Цифровой фазометр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК шО 01 В 25/08(56) Авторское свидетельство СССРФ 980017, кл. О 01 В 25/08, 1982.Авторское свидетельство СССРУ 1155957, кл. О 01 В 25/08, 983,(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может бытьиспользовано при измерении сдвига; фаз гармонических сигналов на вы, соких частотах.фазометр содержитформирователи 1 и 2,3 -триггеры 5.801213436 А и 6, преобразователь 7 фаза-интервал времени, блок 8 квантования,. счетчик 9 кода фазы, вычислительный блок 10, индикатор 11, генератор 12, элемент 13 И, элемент 4 задержки, счетчик 15 времени измерения, блок 16 управления, блок 17 чсинхронизации, формирователь пуска времени измерения и формирователь пуска вычислительного устройства. Введение в каждый канал блоков 3, 4 деления частоты, состоящих из делителя частоты и триггера, позволяет снизить энергопотребление за счет использования того же быстродействия элементной базы при расширении частотного диапазона в сторону верхних частот. 4 ил.Изобретение, относится к радио- измерительной технике и может быть использовано в разработке и построении цифровыхфазометров,предназначенных дляизмерения сдвигафаз гармонических сигналовна высокихчастотах,Целью изобретения является снижение энергопотрЕбления за счет использования того же быстродействия элементной базы при расширении .частотного диапазона в сторону верхних частот.На фиг. 1 приведена структурная схема цифрового Фазометра", на фиг. 2 - структурная схема ре 1 ализации блока деления частоты; на Фиг. 3 - эпюры, поясняющие принцип работы блока деления частоты для случая, когда коэффициент деления этого блока равен 3 (Яд=3); на фиг. 4 - структурные схемы блока синхронизации и блока управления,Цифровой фазометр содержит в обоих каналах последовательно соединенные формирователи 1 и 2, блоки 3 и 4 деления частоты, 3 -триггеры 5 и 6, подключенные к преобразователю 7 фаза-интервалы времени, с которым поеледовательно соединены блок 8 квантования, счетчик 9 кода фазы, вычислительный блок 10 и индикатор 11, последовательно соединенные генератор 12, соединенный с входами синхронизации Э-триггеров 5 и 6, элемент И 13, соединенный через элемент 14 за-. держки с блоком 8 квантования и счетчик 15 времени измерения, а также последовательно соединенные блок 16 управления и блок 17 синхронизации, который соединен с элементом И 13 и счетчиком 15 времени измерения, а блок 16 управления соединен с вычислительным блоком 10, блок 3(4) деления частоты содержит последовательно соединенные делитель 18 частоты и триггер 19 (Фиг, 2 . Блок 16 управления включает в свой состав формирователь,20 пуска вычислительного устройства и Формирователь 21 пуска времени измерения, а блок 17 синхронизации содержит управляемый триггер 22 (фиг. 4).Фаэометр работает следующим образом.Входные гармонические сигналы,преобразованные формирователями 1 и 2 в прямоугольные импульсы состандартными логическими уровнями,поступают на блоки 3 и 4 деления частоты, где осуществляется делениечастоты входных сигналов Рци при-,вязка фронтов и срезов сигналовподеленной частоты к фронтам и сре-зам входных. сигналов. Наличие указанной привязки обеспечивает двух- О полупериодность измерений и нечув -ствительность показаний Фазометрак уходам нулевой линии ограниченияформирователей 1 и 2 и наличия вовходных сигналах четных гармоник. 5 С блоков 3 и 4 деления частоты сигналы поступают на З-входы Э-триггеров 5 и 6, где осуществляется привязка их фронтов и срезов к последовательности счетных импульсов генератора 12 импульсов, имеющих частоту Г поступающих на входы синхро.низации 2-триггеров 5 и 6. Сигналы с выходов 2-триггеров 5 и 6 поступают на преобразователь 7 фаза интервалы времени. Интервалы времени, пропорциональные фазовомусдвигу входных сигналов, поступаютна блок 8 квантования, где производится их квантование задержанной спомощью элемента 14 задержки поые-,довательностью счетных импульсов.Время задержки этого элемента выбирается так, чтобы .не было наложениясчетных импульсов на фронты и срезы квантуемых интервалов. в томчисле и с учетом возможных неста- -:бильностей их временного положения,вызываемых воздействием различныхдестабилизирующих Факторов, а также взаимного влияния каналов. В результате число импульсов, поступающих на счетчик 9 кода фазы за время измерения 1 , остается неизменным из-за наличия указанного родаФакторов, Код счетчика 9 фазы Б,по окончании времени измерения вводится в вычислительный блок 10,Результат измерения вычисляется поформуле =360- Мц, где ББт И 50 коэффициент деления специализированных блоков 3 и 4 деления частоты, х - дробная часть числа х,И - код времени измерения. Отсчеттфазы в градусах в фазометре с постоянным измерительным временемможет быть обеспечен без указанныхвычислений, автоматически, при выборе коэффициента пересчета счет:в " к 10 , где и - целое число, определяющее дискрет отсчета при и =3- 0,01 О) . Однако в структуре современных цифровых фазометров для решения задач калибровки системати-. ческих погрешностей, связи с внешними устройствами и др. имеется вычислительное устройство. Поэтому целесообразно указанные вычислительные операции, не требующие аппа ратурных затрат, возложить на вычислительное устройство,Импульс времени измерения формируется блоком 17 синхронизации и управляет прохождением счетных импульсов через элемент И 13. Начапо времени измерения определяется вводом предыдущей измерительной информации со счетчика 9 кода фазы в вычислительный блок 10 и его начальной установки, Сигнал окончания ввода из вычислительного бло-ка 10 поступает на формирователь 21 пуска времени измерения блока 16 управления. Последний формирует импульс "Пуск" на вход установки 5 управляемого триггера 22 блока 17 синхронизации. Управляемый триггер 22 устанавливается в единичное состояние, определяющее начало времени измерения. Окончание времени измерения осуществляется сигналом "Стоп", формируемым счетчиком 15 времени, измерения, Момент окончания времени измерения выделяется форми- рователем 21 пуска вычислительного устройства 22, По указанному сигналу вычислительной блок 10 производит ввод новой измерительной информации со счетчика 9 кода фазы и производит его начальную установку. Результат отсчета индицируется на индикаторе 11. Тактовые входы делителя 18 частоты и триггера 19 имеют противоположное динамическое переключение. Это обеспечивает привязку фронтов и срезов сигналов поделенной частоты (фиг. Зб) к фрон там и срезам входных сигналов(фиг.3 а) . Для устойчивой работы Э-триггеров 5 и 6 период счетных импульсов С =о - генератора 12 импульсов долкежен быть меньше минимальной по длительности полуволны сигнала С при- и1мерно в 2 раза. Длительность полуволны сигнала определяется коэффициентом деления делителя 18 частотыи его внутренней структурой. Целесообразно коэффициент деления И.выбирать нечетным. В этом случаеотрицательная и положительная полуволна, с точностью асимметрии входных сигналов, могут быть обеспечены 1 О Наравной длительности. - Тв Выи я ькбор частоты генератора 12 импульсов,в этом случае следует производить4 вхисходя из условия 1- или верхв К 7няя рабочая частота фазометра привыбранной частоте Г составит У =1кв в4,в кв20 23436 формула изобретения Цифровой фазометр, содержащийв обоих каналах формирователи иЗ-триггеры, подключенные выходами кпреобразователю фаза-интервалы вре- .мени, а входами синхронизации -к генератору импульсов, блок синхро- ЗОнизации, подключенныйвходами ксчетчику времени измерения и блокууправления, а выходом - к блоку управления и элементу И, соединенному вторым входом с генераторомимпульсов, а выходом - со счетчиЗ 5 ком времени измерения и через эле-мент задержки - с блоком квантования, входом подключенным к преобразователю фаза - интервалы времени,а выходом - к счетчику кода фазы, 40 вычислительныи блок, соединенный соФсчетчиком кода фазы, блоком управления и индикатором, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергопотребления за счет нс пользования быстродействия элементной базы при расширении частотного диапазона в сторону верхних частот, в каждый канал введены блокделения частоты, содержащий дели 50тель частоты и триггер, тактовыевходы которых объединены и соединены с входом блока деления, соединенным с выходом формирователя,при этом выход делителя частоты55 подключен к входу установки триггера, а выход триггера соединен свыходом блока деления частоты, соединенным с Э -входомЗ-триггера.123436 л фиа 9 Корректор С.Шекмар 9/5 Тираж 730ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и отк35, Москва, Ж, Раушская ое а ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Фили Составитель Н.АгееРедактор Т.Кугрышева Техред М.Пароцай Подпистета СССРытийаб., д. 4/