Цифровой усредняющий фазометр

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ11 74436 Союз Советских Соииаиистических Республик(43) Опубликовано 2 ам изобретеиии открытий 5) Дата опубликования описания 07.12.81 2) Авторыизобретения А. Горячкин, Н, И. Моторин и Е. Н, Степин(54) ЦИФРОВОЙ У Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано в точных фазовых радионавигационных системах.Известен цифровой фазометр, который содержит формирователя импульсов, схему запуска измерения, схемы задержки импульсов, схему анализа,совпадвний имлульсоввентильные схемы, триггеры и информационный счетчик, выход которого,под хлючен к цифровому вычислителю 11,Недостатки известного фазометра следующие:,не обеспечивается достоверное измерение средней на интервале,наблюдения разности фаз, если разность между числомпериодов опорного и входного оипналов на этом интервале превысит единицу из-за частотной расстройки (допплеровское смещение) между сигналами.Длительность интервала наблюдения за висит от величины частотной расстройки, т. е. чем больше она, тем меньше должен быть интервал наблюдения, а следовательно, и меньше точность измерения.Целью изобретния является повышение 25 точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий первый и второй формирователи импульсоввыходы которых соединены соответственно с первым и вто- З 0 НЯЮШИЙ фАЗОМЕТР рым входами блока запуска измерений, выход которого присоединен к первому, входу блока анализа совпадения и через первый блок задавания импульсов к первым входам первого и второго вентилейвторой блок задания импульсов, вход которого соединен с выходом второго формирователя и вторым входом блока анализа совладения, а выход его соединен с вторым входом первого и первым входом третьего вентиля, третий вход первого вентиля соединен с первыми входами пятого и шестого вентилей, четвертый вход первого вентиля соединен с выходом блока анализа совпадения, первый триггер, входы,которого соединены с выходами первого вентиля, а первый выход его подсоединении к второму входу второго и первому входу четвертого вентилей, второй выход первого триггера соединен с вторыми входами третьего и шестого вентилей, второй триггер, первый .вход которого соединен с выходом второго вентиля, а первый и второй выходы его соединены соответственно с .вторым, входом, пятого и третьим входом шестого вентилей, у которых соответственно третий и четвертый входы соединены, выходы лятого и шестого вентилей,присоединены соответственно к первому и второму входам информационного счетчика, управляющие входы лервого н второго55 60 65 триггеров соединены, введен ревсрсивный счетчик, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами,второго и третьего вентилей, второй и третий входы четвертого вентиля соединены соответственно с четвертым входом первого и первым входом третьего вентнлеи, а выход его подсоединен к второму входу второго триггера,На фиг, 1 дана структурная схема предлагаемого цифрового усредняющсго фазометра; на фиг, 2 - временная диаграмма, поясня 1 ощая работу фазометра при поступлении нормальных и аномалыых последоВательностей входного и опорного сигналов.Устройство содержит первый 1 и Второй2 формирователи импульсов, блок 3 запуска,измерений, первый 4 и второй 5 блоки задержки импульсов, блок 6 анализа совпадений, первый вентиль 7, первый триггер 8, второй 9, третий 10 и четВертый 11 вентили, пятый вентиль 12, триггер 13, шестой вентнль 14, Иформа 11 ионн;1 с ст:1 15, рсВерсивный счетчик 16,Устроиство работает следующим образом.Входной сигнал, фаза которого измеряется относительно опорного сигнала известной частоты, и опорный сигнал поступают на входы формирователей и.апульсов 1 и 2, где преобразуются В импульснь 1 е последовательности. Выход формирователей подключен к блоку 3 запуска измерений, формирующий начало и окончание массива измере 1 гий на интервале наблюдения.При совпадении импульсов на выходе блока 6 формируется блаНкиру 1 ошИЙ строб, запрещающий прохождение задержанных на блоках 4,и 5 задержки импульсов через первый вентиль 7 1 на ЙЯ-входы первого триггера 8. Одновременно в первом вентиле 7 формируется импульс, воздействующий на триггер 8 по счетному входу, второй триггер 13 через четвертый вентиль 11 при,нудительно устанавливается в нулевое состояние, В случае отсутствия совпадения импульсов задержанные,импульсы входного и опорного сигналов проходят через вентиль 7 и Воздейсч 1 вуОт,на триггер 8 по К:.1-входам соответственно. Триггер 8 управляет работой вентилей 9, 10, 11 и 14, на выходе с вентиля 14 на время нулевого состояния триггера 13 формируется пакет импульсов масштабной частоты, поступаюцих на вход прямого счета информационного счетчика 15, что соответствует положительному отсчету мгновенной разности фаз. На выходе вснтиля 11 выделяются импульсы опорного сигнала,в случае нормальной последовательности чередующихся импульсов входного н опорного сипналов, устан;авлиВающие триггер 13 в нулевое состояние. На выходе вентиля 10 выделяются импульсы опорного сигнала при аномальной последовательносви в случае, если между сосед 1 О 15 20 25 зо 35 4 О 45 50:ними импульсами входного сигнала посту:пают два импульса опорного сигнала, Вентиль 9 работает аналогично вентил 1 о 10, на ЕГО ВЫХОДЕ ВЫДЕЛЯЕТСЯ ИМПУЛЬС ВХОДНОГО сигнала в том случае, если между соседимн импульсами опорного, сигнала поступают два импульса входного сигнала, С выхода вентилей 9 и 10 импульсы поступают на вхочы прямого и обратного счета реверсивного счетчика 16 числа переходов фазы через 2 т и определяют добавление или вычитание числа 2 л из накапливаемого р- зультата. Триггер 13 управляет работой Всптиля 12, на друтой вход которого поступают импульсы масштабной частоты, Выделенные на Выходе вентиля 12 импульсы поступают,на Вход обратного счета инфориацнонного счетчика 15,и соответствуют отрицатс,ч 11 ном Отсчету мгнОВОИИОЙ разности фаз. В счетчике 15 накаплизается сумма .ь:гИовенных отсчетов (В пречелах 2 т) разности Оал з, ннтерВал н 61 юдспил. ПО.с 1- зание счетчика 16 в момент каждого,мгниВенгОто отсчета сответствует целому числу периодов по 2 л В интерВале мех:,ду импульсом опорного сигнала и соответствующим ему импульсом Входного,с 11 п 1:ала,Интервалы времени, представленные диаграммой на фиг. 2 в, лропорцкснальны фазовому сдвигу каждого импульса входного сигнала относительно соответствуюпего ему импульса опорного сигнала на интервале наблюдс 1 шя. 1-а фнг. 2 г 1 Оказан блокирующий строб, запрещающий прохождение импульсов через Вентиль 7 на РЯ- входы триггера 8, одновременно формируется импульс, поступающий на Т - вход триггера 8. Этим же стробом триггер 13 устанавливается в нулевое состояние, Диаграмма 2 д илл 1 острирует работу триггера 8, на диаграммах 2 е,з показаны импульсы На выходах вентилей 9 и 10, поступающие на входы прямого и обратного счета реверсивного счетчика 16 числа переходов фазы через 2 т, на диаграмме 2 ж показаны импульсы на выходе вентиля 11. На диаграммах 2 и,л показаны счетные импульсы прямого и обратного счета информационного счетчика 15, диаграмма 2 к иллюстрирует работу триггера 13. Предлагаемый фазометр отличается от известных тем, что позволяет повысить точность измерения, средней величины разности фаз путем сглаживания шумовых флюктуаций фазы для сигналовимеющих Взаимную частотную расстройку, например допплеровское смещение частоты, так как величина интервала,набл 1 одепия, а следовательно и число единичных отсчетов фазы, используемых для получения средней величины, не ограничивается превышеннем единичных отсчетов фазы величины 2. Это качество значительно расширяет функциональные возможности фазомеч 1 ра при использовании в допплеровских измерительных системах.744361 1 Формула изобретения Цифровой усредняющий фазометр, со, держащий первый и второй формирователи импульсов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока запуска измеревий, выход которого присоедигнен к первому входу блока анализа совпадения и через, первый блок задания имлульсов к,первым входам первого и второго вентилей, второй блок задания импульсов, вход которого соединен с выходом второго формирователя и вторым входом блока анализа совпадения, а выход его соединен с вторым входом первого и первым входом третьего вентиля, третий вход первого вентиля соединен с первыми входами пятого и шестого вентилей, четвертый вход первого вентиля соединен с выходом блока анализа совпадения, первый триггер, входы когорого соединены с выходами первого вентиля, а первый выход его подсоединен к второму входу второго и порвому входу четвертого вентилей, второй выход первого триггера соединен с вторыми входаГми третьего и шестого вентилей, второй триггер, первый вход которого соединен с выходом второго вентиля, а первый и второй выходы его соединены соответственно с вторым входом пятого и третьим, входом 5 шестого вентилей, у которых соответственно тр етний и четвертый входы соединены, выходы пятого и шестого вентилей присоединены соответственно к первому и второму входам информационного счетчика, уп равляющие входы первого и второго триггеров соединены, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен реверсивным счетчиком, первый и второй входы которого соединены соотаетст ,венно с выходами второго и третьего вентилей, второй и третий входы четвертого вентиля соединены соответственно с четвертым входом первого и первым входом третьего вентилей, а выход его подсоединен 20 к второму входу второго триггера. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: Б 1. Патент СШЛ М 3760270, кл, 324 - 83 1 Э, 1973.744361 П Ц =П 2 р0 .11 11 П 11 1 Г В ий ЛРВ" В, 6 л ййййй йййй ййй йййй зйййюйййй у Л%Ва Лааа;Паю Фиг:2 Составитель М. БарашковТехред А. Камышникова Корректор И. Осиновская 1 едактор Т, Караулова Тип. Харьк. фил. пред. ййПатентэ Заказ 1758/287йй.П ки"Изд.628 нраж одписноеН О .Поискй Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5