Цифровой фазометр

Союз Советскими Социалистических Республик(23) Приоритет вид 380739/18-2 01 к 25/О Государствеииый комитетСовета Министров СССРио делам изобретеиийи открытий иковано 0512,78, Ьюллетень45 621.317.370888) 5) Лата опубликован исания 05,12.7 2) Авторы изобретен.С. Глинченко, И,К, Чмых и Кра 1) Заявитель кий политехнический институ(54) ЦИФРОВОЙ ФЛЗОГЛЕтр явлению доп коммутатора приводит к по олнительной погрешности,указанные недостатки устраняютсяв двух полупериодных фазометрах, имеющих один цикл измерения.Известны триггерные двухполупериодные цифровые фазометры с преобразованием Фазового сдвига в интервалы времени, использующие информацию о положительных и отрицательных нуль-переходах исследуемых сигналов и содержащие также задающий генератор, триггер,элементы совпадений,. элемент ИЛИ,суммирующий счетчик и времязадающийблок ).21Формируемые н таких фазометрахвременные интервалы, соответствующиеположительным и отрицательным нулевымпереходам исследуемых сигналов, приуглах больше 1800 перекрываются новремени, что при использовании суммирующего счетчика требует квантованийуказанных интервалов двумя сдвинутыми на 180 последовательностями счетных импульсон. Последнее приводит кснижению разрешающей способностифазометра и взаимному влиянию счетныхимпульсов обоих последовательностейпосле объединения их .по ИЛИ на перекрывающихся участках временных интерван Изобретение относится к областирадиоизмерительной техники и можетбыть использовано для построения цифровых фазометрон,Известен триггерный двухполупериод 5ный цифровой фазометр, основанный напреобразовании Фазового сдвига вэквивалентный интервал времени по положительным и отрицательным нульпереходам исследуемых сигналов и реГистрации счетных импульсов, количество которых пропорционально длительности временного интернала, содержащее Формирующие блоки, элементы И,триггеры, генератор импульсов,делитель)5частоты, коммутатор и счетчик импульсон 1Нед статок таких манометров - аличи двух циклов работы, в каждом изкоторых осуществляется цифровое иэ- фмерение длительности временных интервалов, соответствующих одной из парисследуемых нуль-переходов первогои второго каналов, что приводит к дополнительной погрешности за счет неполной компенсации относительно быстрых уходов нулевой линии, соизмеримыхсо временем измерения., Кроме того,применение реверсивного счетчика усложняет схему фазометра, а наличие У (ъ т,"епурных 1 4 п,цлов. При этом изменяются параметры счетных импульсов и динамический порог срабатывания счетчика, что приводит к дополнительной погрешности измерения,Цель предлагаемого изобретения - повышение точности и разрешающей способности цифрового фазометра.Она достигается тем что в цифровой 5 фазометр, содержащий преобразователь сдвига фаз во временной интервал, выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов И, триггер, времязадающий блок, элемент 10 ИЛИ, выход которого подсоединен ко входу суммирующего счетчика импульсов и задающий генератор, введены два идентичных блока синхронизации, выход задающего генератора подключен ко )5 вторым входам элементов И, к первым входам блоков синхронизации и ко входу триггера, прямой и инверсный выходы которого, подключены ко вторым входам соответственно первого и второго блоков синхронизации, третьи входы которых подключены к выходам первого и второго элементов И, выходы блоков синхронизации соединены со входами элемента ИЛИ.25Кроме того, каждый блок синхронизации включает в себя блок переноса, делитель частоты, электронный ключ, триггер, элемент И и управляемый триггер, причем первый и второй входы блока переноса соответствуют сост" ветственно первому ивторому входам блока синхронизации, выход блока переноса подключен через последовательно соединенные электронный ключ и триггер к первому входу элемента И и к управляющему входу управляемого триггера и непосредственно ко второму входу элемента И и ко входу время- задающего блока, четвертый вход элемента И соединен с выходом время задающего блока, третьим входом блока синхронизации является вход делителя частоты, выход которогочерез управляемый триггер соединен с одним иэ входов электронного ключа и с третьим входом элемента И, выход которого является выходом блока синхронизации.На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого цифрового фазометра, на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу фазометра. Фазометр содержит преобразователь 1,.сдвига фаз в временной интервал, задающий генератор 2, триггер 3, элементы 4 и 5 совпадейия, элемент 6 ИЛИ, 58 суммирующий счетчик 7 импульсов, времязадающий блок 8,и два идентичйых блока 9, 10 синхронизации, состоящих из делителей 11 и 12 частоты триггеров 13 и 14, электронных ключей 15 и 16, блоков. 17 и 18 переноса, управляемых триггеров 19.и 20, элементов 21 и 22 совпадений. 85 Выход триггера 3 через блок 17переноса также подключается к времязадающему блоку 8, формирующему времяизмерения.Делители 11 и 12 частоты имеют одинаковый коэффициент. деления, удовлетворяющий условию К -К 5. Импульсс выхода соответствующего делителя,например 11, устанавливает управляемыйтриггер 19 в состояние, открывающее электронный ключ 15, Возвратуправляемого триггера в нулевое состояние осуществляется прямой последовательностью выходных импульсовблока 17 переноса. За счет делениячастоты на 2 (счетный триггер 13) .установка в нуль управляемого триггера 19 произойдет вторым с моментаоткрытия электронного ключа 15 импульсом с выхода блока 17 переноса.Этот импульс, соответствующий регистрируемому, проходит через элемент21 совпадений и элемент ИЛИ на входсуммирующего счетчика 7. Его временное положение жестко привязано к прямой непрерывной последовательностиимпульсов триггера 3. Аналогичноосуществляется синхронизация счетныхимпульсов по второму каналу сдвинутойна 180 последовательностью, импульсовтого же триггера. В результате приквантовании временных интервалов отобщего задающего генератора достигается раздельная регистрация счетныхимпульсов по обоим каналам общим суммирующим счетчиком и необходимый разнос их во времени на входе счетчикаПри этом исключается взаимное влияниепачек счетных импульсов, соответствующих временным интервалами+ и 1существенно проявляющееся в фазометрах, где квантование осуществляетсясдвинутыми последовательностями счетных импульсов. При перекрытии пачекизменяется эффективная длительностьсчетных импульсов на выходе элементаИЛИ в динамический порог срабатываниясчетчика, что приводит к систематической погрешности измерения.Преобразователь 1 осуществляет.преобразование измеряемого фазовогосдвига в эквивалентные интервалы времени по положительным и отрицательнымнуль-переходам исследуемых сигналов(+) и Й+). В элементах 4 и 5 совпадений временные интервалы заполняются счетными импульсами от общегозадающегогенератора 2 и поступаютна блоки 9 и 10 сийхронизации которыеобеспечивают - раздельную регистрациюсчетных импульсов при перекрытии временных интервалов и исключают их взаимное влияние при регистрации общим,суммирующим счетчИком. В составэтих блоков входят делители 11 и 12частоты, блоки Г 7 и 18 переноса, триггеры 13 и 14, электронные ключи 15 и16, управляемые, триггеры 19 и 20,элементы 21 и 22 совпадений,636558 формула изобретения 5Триггер 3 производит деление на две частоты счетных импульсов с выхода задающего генератора и совместно с блоками 17 и 18 переноса,подключенными к выходу задающего генератора и прямому и инверсному выходам триггера 3, формируют две последовательности коротких импульсов, сдвинутых на 180 или 5 во времени - на величину периода счетных импульсов. Элементы 11 13, 15, 17, 19, 21 осуществляют синхронизацию сЧетрых . 10 импульсов, соответствующих интервалупрямой непрерывной последовательностью импульсов с выхода блока 17 переноса, подключенного к прямому выходу триггера 3. Элементы 12, 14, 16, 18, 20, 22 осуществляют синхронизацию счетных импульсов, соответствующих интервалу Су- со сдвинутой на 180 Опоследовательностью импульсов блока переноса 18, подключенного к инверсному выходу триггера 3, В данном. случае эта погрешность проявляется в виде скачка на фазовой характеристике в области 180 . Ее можно найти по формулеЬМ= 360 РаГ 25где Р - частота сигнала;ьФ - изменение эффективной длительности счетных импульсов. %Ък, при Р =1 ИГц, Ь%э,Р, 2 нс, А Ч 0. 72, В фазометрах с повышенной точностью такие погрешности являются .недопус- тимымие Использование общей последовательности счетных импульсов для кванто вания временных интервалов, соответствующих положительным и отрицательным нуль-переходам входных сигналов при той же частоте квантования повышает разрешающую способность фазометра в 40 2 раза. Цифровой фазометр, содержащий преобразователь сдвига фаз во временной 46 интервал, выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов И, триггер, времязадающий блок, элемент ИЛИ, выход которого подсоединен ко входу суммирующего счетчика импульсов, и задающий генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности, в него введены два идентичных блока синхронизации, выход задающего генератора подключен ко вто-. рым входам элементов И, к первым входам блоков синхронизации и ко входу триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены ко вторым входам соответственно первого и второго блоков синхронизации, третьи входы которых подключены к. выходам первого и второго элементов И, выходы блоков синхронизации соединены со входами элемента ИЛИ.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый блох синхронизации включает в себя блок переноса, делитель частоты, электронный ключ, триггер, элемент И и управляемый триггер, причем первый и второй входы блока переноса соответствуют соответственно первому и второму входам. блока синхронизации, выход блока переноса подключен через последовательно соединенные электронный ключ и триггер к первому входу элемента И и к управляющему входу управляемого триггера и непосредственно ко второму входу элемента И и ко входу время- задающего блока, четвертый вход элемента И соединен с выходом время- задающего блока, третьим входом блока. синхронизации является вход делителя частоты, выход которого через управляемый триггер соединен с одним из входов электронного ключа и с третьим входом элемента И, выход которого является выходом блока синхронизации.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР У 359608, кл, ч 01 Я 25/00, 19712Авторское свидетельство СССР Р 211655, кл.,б 01 Я 25/08, 1969.б 3 б 558 г Составитель Л. Плетневаактор Б. Павлов Техред З.Фанта КорректоР Ь. Кравченко Зб/50 Тираж 1070 Под И .государственного комитета Советапо делам изобретений и откр113035, Москва, Ж, Раушская н Заказ ЦН