Цифровой фазометр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЭОБРЕ Т высокую помехоустойчивость как самого измерительного устройства, таки схемы индикации знака. Устройствосодержит входные блоки 1 и 2, ограничители 3 и 4, элемент 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, формирователи 6 и 7 коротких импульсов, элементы 8-11 И,триггеры 12 и 13, элементы 14 и 15совпадения, генератор 16 квантующих импульсов, счетчик 17,реверсивные счетчики 18 и 19,коммутатор 20, индикатор 21н блок 22 управления. Преимуществом фазометра является построение схемы индикации, при котором в течение каждого полупериодаисследуемого сигнала вырабатывается однозначная информация как ознаке, так и о величине измеряемого фазового угла, притом не только в прямом, но и в инверсном (сосдвигом 180 )представлении. 1 ил. юл. У ена Ленинатут им.50-лой социалис олиической 8.8) СССР 980. идетельс тв о 1 й 25/00,ды измерения ,Корндорфа. а, 1979, с. сдвиг Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Киевский ордтехнический инстиВеликой Октябрьскреволюции(5) Изобретение может быть использовано в составе различных радиоэлектронных систем в качестве датчика разности фаз. Цель изобретенияисключить мертвые зоны и обеспечитьИзобретение относится к цифровым фазометрам, работающим по принципу перекрытия, и может быть использовано как при создании Фазометра широкого применения, так и в составе различных радиоэлектронных систем в качестве датчика разности фаз.Цель изобретения - создание цифрового фазометра с перекрытием, в 3котором исключены мертвые зоны и обеспечена высокая помехоустойчивость как самого измерительного устройства, так и схемы индикации знака.На чертеже изображена схема фазометра.Фазометр содержит входные блоки 1 и 2, ограничители 3 и 4, элемент 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, Формирователи 6 и 7 коротких импульсов, четыре элемента И 8-11, триггеры 12 и 13, элементы 14 и 15 совпадения, генератор 16 квантующих импульсов, счетчик 17, реверсивные счетчики 18 и 19, коммутатор 20, индикатор 21 и блок 22 управления.фаэометр работает следующим об" разом.Полученные во входных блоках 1 и 2 и ограниченные в ограничителях 3 и 4 сигналы, между которыми требуется измерить разность Фаэ фазовый угол), подаются на входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, а также на входы, соответствующих Формирователей 6 и 7 коротких импульсов. Сигналы в виде импульсов, длительность которых пропорциональна измеряемому углу, появляются на прямом выходе элемента 5 только тогда, когда полярности импульсов на его входах противоположны, на инверсном выходе элемента 5 при этом получается соответственно инвертированный сигнал. Эти сигналы поступают на входы соотве.:ствующих элементов 14 и 15 совпадения, где они квантуются по длительности сигналами генератора 16 квантующих импульсов, результирующие пачки квантующих импульсов подаются на счетные входы соответствующих реверсивных счетчиков 18 и 19.1 Рассмотрим работу реверсивного счетчика 18.Импульсы, вырабатываемые формирователями 6 и 7 коротких импульсов в моменты переходов через нуль напряжений на выходах ограничителей 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 и 4, проходят через элементы И 8 и 9 только при наличии в этот момент квантуемого сигнала на прямом выходе элемента 5. Это условие выполняется всегда только для одного из элементов И 8 или 9, так что на триггер 12 знака поступает один короткий импульс в каждом полупериоде Исследуемого сигнала. Этот импульс всегда совпадает с началом квангуемого интервала и поступает либо на первый., либо на второй вход триггера 12 знака, соответственно наку измеряемого угла. Таким образом, режим работы реверсивного счетчика 18 суммирование или вычитание) устанавливается нли подтверждается в каждом полупериоде, причем одновременно с началом счета. Такой режим обеспечивает наилучшее усреднение фазового шума.Однако возможны грубые ошибки усреднения при измерении углов, близ. ких к 180 , Действительно, из-за шумовых флуктуаций знак угла в течение измерительного времени может многократно меняться, так что реверсивный счетчик покажет сумму, близкую к нУлюДля исключения такого рода ошибок служит "инверсный" канал, содержащий элементы 10 и 11, триггер 13 знака и. реверсивный счетчик 19. Работа этой части устройства аналогична описанной, с той разницей, что здесь квантуются импульсы с инверсного выхода элемента 5, поэтому результат счета в реверсивном счетчике 19 соответствует ие измеряемому углу, а его отличию от угла 180 Из этого следует, что к результату счета за измерительное время необходимо прибавлять 180 , поэтомуосброс реверсивного счетчика 19 в конце измерительного времени производится не в нуль, а в состояние, соответствующее 180оОбеспечивая наилучшее усреднение шумов при измерении углов,облизких к 180 , реверсивный счетчик 19 может давать грубые ошибки при измерении в области нуля аналогично реверсивному счетчику 18 в области 180), Поэтому коммутатор 20 обеспечивает перепись в индикатор 21 с того реверсивного счетчика, который оказался дальше от зоны ошибок, Таким является реверсивный счетчик18 при измерении углов, по абсолюто ной величине не превышающих 90 , и реверсивный счетчик 19 при измерениио оуглов от +90 до +270 . Для управления коммутатором 20 служит счетчик 17 с объемом памяти, соответствующимо90 без учета знака. Если измеряемый угол по абсолютной величине неопревышает 90 , то по окончании измерительного времени производится перепись результата счета реверсивного счетчика 18 в регистр индикатора 21. В противном случае на выходе счетчи ка 17 появляется импульс переполнения, коммутатор 20 изменяет фсвое состояние, и в регистр индикатора 21 переносится результат счета реверсивного счетчика 19.Блок 22 управления вырабатывает импульсы, период которых равен измерительному времени. Каждый такой импульс с первого выхода подается на входы "Сброс" счетчиков 17 - 19 и коммутатора 20,а .с второго выхода, с небольшим опережением (порядка полупериода квантующих импуль-сов) - на вход "Перепись" индикатора 21. Таким образом, каждый раз в конце измерительного времени в Врегистр индикатора 21 переносится информация с одного из реверсивных счетчиков 18 и 19, после чего сразу же счетчики 1 7 и 18 сбрасываются в нуль, счетчик 19 - в состояние, соответствующее 180о одновременно устанавливается (или подтверждается ) нулевое состояние коммутатора 20, соответствующее переписи с реверсивного счетчика 18,Таким образом, предлагаемый фазометр позволяет измерять фазовые уг" лы в полном диапазоне возможных зна чений (0-360 ) без мертвых зон и без явлений неустойчивости, при этом он обладает высокой помехоустойчивостью и обеспечивает наилучшее усреднение фазовых шумов при максимальном значении этих шумов вплоть до 90Кроме того, при построении схемы индикации знака (два формирователя коротких импульсов, четыре элемента И и два триггера знака) в течение каждого полупериода исследуемого сигнала вырабатывается однозначная информация как о знаке, так и о величине измеряемого фазового угла, притом не только в50 55,ду первого реверсивного счетчика и 5 0 15 20 25 30 35 40 45 прямом, но и в инверсном (со сдвигом 180 ) представлении,изобретения ФормулаЦифровой фазометр, содержащий два канала, состоящих из последовательно соединенных входного блока и ограничителя на выходе каждого из каналов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два формнрователя коротких импульсов, первый триггер знака, два элемента совпадения, подключенные первыми входами соответственно к прямому и инверсному выходам элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а вторыми входами - к генератору квантующих импульсов, счетчик, блок управления и индикатор, причем выходы ограничителей подключены к соответствующим входам элемента ИСКХПОЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ и квходам соответствующих формирователей коротких импульсов,. о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюисключения мертвых зон и повышенияпомехоустойчивости, в него введенычетыре элемента И, второй триггерзнака, два реверсивных счетчика икоммутатор, причем выход первого формирователя коротких импульсов подключен к объединенным первым входампервого и третьего элементов И,выход второго формирователя коротких импульсов подключен к объединенным первым входам второго и четвертого элементов И, вторые входы первого и второго элементов И объединены и подключены к прямому выходуэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторыевходы четвертого и третьего элементов И объединены н подключенык инверсному выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого и второгоэлементов И подключены к соответствующим входам первого триггера знака, выход которого соединен с уп равляющим входом первого реверсивного счетчика, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к соответствующим входам второго триггера знака, выход которого соединен суправляющим входом второго реверсивного счетчика, выход первого элементасовпадения подключен к счетному вхо" к входу счетчика, выход второгоэлемента совпадения подключен ксчетному входу второго реверсивногоЗаказ 903/53 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 счетчика, входы "Сброс" всех счетчиков и коммутатора объединены и подключены к первому выходу блока управления, второй выход которого соединенс входом "Перепись" индикатора, выходь 1 реверсивных счетчиков соединены с соответствующимивходами коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу счетчика, а выход - к входуиндикатора, а Формирователи короткихимпульсов выполнены по двухполупериодной схеме преобразования,