Цифровой фазометр

А Н. сея оюз Соввтсккх оциалистиыески О П публик ВТОРСКОМУ СВИДЕТ(22) Заявлено 24.0275 (21) 210792 и И 08 соединением осударственныи комитет СССР но делам изобретений н открытийбликовано 250 9 Бю та опубликования описан. Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть приме" ,нено при создании фазоизмерительной аппаратуры, работающей в широком динамическом диапазоне входных сигналов.Известен цифровой фазометр мгновенного значения сдвига фаз., содержащий Формирующее устройство, электронные ключи, импульсный генератор, сум мирующий и выгибающий счетчики, ре. - . версивный и измерительный счетчики, триггер,.распределитель и блок управ"ления 1 И .Однако такой фазометр обладает низким быстродействием.Известен также цифровой фазометр с промежуточным время-импульсным преобразованием, который является наиболее близким к предложенному по технической сущности.Он содержит формирукаее устройство, блок управления, электронные. ключи, генератор счетных импульсов, декадйый вычитающий счетчик, декад- н 5 ный суммирувщий счетчик, реверсивный счетчик, триггер, распределитель и измерительный счетчик, содержащий также связанный через электронные ключи делитель, вычитающий счетчик с основанием, соответствующимкоэффициенту делителя, двоичный реверсивный и двоичный суммирующийсчетчики 2).Недостатком его является узкийдиапазон при сохранении постоянстваточности измерения, вследствие наличияделителя частоты перед счетчиком, в который записывается число,пропорциональное длительности периода, а таже низкое быстродействие.Целью изобретения является расши.ние частотного диапазона, а такжеповышение быстродействия цифрового фазометраЭто достигается тем, что в предложенный фазометр, содержащий формирователь, соединенйый через блок)управления с первым и вторым ключами и триггером управления, четыре счетчика, первый из которых по входу связан с выходом первого ключа, второйс выходом второго ключа, входамитретьего и четвертого ключей и выходом пятого ключа, который по двумсвоим входам соединен с триггеромуправления, генератором импульсов ивторыми входами первого и второгоключей, третий счетчик через блокраспределения соединен со входом вто653579 рого счетчика идругим входом триггера управления, а также с выходом шестого ключа, четвертый счетчик связан с выходом седьмого ключа, один иэ входов которого - общий с входом шестого ключа, введены блок сравнения кодов, два триггера, блок переза писи, вычитающий счетчик и делители на четыре и на девять. Выход последнего подсоединен ко входу вычитающего счетчика, который по другому входу че-р рез блок перезаписи связан с выходом 10 второго счетчика, а по выходу, - с общтим входом шестого и седьмого ключей и блока перезаписи, входами первого триггера и пятого ключа, делитель начетыре по входу подсоединен к вы ходу третьего ключа, а по выходу - ко входу делителя на девять, который по другому входу через четвертый ключ связан с выходом первого триггера, подсоединенного вторым своим выходом 20 ко входу третьего ключа. Блок перезаписи по второму входу соединен с бло" ком управления, упри этом блок сравне" ния кодов по двум своим входам связан с первым и вторым счетчиками, а по выходу - с входом второго триггера, соединенного одним выходом с входом шестого ключа, а другим - с входом седьмого ключа.На чертеже приведена структурная схема цифрового фазометра.Он состоит из ключей 1-7, счетчиков 8-11 формирователя 12, блока управленйя 13, блока 14 сравнения кодов, триггеров 15,16 блока 17 распределения, генератора 18 импульсов, блока 19 перезаписи делителя 20 на четыре, делителя 21 на девять, вычитающего счетчика 22, триггера управления 23.В исходном состоянии ключ 5 закрыт 40 сигналом с выхода нуля счетчика 22 и сигналом с выхода триггера 23, ключ 7 открыт, а ключ б закрыт. Распределитель 17 подготовлен к прохождению импульсов с выхода блока 14 на вход 45 стыршей декады счетчика 10. Все счетчики сброшены в состояние нуля. Делитель 20 устанавливается в состояниетрех.Мгновенные значения сдвига фаз определяются.по промежутку времени между моментами прохождения синусоид или фронтов импульсов через нулевое значение в пределах одного периода. Блок управления 13 открывает ключ 1 на время, равное длительности периода входных импульсов, За то время в счетчик 8 поступает Пт - импульсов (где Т- частота следования импульсов генератора 18), Ключ 2 открывается на время, равное разности60 времен прохождения сравниваемых сигналов через нулевое значение. При этом в счетчик 9 записывается числИимпульсов П 65 4Импульсом с блока управления 13код П переписывается через блок19 в счетчик 22, а триггер 23 опрокидывается в единичное состояние. ЕслиПО, то ключ 5 открывается, а импульсы с выхода генератора 18 поступают на вход счетчика 9 и через ключ3 на вход делителя 20. За счет последовательного соединения делителей20 и 21 осуществляется выработкакоэффициента 36, но так как вделитель 20 в исходном состоянии записано число ф 3 я, общий коэффициент деления я 35. При обнулениисчетчика 22 на вход счетчика 9 поступает 35 П импульсов, До этого всчетчике 9 было записано число п,ртеперь имеем в нем числоИ+Зби, =36 ПТхЕсли И,р 36 и = - , перепад с выхоТофда счетчика 22 опрокидывает триггер16 в единичное состояние, что приводит к закрытию ключа 3 и к открйтиюключа 4Этот же импульс поступаетна вход блока 19 и переписывает всчетчик 22 код числа 36 п и записывает в счетчик 11 через ключ 71 . Начинается второй такт, работы фазометра.импульсы с выхода ключа 5 поступают на вход счетчика 9 и черезключ 4 - на вход делителя 21. Перепаднавыходе нуля счетчика 22 возникает с поступлением на вход счетчика9 9 х 36 П импульсов. К этому моментув счетчике 9 будет зафиксирован код9 хЗбпт,+Збхп 360 Пц , Этот же перепадперепйсывает в счетчик 22 код числа360,Иц, а в счетчик 11 - второй импульс, Пусть 3600 ОЧ, ) п 3600. Тогдас умножением числа 360 и на девятьна выходе блока 14 получаем первыйимпульс, когда код в счетчике 9 будетравен коду Ь в счетчике 11. Этотимпульс проходит через распределитель 1.7 на вход старшей декады счетчика 8 а также опрокидывает триггер15 в состояние 1 я, открывая ключб и закрывая ключ 7. С окончаниемумножения 360 х 9 П на выходе блока14 получаем число импульсов, равное3., К . которое веписывеется в5600 Ппг "(,старшую декаду счетчика 10. Перепадна выходе нуля счетчика 22 переписывает в счетчик. 22 код остаткаЬ=3600 И - К й, а также записываетЧ 1 Твимпульс через ключ б в распределитель 17, подготавливая при этом прохождение импульсов с выхода блока 14на вход следующей младшей декадысчетчика 10. Если МО, начинаетсяпроцесс вычисления ьх 9, что заноситсяв счетчик 9На выходе блока 14 полу.й +адчаем число импульсов=котоМ р рое заносится в младшув декаду счетчика 10 результата653579 Формула изобретения лъ А СтаростинаАсталош Корректор С.Шекма Состав Техред едактор А.Шмелькин Заказ 1285 Тираж 696. ударственно.о изобретений и ва, Ж, РаушПодписноемитета СССРрытийя наб д.4/5 НИИПИ Г по делам3035 Ио ко от ск лиал ППП фПатент, г.ужгород, ул,Проектная, 4 Аналогично осуществляется вычисление остальных разрядов в счетчике 10 результата. С окончанием вычисления перепад на выходе распределителя 17 возвращает триггер 23 в исходное состояние, При этом закрывается ключ 5,Динамический диапазон устройства 5 расширяется за счет исключения делителя частоты на входе счетчика числа, которое пропорционально длительности периода, а также эа счет того, что получение кода Фазы осуществляется последовательно во времени, начиная со старшего разрядаЗа счет такого построения значительно расширяются возможности измерения малых фазовых сдвигов.15 Цифровой фазометр, содержащий формирователь, соединенный через блок управления с первым и вторым ключами и триггером управления, четыре счетчика, первый из которых по входу связан с выходом первого ключа второй - с выходом второго ключа, входами третьего и четвертого ключей и выходом пя того ключа, который по двум своим входам соединен с триггером управления, генератором импульсов и вторыми входами первого и второго ключей, третий счетчик через блок распределения сое динен со входом второго счетчика и другим входом триггера управления, а также с выходом шестого ключа, четвертый счетчик связан с выходом седьмого ключа,один из входов которого - общий свходом шестого ключа, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения быстродействия, он снабжен блокомсравнения кодов, двумя триггерами,блоком перезаписи, вычитающим счетчиком и делителями на четыре и на девять, при этом выход последнего подсоединен ко входу вычитающего счетчика, который по другому входу черезблок.перезаписи связан с выходом второго счетчика, а по выходу - с общимвходом шестого и. седьмого ключей иблока перезаписи, входами первоготриггера и пятого ключа, делитель начетыре по входу подсоединен к выходутретьего ключа, а по выходу - ко входу делителя на девять, который подругому входу через четвертый ключ.связан с выходом первого триггера,подсоединенного вторым своим выходомко входу третьего ключа, блок перезаписи по второму входу соединен сблоком управления, при этом блоксравнения кодов по двум своим входамсвязан с первым и вторым счетчиками,а повыходу - с входом второго триггера, соединенного одним выходом свходом шестого ключа, а другим - свходом седьмого ключа,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. АвторскОе свидетельство СССР9 306425, кл, 6 01 В 25/02, 1969,2. Авторское свидетельство СССР9 296053, кл, 6 01 В 25/00, 1970.