Цифровой фазометр

(19) й 25 00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВУ(57) Изобретение можетдля построения цифр ство СССР/00, 1986,МЕТРбыть использованоовых фазометров. Цель - расширение частотного диапазона фаэометра. Фазометр содержит времяимпульсный преобразователь 1, каналы 2, 3, каждый из которых включает формирователь 4, блоки 5 и 6 привязки к экстремальным значениям (блок 5 состоит из элементов 1 и 8 совпадений и реверсивного счетчика 11, а блок 6 - из элементов 9 и 1 О совпадений и реверсивного счетчика 12), триггер 13, мультиплексоры 16 и 17 и блок 18 счетных триггеров 19 и 20. а также генератор 14 счетных импульсов и формирова1666968 тель 15 импульсных последовательностей. Цель достигается за счет использования для определения моментов экстремума счетных Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может бытьиспользовано для построения цифровыхфазометров с широкими динамическим ичастотным диапазонами исследуемых сигналов,Цель изобретения - расширение частотного диапазона фазометра.На чертеже представлена структурнаясхема цифрового фазометра. 10Цифровой фазометр содержит времяимпульсный преобразователь 1, входы которого соединены соответственно с выходамидвух идентичных каналов 2 и 3, Каналы 2 и3 содержат формирователь 4 и блоки 5 и б 15привязки к экстремальным значениям. Блок5 (6) содержит элементы 7 и 8 9 и 10) совпадений и реверсивный счетчик 11 (12), Выходы элементов 7 и 8 (9 и 10) совпаденийсоединены с входами реверсивного счетчика 11 (12), Выходы счетчиков 11 и 12 соединены соответственно с блокирующимивходами элементов 7 и 9 совпадений, блокирующими входами элементов 8 и 10 совпадений и соответствующими входами 25триггера 13, выходы которого соединены свыходом канала.Генератор 14 счетных импульсов черезформирователь 15 импульсных последовательностей соединен с сигнальными входами мультиплексоров 16 и 17 каналов 2 и 3,при этом адпесные входы мультиплексоровсоединены с параллельными выходамисчетчиков 11 и 12, Выходы мультиплексоров16 и 17 соединены с входами блока 18 счетных триггеров 19 и 20, выходы которых соединены с сигнальными входами элементов7 и 9 совпадений, а входы - с другими сигнальными входами элементов 7 и 9 и сигнальными входами элементов 8 и 10 40совпадений. Выход генератора 14 счетныхимпульсов соединен с входом времяимпульсного преобразователя 1.Фазометр работает следующим образом,Исследуемые сигналы поступают наформирователь 4 каналов 2 и 3 фазометра, который преобразует их в последовательность прямоугольных импульсов,фронты которых соответствуют переходам 50сигналов через нулевой уровень.В блоках 5 и 6 привязки к экстремальным значениям сигнала обоих каналов форимпульсов с переменными значениями частоты, значение которой изменяется адаптивно с частотой входного сигнала, 1 ил,мируются импульсы, привязанные одним иэ фронтов к серединам положительных(в блоке 6) и отрицательных (в блоке 5) полуволн сигнала, что соответствует моменту экстремальных значений гармонических сигналов (беэ учета задержек в формирующих устройствах). Привязка осуществляется путем цифрового интегрирования полуволн сформированного сигнала с различной постоянной времени, определяемой частотой счетных импульсов, При этом во время действия положительной полуволны сигнала реверсивный счетчик 11 работает в режиме вычитания, реверсивный счетчик 12 - в режиме суммирования, а во время действия отрицательной полуволны сигнала режимы работы реверсивных счетчиков меняются на обратные,В режиме вычитания на входы реверсивных счетчиков 11 и 12 через элементы 7 и 9 совпадений поступают импульсы с выходов счетных триггеров 19 и 20 блока 18 с частотой следования 1/2,В режиме суммирования через элементы 8 и 10 совпадений поступают импульсы вдвое большей частоты следования, Параллельные выходы реверсивных счетчиков 11 и 12 с номерами отдо 1+п подключены к адресным входам мультиплексоров 16 и 17. При действии положительной полуволны сигнала счетчик 11 через элемент 7 совпадения начинает заполняться обратным кодом частотой 1 макс/2, так как при коде счетчика 11, равном нулю, мультиплексор 16 пропускает на его выход частоту 1 макс При этом первым же импульсом на вычитание (при исходном нулевом коде) счетчик переполнится и в нем установится единичный код, причем элемент 7 совпадения остается открытым по блокирующему входу(блокирующий сигнал формируется дешифратором, входящим в состав реверсивного счетчика). Единичный код на адресных входах мультиплексора разрешает подключение и-го входа мультиплексора на его выход, т. е. на выходе мультиплексора остается частота тмакс При дальнейшем уменьшении кода счетчика 11 мультиплексор 16 последовательно подключает более низкие частоты с выходов формирователя 15 на вычитающий вход счетчика 11, Если положительная полуволна имеет достаточную длительность, то код счетчика 11 достигает значения, при ко 16869685 10 15 20 тором блокирующий выход счетчика 11 (выход формируется дешифратором, входящим в состав счетчика 11) запрещает прохождение импульсов на вычитание. Это происходит только при выходе за пределы рабочего диапазона, при этом сохраняется работоспособность фазометра, но момент формирования выходного сигнала уже не связывается с экстремумом входного сигнала,При окончании положительного полупериода сигнала (во время действия отрицательной полуволны сигнала) элемент 7 совпадений запирается, по управляющему входу сигналом инверсного выхода формирователя 4 огпирается элемент 8, которыйл чрл 310 м Открыт и Г 10 блокирующему входу (связанному с входом триггера 13), и на суммирующий вход сцетчика 11 поступает чагтота счетных импульсов 1, которая установилась на Выходе мультиплексора 16 В режиме вычитания счетчика 11.При рабое В режиме сложения счетчика 11 его код увеличивается, переключая часто счетных импульсов, поступающих через ультиплексор 16, в порядке, обратногл тому, который был при работе счетчика 11 в режиме еыцитания.Переполнение сч "тчика 11 в режиме суммирования проигход:1 т в два раза быстрее, чем накопление в режиме Вычитания (как и в прототипе), и, следовательно, с етчик 11 достигает н"левоо кода в середине отрицательной полуволны входного сигнала, что соответствует его минимуму.При обнулен,"и счстчика на входе триггера 13 возникает отрицательный перепад логического уровня, устанавливающий триггер в состояние, противоположное тоглу, в которое он был установлен ранее Выходныгл сигналом блока 6 (работает аналогично описанному). По блокирующему входу элемент 8 запирается выходным сигналом счетчика 11 до Окончания отрицательной полуволны входного сигнала, т. е. до момента перекода счетчика 11 в режим вычитания,Реверсивный счетчик 12 работает аналогично счетчику 11, переключая частоту счетных импульсов на своих входах с помощью мультиплексора 17.Оценка частоты входного сигнала и определение моментов переключения частоты счетных импульсов происходит следующим образом. Задается код, который должен накопить счетчик 11(вданном случае в режиме вычитания) при заполнении максимальной частотой. Накопление этого кода свидетельствует о том, что полупериод сигнала таков, что его можно заполнять более низкой частотой, Задавая несколько значений кодов,25 30 35 40 45 50 55 частоту счетных импульсов можно понижать многократно внутри полупериода входного сигнала, что и позволяет создать не только быстродействующую схему, но и экономичную по объему аппаратных затраг,Если положительный полупериод Входного сигнала имеет такую длительность что значение набранного кода счетчиком 11 в режиме вычитания не достигло момент переключения, то и процесс накопления кода и его считывание происходят на частоте счетных импульсов 1 макс/2 и 1 макс, а так как емкость счетчика мала, это позволяет выбирать смаке предельно допустимой для элементов, иэ которых построен счетчик 11.Технико-экономическим преимуществом данного изобретения по сравнени о с прототипом является раси. Ирение частотного диапазона работы фазомегра в сторону как высоких так и низких частот, диачазон которых ограничивается работоспособно стью формирователей. Формула изобретения Цифровой фазометр, содержащий вре. мяимпульсный преобразователь, последовагельно соединенные генератор счетных импульсов и формирователь импульсных последовательностей, общие для двух идентичных каналов, каждый из которых Включает формирователь, триггер, два блока привязки к экстремальным значениял си 1 нала, каждый из котооых содержит два элемента совпадений Выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика, первый выход которого соединен с блокирующил 1 входол второ о злел 1 ента совпадений и входом триггера, управляющие входы элементов совпадений соединены соответственно с прямым и инверсным выходами формирователя, первый вход времяимпульсн ого преобразователя соединен с выходом генератора счетных импульсов, о т л и ч а ющ и й с я тел, что, с целью расширения частотного диапазона, в каждый из каналов вваданы блок счетных трип еров и два мульти 11 ли-,сора, адресные входы которых соединены с параллельными выходами ров рсивных счетчиков, а сигнальные входы подключены к выходам формирователя импульсных последовательностей, входы блока счетных триггеров соединены соответственно с выходами мультиплексоров и сигнальными входами элементов совпадений блоков привязки к экстремальным значениям сигнала, а вторые сигнальные входы первых элементов совпадений обоих блоков привязки к экстремальным значениям сигнала соединены соответственно с первым и вторым выходами блока счетных триггеров,1666968 Составитель М.КатановаТехред М.Моргентал Корректор В. Гирняк Редактор Н.Цалихина Заказ 2519 Тираж 413 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 при этом второй выход реверсивного счетчика блока привязки к экстремальным значениям соединен с блокирующим входом первого элемента совпадений, а выходы тритгеров двух идентичных каналов соединены соответственно с вторым и третьимвходами время импульсного преобразователя.