Цифровой фазометр

) Заявлено 03,06.76(21) 23,8777/18-2присоединением заявкиГасуднрственнвй ноцнтнт Воеата Мнннстрон СССР нн диац нзсбрнтнннй н стнрытнй(71) Зеявител Красноярский политехнический институ(54) 1111 фРОВОИ ф АЗОМЕТР Изобретение относится к радиоизмерительной технике.Известен цифровой низкочастотный фа-зометр, используюший информацию о моментах перехода исследуемых сигналов черезмаксимальные значения и содержаший форми.ровители импульсов привязки к моментамперехода исследуемых сигналов через нулевой уровень, эталонный генератор, электронный ключ, регистрируюший счетчик,умножитель частоты, схему пуска-останова,схемы совпадений, триггеры и реверсивныйсчетчик 1,В.таком фазометре управление работойреверсивного счетчика, выдепяюшего информацию о моменте перехода исследуемого сигнала через максимальные значения, осушестляется с помощью триггерных устройств, запускаемых импульсами привязки к нульпереходам исследуемых сигналов. Появлениеложных нуль-переходов в области низких частот и малых уровней входных сигчаловза счет внешних и внутренних широкополосаных шумов приводит к сбоям триггерныхустройств и всего фазометра в целом. Ни:.ь кая помехоустоичивость фазометра существенно ограничивает его чувствительно:тьи диапазон рабочих частот, Кроме того,импульсы привязки к моментам переходавходных сигналов через максимальные значения в данном фазометре формируются через период сигнала, т.е. с частотой г /2,что снижает быстродействие фазометра.Целью изобре":ения является повышениепомехоустойчивости и быстродействия цифрового фазометра.11 оставленная цель достигается тем, чтопредлагаемый цифровой фазометр, содержаший два идентичных измерительных канала,последовательно соединенные генератор счетных импульсов, времязадаюший депитепь, в- электронный ключ, регистрируюший счетчики в каждом канале формируюшее устройстводополнительно снабжен в каждом каналесчетчиком, триггером, блоком сравнениякодов и регистром памяти, причем счетныйвход счетчика соединен с выходом генератора счетных импульсов, первый вход триггера и вход "Сброс счетчика подключены 25 к выходу формирующего устройства, выход,77(088,8 (45) Дате опубликования описения 03.11,773триггера подключен к входу "Запись регистра памяти, выходы которого подключенык соответствующим входам блока сравнениякодов, другие входы которого, объединенныес управляющими входами регистра памяти,подключены к кодовым выходам счетчика,вход "Пуск триггера подключен к выходувремязадающего делителя, а второй вход,триггера подключен к выходу блока сравне.ния кодов.Упрощенная схема предлагаемого фазометра приведена на чертеже.Фазометр содержит генератор счетныхимпульсов 1, времязадающий делитель 2,электронный кдюч 3, регистрирующий счетчик 4, а также два идентичных измерительныхканала 5 и 6, каждый из которых включаетв себя формирующее устройство 7, счетчик8, блок сравнения кодов 9, триггер 10,регистр памяти 11.20Формирующие устройства 7 фазометра,выполняемые чаще всего в виде усилителейограничителей, преобразуют входные синусоидадьные сигналы в последовательностьпрямоугольных импудьсов, фронты которых5привязаны к моментам перехода иссдедуемых сигналов, через нулевой уровень, Внешние широкоподосные шумы, а также внутренние шумы самого фазоизмеритедя вызывают появденид в сформированном сигналев области нижних частот ложных нудь-переходов, приводящих к грубым ошибкам измерений и потере известными фазометрамиработоспособности,Сформированные устройства 7 сигналыпоступают на вход "Сброс" счетчика 8, Наего счетный вход поступают короткие импульсы высокой частоты следования с выходагенератора 1 . При воздействии первого положительного выброса, открывающего счетчик, 40он зарегистрирует некоторое количествосчетных импульсов, пропорциональное длительности выброса, Соответствующее числзаписывается в регистр памяти 11, Записьв регистр 11 управляется потенциальнымфвыходом триггера 10, который в исходномположении находится в состоянии "1", Число двоичных разрядов регистра памяти выбирается на единицу меньшим, чем у счетчика, и запись чисел в регистр происходит б 0соответственно с уменьшенным вдвое весом,Задним фронтом положительного выбросатриггер 10 устанавливается в положениеО, счетчик 8 также сбрасывается в нуль,Во время действия следующего выброса ббсчетчик 8 вновь заполняется счетнымиимпульсами и происходит сравнение кодовсчетчика 8 и регистра 11 в блоке сравнения кодв 9, При совпадении кодов на выходе блока 9 появится короткий импульс, 69 4который установит триггер 10 в состояне 1" и откроет запись в регистр 11. В момент окончания выброса в регистре 11 будет записано число, соотве-.ствуюшее половине длительности этого выброса. Этот процесс продолжается до тех пор, пока в регистр не будет записано число, равное половине длительности интервала времени между последним полржительным нуль переходом 1(в области положительных нульпереходов чистого сигнала) и первым отрицательным нуль-переходом 1 (в области отрицательных нуль-переходов чистого си нала.Во время действия следующей положительной полуволны сигнала это число сравнивается с текущим кодом счетчика 8 и в момент времени 1 соответствующий половине длительности интервала С- С на выходе блока 9 формируется короткий импульс. При этом открывается триггер 10 и в регистр 11 записывается число, пропорциональное половине длительности интервала С - С в текущем периоде. Таким образом, момент привязки к середине интервала С - ъ в каждом периоде сигнала формируется на основе измеренного значения этого интервала в предыдушем периоде. Фазометр автоматически входит в установившийся режим начиная со второго послепуска периода сигнала. Регистрируемыймомент времени, соответствующий половинеинтервала между последним положительными первым отрицажльным нудь-переходами,совпадает с положением максимума исследуемого сигнала,Импульсы привязки к моментам переходаисследуемых сигналов через максимальные значения с выходов блоков сравнениякодов 9 каналов 5 и 6 управляют ключом3, открывающим вход регистрирующего счетчика 4 на время, пропорциональное измеряемому фазовому сдвигу, Этому соответствуетопределенное количество счетных импульсов,проходящих через ключ 3 на вход счетчика4. Время измерения при использовании операции усреднения задается делителем 2.Путем выбора известных соотношений между временем измерения и частотой эталонного генератора обеспечивается отсчет результатов измерения непосредственно в градусах фазы.Предельная помехоустойчивость данногофазометра определяется значениями отношения сигнал-шум, при которых длительностьинтервала С - С превышает максимальную длительность выброса в 2 раза. Схемаможет работать в широком диапазоне частот без каких-либо коммутаций.фа аказ 3757/36 Тираж 1101 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СС по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,формула изобретения Цифровой фазометр, содержащий дваидентичных измерительных канала, последовательно соединенные генератор счетных импульсов, времязадающий делитель, электронный ключ, регистрирующий счетчик и в каждом канапеформирующееустройство, о т и и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и быстродействия, он дополнительно снабжен в каждом канале счетчиком, триггером, блоком сравнения кодов и регистром памяти, счетный вход счетчика соединен с выходом генератора счетных импульсов, первый вход триггера и вход Сброс счетчика подключены к выходу формируюше к го устройства, выход триггера подключен квходу Запись регистра памяти, выходы.которого подключены к соответсттвующимвходам блока сравнения кодов, другие входы которого, объединенные с управляющимивходами регистра памяти, подключены к кодовым выходам счетчика, вход фПускф триггера подключен к выходу времязадающегоделителя, а второй вход триггера подключенк выходу блока сравнения кодов,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР