100, 010 или 001, что соответствует значениям Лф(1), равным 1, 2 или 4, то по распределительным цепям поступает разрешающий потенциал на ячейки 13, 14 или 15 совпадения коммутатора 12 соответственно. На другие входы ячеек 13, 14 и 15 подаются импульсы заполнения, Выходы ячеек 13, 14 и 15 подсоединены соответственно к входу разряда 17, к входу разряда 18 через ячейки ИЛИ 20 и И 22 и к входу разряда 19 через ячейку ИЛИ 21 счетчика блока 16 усреднения, общий коэффициент деления которого равен Ла.Если в реверсивном счетчике 3 находится число 000, то все ячейки коммутатора заблокированы, поэтому число в блоке 16 усреднения остается неизменным.Если в реверсивном счетчике имеется число 3 (состояние 110), а разряд 17 находится в состоянии О, то при поступлении импульса на счетный вход разряда 17, на его выходе импульс отсутствует, Тогда для увеличения на 3 числа в блоке усреднения допустима подача импульсов сразу па счетный вход разрядов 17 и 18.Если в реверсивном счетчике имеется число 3, а разряд 17 находится в состоянии 1, то для увеличения на 3 числа в блоке 16 переводят разряд 17 в состояние О, а на счетный вход разряда 19 подается импульс. Для записи числа 3 служат ячейки И 23, 24 и инвертор 25.К входам ячейки И 23 подсоединены выходы 1 и разряды 17 и 18 реверсивногоЗаказ 304/Н Изд.62 Тираж 404 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д, 4 у 5 Типография, пр. Сапунова, 2 счетчика 3 и выход 1 разряда 17 блока 1 б усреднения. Если в реверсивном счетчике находится число, отличное от 3, то на выходе ячейки И 23 присутствует уровень О, который блокирует ячейку И 24 и через инвертор 25 держит открытой ячейку И 22, благодаря чему обеспечивается нормальная запись чисел 1, 2 и 4 в блок усреднения. Если в реверсивном счетчике находится число 3, а в разряде 17 записан О, то также обеспечивается нормальная запись счетных импульсов в разряды 17 и 18 блока усреднения. Если в разряде 17 находится 1, то на выходе ячейки И 23 присутствуст уровень 1. Поэтому ячейка И 22 блокируется, и импульс с выхода ячейки ИЛИ 20 проходит не на счетный вход разряда 18, а через ячейки И 24 и ИЛИ 21 на счетный вход разряда 19 блока усреднения.По окончании интервала измерения со старших 5 разрядов счетчика блока усреднения (5=1 одУ) на выход устройства проходит результат измерения средней фазы принимаемого сигнала. Сброс счетчика блока усреднения производится импульсом установки.Для формирования интервала измерения, опорных импульсов и импульсов заполнения служит генератор б, состоящий из задающего генератора 7 частоты У, соединенного с формирователем 8 опорного сигнала (делитель ца У), выход которого подсоединен к делителю 9 (коэффициент деления и). Триггер 10 формирует потенциал, равный длительности интерва.ила измерения Т= - , для чего на него подаютУся импульс установки и импульс с выхода делителя 9, Выход триггера 10 подсоединен к потенциальному входу ячейки И 11, другой вход которой связан с выходом задающего генератора 7. 10 Предмет изобретения Цифровой усредняющий измеритель фазы,содержащий формирователь импульсов фронтов, формирователь пачки импульсов заполне ния, блок усреднения и генератор эталонныхимпульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения среднего значения фазы в условиях искажений типа случайного смещения импульсов фронтов, он 20 снабжен коммутатором формирователя пачкиимпульсов заполнения и определителем разности числа опорных импульсов и импульсов фронтов, вход сложения которого соединен с выходом генератора эталонных импульсов че рез формирователь опорных импульсов, а выход вычитания - с выходом формирователя импульсов фронтов, при этом управляющие входы коммутатора формирователя пачки импульсов заполнения подключены к выходам 30 состояния определителя разности, а выходы -к входам записи чисел блока усреднения, соответствующих величине разности.