Цифровой фазометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(5.1)М. Кл.з О 01 Я 25/08 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения С.П. Панько и М.К. Чмых Красноярский политехнический институт(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР 25 30 Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано при разработке цифровых фазометров повышенных метрологических ха" рактеристик.Известен Фазометр, реализующий алгоритм оптимальногоФазоизмерения, основанный на разложении входного сигнала в ряд фурье по тригонометрическим базисным функциям 11.В таком фазометре влияние высших гармоник исключается, однако погреш" ность измерения остается высокой.Известен также фаэометр, содержащий стробоскопический преобразователь, аналого-циФровой преобразователь, два перемножителя, два сумматора с накопителями, постоянное запоминающее устройство, устройство вычисления Функции агстд х/у,. синхро" низатор и Формирующее устройство 21. Недостатком фазометра является большое время измерения. Это обус" ловлено тем; что усреднению подвергаются величины, прошедшие этап весовой обработки (в данном случае - умножение на впии совегде Ю частота первой гармоники). Вычисление синусной составляющей в прототипе производится по алгоритптТк=ьЪ (ма.) эМ ы дт о ( ъ с и,где гп - количество усредняемых периодов входного сигнала,- количество отсчетов в периоде входного сигнала,- интервал дискретизации.Подобным путем производится вычисление косинусной составляющей. Таким образом, время измерения по прототипу равноиъм- ит" (аи,п+.мы)где т . - время цикла аналого-цифроацпвого преобразователя;время, в течение которогопроизводится операция переммножения. Поскольку временное расположение одноименных отсчетов во всех периодах постоянно, то возможно разделениеопераций уСреднения и перемножения. Тогда вычисление синусной составляющей должно производиться поалгоритмуи пм ц МТ1 ць 1)1 ы и ыЙ .о оЭто значит, что сначала произво"дится усреднение по ансамблю вовсех отсчетах, а вычисление сянусной и косинусной составляющих осуществляется с помощью усредненных в каж дом отсчете значений. В таком случаевремя измерения равноиЬм щисщпим"; чтопри 4.,эц=в два раза меньше,чем в прототипе (при М. =10 и больше).Цель изобретения - повышениебыстродействия.Цепь достигается тем, что фаэометр, содержащий последовательносоединенные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи, синхронизирующий блок, запоминающий блок,два перемножителя, подключенные кзапоминающему блоку и через сумматоры с накопителями - к вычислителюфункции агс 9 х/у, снабжен сумматором, подключенным к аналого-цифровому преобразователю и синхрониэирующему блоку, последовательно соединеннЦми блоком регистров и узлом управления регистрами, подключенным ксинхронизирующему блоку, причем выходблока регистров соединен.с перемножителямии сумматором.На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство содержит стробоскопический преобразователь 1, аналогоцифровой преобразователь 2, сумматор3, блок 4 регистров, перемножители5 и б, сумматоры с накопителями 7и 8, вычислитель 9 Функции агс 9 х/у.Кроме того, фазометрсодержит запоминающий блок 10, синхрониэирующийблок 11, узел 12 управления регистрами е,Работает фазометр следующим обра "- з 6 м,Преобразователь 1 производит квантование по времени входного сигнала,формируя на своем. выходе постоянноенапряжение,пропорциональное мгновенному значению входного сигнала в момент считывания. Поскольку стробимпульсы сдвигаются во времени относительно входного сигнала, чтб обеспечивается синхроиизирующим блоком 11на выходе преобразователя 1 ФормируеТся ступЕнчатое напряжение, огибающая которого повторяет входной сигнал. Лналого-цифровой преобразователь 2 осуществляет дискретизациюнапряжения с выхода преобразователя1, т.е. преобразует его в цифровойкод. Блок 4 регистров содержит Ирегистров, способных осуществлять накопление ю отсчетов входного сигна 5 3020 ЗО 35 40 55 60 б 5 ла каждый. Узел 12 управления регистрами подключает регистры по, очереди к сумматору 3. В момент первого отсчета во втором периоде к сумматору 3 оказывается подключенным первый регистр блока 4. В момент пер-. вого отсчета в третьем периоде к сумматору 3 подключается вновь первый регистр и т.д.Аналогично производится накопление информации в остальных регистрах. Деление на 1 м, необходимое при усреднении, обеспечивается эа счет снятия информаций со старших разрядов регистра.Таким образом, по окончании всех и усреднений:в регистрах оказываются записанными коды, пропорциональные усредненным мгновенным значениям входного сигнала во всех точках дискретизации. Далее иачинается этап вычисления синусной и косинусной составляющих. Перемножители 5 и б перемножают код, например, нулевой точки с первого регистра из блока 4 регистров и коды весовых функций(51 иа)1 М и соя щъ) для рассматриваемого случая 1 =0 с запоминающего блока 10. Результат перемножения переносится в сумматоры с накопителями 7 и 8. Подобные операции проводятся с кодами всех точек при вызове иэ блока 10 соответствующих значений весовых функций. После обработки всего массива, хранимого в блоке 4 регистров, в сумматорах с накопителями 7 и 8 оказываются записанными соответственно синусная й косинусная составляющие разложения входного сигнала в ряд Фурье в базисе тригонометрических функций. Вычислитель функции агссд х/у 9 определяет искомый фазовый сдвиг. Таким образом, предла 1 аемое устройствоо позволяет производить измерения с большей скоростью. Формула изобретения Цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи, синхронизирующий блок, запоминающий блок, два перемножите= ля, подключенные к запоминающему блоку и через сумматоры с накопителями к вычислителю функции агс 19 х/у о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышейия быстродействия, он снабжен сумматором, подключеннымк аналого-цифровому преобразователю и синхронизирующему блоку, последоватепьно соединенными блоком регистров и узлом управления регистрами, подключенным к синхронизирующему блоку,тина Корректор О.Би каз 7186/ л. Проектная Ужгбр причем выход блока регистров соединен с перемножителями и сумматором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеТираж 10 ИИПй Государстве по делам изобрет 13035, Москва, Жиал ППП "Патентф.,1, Пестряков В,Б. Фазовые радиотехнические системы. "Сов.радиоф, М., 1968, с. 380.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2557637/21,кл.6 01.к 25/08, 5 22.12.77. 9 Подписиного комитета СССРний и открытий5, Раушская наб., д. 4