Цифровой фазометр

(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТзобретение поэть измерений истот измеряемыходержит усилит6, блок 4 фазтоты, усилител повыситьить диапа 57) И очнос он ча етр с 2 и и часяет асшир сигна в. Фа чители и-огр ой ав 7 пос щего оподстроиоянного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ тока, управляющий .генератор 8, форми рователи 9 и 10 коротких импульсов, триггер 11, элемент 12 сравнения, ге нератор 13 квантующих импульсов, делитель 14 частоты с переменным коэффициентом деления и счетчик 17. Расширение диапазона частот фазометра д стигается за счет введения регистра 3 и делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления в блок фазовой автоподстройки частоты. Снижение вре мени измерения сдвига фаз .при уменьшении частоты измеряемого сигнала до стигается за счет уменьшения коэффициента деления делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления вводом в регистр 15 соответствую кода 1 з.п.ф-лы, 2 ил.аЗО 5Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано при разработке широкодиапазонных цифровых измерителей Фа 5 зовых сдвигов.Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение диапазона частот измеряемых сигналов.10На фиг. 1 изображена структурная схема цифрового фазометра; на Фиг. 2- временные диаграммы его работы.Цифровой фазометр содержит первый и второй усилители-ограничители 1 и 2, первый регистр 3, блок фазовой автоподстройки частоты в составе фазового детектора 4, делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления, усилителя-ограничителя 6, усилителя 7 постоянного тока и управляемого генератора 8, первый и второй формирователи 9 и 10 коротких импульсов, триггер 11, элемент 12 сравнения, генератор 13 квантующих импульсов, делитель 14 частоты с переменным коэффициентом деления, второй регистр 15 КБ-триггер 16 и счетчик 17. Выход усилителя-ограничителя 1 связан с первым входом фазового детекто ра 4, выход которого соединен с входом усилителя 7 постоянного тока, а выход последнего подключен к входу управляемого генератора 8, который своим выходом через усилитель-ограни- З читель 6 связан с входом делителя 5 частоты с переменным коэффициентом деления. Выход делителя 5 соединен с вторым входом фазового детектора 4 и с входом формирователя 9 коротких 40 импульсов, выход которого связан с первым входом триггера 11. Выходы регистра 3 соединены с управляющими входами делителя 5 частоты. Выход усилителя-ограничителя 2 связан с входом формирователя 10 коротких импульсов, выход которого соединен с вторым входом триггера 11 и входом делителя 14 частоты с переменным коэффициентом деления. Выход триггера 11 соединен с первым входом элемента 12 сравнения, второй вход которого связан с выходом генератора 13 квантующих импульсов.Выходы регистра 15 соединены с управляющими входами делителя 14 частоты. с переменным коэффициентом деления, выход которого связан с К-входом КЯ-триггера 16. Выход КБ-триггера 1 Ь соединен с третьим входом элемента 12 сравне ния, выход которогосвязан с вхопом счетчика 17,Устройство работает следующим образом,На входы усилителей-ограничителей1 и 2 поступают синусоидальные сигналы (Фиг. 2, И и Г) Пи 11 4, разность фаз между которыми измеряетданный фазометр. С выхода усилителяограничителя 1 сигнал типа меандр(фиг. 2, К), сформированный из входного измеряемого сигнала Пм, поступает на Фазовый детектор 4, на второй вход которого подается сигнал сделителя 5 тип меандр (Фиг. 2,К),сформированный усилителем-ограничитеРлем 6 из синусоидального сигнала,поступающего с управляемого генератора 8. С выхода Фазового детектора4 напряжение постоянного тока, пропорциональное еличине разности фазмежду сигналами на его входах, черезусилитель 7 постоянного тока поступает на управляемый генератор 8.Таким образом, сигнал, поступающий на вход формирователя 9 короткихимпульсов, по фазе и по частоте совпадает с сигналом, сформированнымусилителем-ограничителем 1, но с увеличенным отношением сигнал/шум.Регистр 3, в который записан двоичный код, управляет коэффициентомделения делителя 5.1Возможность перестройки частотыгенератора 8 и управления коэффициентом деления делителя 5 позволяет получать на выходе блока фазовой авто,подстройки сигналы с частотами в широком диапазоне; что значительно расширяет диапазон частот измеряемыхсигналов.С выхода усилителя-ограничителя2 сигнал типа меандр (фиг.2,Д),сформированный из сигнала О, , поступает на формирователь 10 коротких импульсов, с выхода которого импульсы(фиг. 2,Е), сформированные по переднему фронту меандра, поступают навторой вход триггера 11 и устанавливают его в "1". На первый вход триггера 11 поступают импульсы (фиг.2,Л)с формирователя 9, сформированныепо передним фронтам меандра (фиг.2,К),и сбрасывают триггер 11 в "0".На выходе триггера 11 формируютсяпоследовательность импульсов (фиг.2,П),длительность которых пропорциональнаТаким образом, случайная погрешность 5 при увеличении спектральной плотности шума и времени измерения 9 в к раз увеличивается лишь в.ьЩ51- в в . При отсутствии регистра и2делителя частоты с переменным коэффициентом деления случайная погрешность 6 увеличивается в ,1 к раз. 50 55 разности фаз между поступающими на вход фазометра сигналами.Импульс "Обнуление",(фиг. 2,А), производит начальную установку счетчика 17, делителей 5 и 14, триггера5 11.в состояние "О", а КБ-триггера 16 в состояние "1.Делитель 14 частоты задает время измерения, подсчитывая заданное количество импульсов (фиг. 2,Е), поступающих с формирователя 9. По окончании заданного времени измерения с выхода делителя 14 частоты поступает импульс на К-вход КБ-триггера 16 и переводит его в состояние "О".Таким образом, с выхода элемента 12 сравнения на вход счетчика 17 поступают пачки квантующих импульсов (фиг. 2,Н) в течение времени, определяемого стробом (фиг. 2,В), поступающим на третий вход элемента 12 сравнения.По окончании измерения на счетчике 17 сохраняется двоичный код, пропорциональный сдвигу фаз между входными синусоидальными сигналами. Регистр 15 с предварительно записанным в нем двоичным кодом управляет коэффициентом деления делителя 14, благодаря чему можно изменять время измерения фазовых задержек в зависимости от отношения сигнал/шум на входе фазометра.Коды управления. в регистры 3 и 15 записываются с ЭВМ. Считывание кода со счетчика 17 также осуществляется ЭВМ.Повышение точности измерения достигается за счет. применения в фазометре регистра 15 и делителя 14 частоты40 с переменным коэффициентом деления. г,при помощи которых менять время измерения в зависимости от величины спектральной плотности шума, записывая со.ответствующий код управления в регистр 15, благодаря чему изменяется коэффициент деления делителя 14 частоты. Расширение диапазона частот работыфазометра достигается за счет введения регистра 3 и делителя 5 с переменным коэффициентом деления.Снижение времени измерения сдвига фаз при уменьшении частоты измеряемого сигнала достигается за счет уменьшения коэффициента деления делителя 14 переменным коэффициентом деления вводом в регистр 15 соответствующего кода.формула изобретения1. Цифровой фазометр, содержащий первый и второй усилители-ограничители, причем вход первого соединен с первым входом фазометра, а вход второго - с вторым входом, первый и второй формирователи коротких импульсов, причем выход первого соединен с первым входом триггера,. а выход второго - с вторым входом триггера, вход второго формирователя импульсов соединен с выходом второго усилителя"ограничителя, выход триггера соединен с первым входом элемента сравнения, выход генератора квантующих импульсов соединен с вторым входом элемента сравнения, выход элемента сравненения соединен с входом счетчика, блок фазовой автоподстройки частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона частот измеряемых сигналов, в него введены два регистра, делитель частоты с переменным коэффициентом деления и КЯ" триггер, причем выход первого усилителя-ограничителя соединен с первым входом блока фазовой автоподстройки частоты, первый регистр входом соединен с первым входом управления фаэометра, а выходом - с вторым входом блока фазовой автоподстройки частоты; выход которого соединен с входом первого формирователя коротких импуль сов, выход второго формирователя ко" ротких импульсов соединен с входом делителя частоты с переменным коэф" фициентом делениявыход которого соединен с К-входом КБ-триггера, подключенного выходом к третьему.входу элемента сравнения, вход второго регистра соединен с вторым входом управления фазометра, выход - с управляющим входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления., в5 1330582 6 Я-вход КЯ-триггера и установочный ные усилитель постоянного тока; упвход счетчика подсоединены к шине равляемый генератор, усилитель-огран 1Обнуление ничитель и делитель частоты с переменным коэффициентом деления соеди 2. Фазометр по п. 1, о т л и - 5 нен со своим вторым входом, управ" ч а ю щ и й с я тем, что блок фазо- ляющий вход делителя частоты с перевой автоподстройки частоты содержит менным коэффициентом деления соедифазовый детектор, первым входом сое- нен с вторым входом блока фазовой ав-диненный с первым входом блока фазо- топодстройки частоты, а выход - с вой автоподстройки частоты, а выхо выходом блока автоподстройки частоты дом через последовательно соединен- и вторым входом фазового детектора. АР Я СосТехр витель С.Кулишд В.кадар Корректор Л.Бескз 3579/ ВНИИПИ по д 113035, писно омитета СССР открытии ушская наб