Цифровой измеритель разности фаз

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И Я Савв Советских СШЮлистических Республик(71) Заявите ОВОЙ ИЗМЕРИТ АЗНОСТИ Ф(54 вторым входам первой и второй схепадения, третьи входы этих схем счерез второй триггер и делитель часвыходом второго формирователя,формируюцее устройство, имеющеевход с вторым, через третий триггерключено к первому входу второй схемпадения, выходы соответствующихсовпадения подключены соответств1 О входам счетчиков, выходы которых почены к арифметическому устройствуОднако при определении разноств устройстве по формуле м соввязаны тоты с третье общийлоды еовсхем нно к дклю. и фаз;7т 360-- 361и где- время, соответствующее фазовомусдвигу контролируемых сигналов;- период контролируемых сигналов;а - количество,квантующих импульсов за время п 1;А - количество квантующих импульсов за время пТ;п - количество периодов,контролирусмых сигналов, в течение которых производится измерение, требуется достаточно сложное арифметическое устройство, что приводит к усложнению конструкции устройства в целом,О Т Изобретение относится к измерительнои технике и может быть использовано в фаза. метрах, а также в устройствах, где необходимо измерять разность фаз, в частности и четырехполюсниках.Известен цифровой фазаметр, время измерения которого много больше периода следования исследуемых сигналов и,постоянно, который содержит два формирователя, триггеры, электронные ключи, делитель частоты, счетчики, генератор квантующих импульсов, схем пуска, ФЧД 11.Недостатком фазометра является погрешность, связанная с некратностью времени измерения и периода сигнала. Для уменьшения этой погрешности требуется большое время измерения или увеличение частоты входного сигнала, синхронизация момента заттуска, подстройка частоты генератора квантующих Бмпульсов, что не способствует увеличению быстродействия или значительно усложняет конструкцию фазометров.Известен цифровой измеритель разности фаз, содержащий два формирующих устройства, выходы которых подключены к триггеру формирования временного сдвига исследуемых сигналов и через него к первому входу первой схемы совпадения, генератор квантующих импульсов подключен к 744362Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности, которое достигается упрощением конструкции измеригеля, благодаря упрощению логикп работы и арифметической части устройства.Эта цель достигается тем, что в цифровой измеритель разности фаз, содержащий первый, второй и третий формирователи, первый, второй и чретий триггеры, первый и второй счетчики, делитель частоты, генератор квантующих импульсов, первьй и второй элементы совпадения, при этом вы. холы первого и второго формирователей соединены с первым и вторым входами первого триггера, выход которого подсоединен к входу первого счетчика, входы третьего и первого формирователей соед;пе:ы, а выход его соединен с первьм входом второго триггера, выход которого сое;ншен с ,первым входом второго элемента сравнения второй и третий входы которого подсоединены соответственно з генератору квдтуощих ымпчльсов и одкомх из выходов третьего тригеравведены третий элемент со - падения, элемент сравнения и эдемет разделения, причем вход элемента сравнения соединен с одним из выходов второго счетчика, а выходы больше - равно и меньше присоединены соответственно,к управляющим входам третьего триггера, счетный вход которого соединен с выходом первого формирователя, а второй ого вход подсоединен к первому входу третьего элемента совпадения, второй и третий аходы которого соответственно подсоединены к генератору. квачтующих импульсов и к выходу зторого триггера, выход третьего элемента совпадения соединен с одним из входов элемента разделения, второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом этой схемы второго элемента совпадения, а выход его соединен с вторым входом тер вого элемента совпадения и с входом второго счетчика, второй выход которого иодсоелинен к второму входу второго триггера.Блок-схема измерителя показана на черт,еже.Измеритель состоит из первого, второго ц третьего формирователей 1, 2 и 3, первого, второго и третьего триггеров 4, 5 и б, первого, второго и третьего элементов совпадения 7, 8 и 9, делителя частоты 10; генератора квантующих импульсов 11, первого и второго счетчиков 12 и 13, элемента сравнения 14 и элемента разделения 15.Перед началом работы измерителя коэффициент счета счетчика 13 устанавливается равным К= - 360 10", а по вводу в элемент сравнения 14 вводится У 2 К -- Т 1 о, где , - частота квантующего генератора 11 и Т 1, - количество импульсов за период следования входного сигнала. В делитель частоты 10 вводится К величина которого выбирается в зависимости от требуемого уменьшения низкочастотной погрешности. Так при К, -- .2 Л 1 уменьшаетсяв лва раза и т. д.11 рп подаче команды пуск делительчастоты 10 и счетчики 12 и 13 устанавли 5вяются в нулевос положение и, так какУ 20, то на управляющем выходе больше - равно схемы сравнения 14 появитсяразрешающий потенциал, который вместе симпульсом с выхода формирователя 1 устанавливает триггер б в единичное состо 5 кис,После окончания команды пуск по переднему фрокту входного сигнала форми 15роватсль 3 вырабатывает импульс, устанавлпппощий триггер 5 в единичное состояние. Разрешающие потенциалы с триггеров5 и б открываот элемент совпадения 9 иимпульсы с генератора 11 через элементразделения 15 поступают на вход счетчика13 н ка элемент совпадения 7, на другойвход которого с триггера 4 поступают импульсы длительцостью, равной временномусдвигу исследуемых сигналов преобразованныхх формирователями 1 и 2. Сформпровя;ыс пачкимпульсов с элемента совпялсния 7 Ля=-1, поступают на вход счетчи.к; .2. Олов 1 смено вантуошие мпульсы поступают на счетчик 13 с частотой равной ,. Когда число импульсов в счетчике13 станет больше числа Л, разрешающийпотенциал возникнет на шине меньшеэлемента сравнения 14. Этот потенциал полготогпт триггер б к перебросу, которыйпроизойдет после поступления па его счетць.й вход импульса с формирователя 1.После этого элемент совпадсния 9 запирается, а элемент совпадения 8 отпирается.Время, в течекие которого был открыт элемент совпадения 9, равно40й.,360 10 Т - Т. После отпирания элемента 8 импульсыс квантующего генератора 11 поступают ца45делитель частоты 10 и с его выхода на входы счетчика 13 и элемента 7 поступают импульсы с частотойЛ50 Когда количество импульсов в счетчике13 станет равным К с его выхода импульс сбрасывает триггер 5 в куль и, слеловятельцо, элементы 8 и 9 запираются.Элемент 8 открыт на время55 11 сч ЛТ 1ОСуммарное время работы измерителяравно60=+14=360 10" То+ Т(К, - 1),Так как элемент 9 открыт целое числопериодов исследуемых сигналов, то истин 65 ное значение 1360 10" То+ Т . КЗа время работы измерителя количество импульсов с генератора 11, еоторое поступит в счетчик 12, равноЧ= Ьчто соответствует фазовому сдвигу непосредственно в градусах и не зависит от частот квантующих и исследуемых импульсов.Известно, что низкочастотная погрешность при измерении сдвига фаз равна нулю при кратности периода исследуемых сигналов и величины времени измерения и возрастает до максимального значения, когда время измерения 1,= в (а+ ,) Т, где и - целое число периодов исследуемого сигнала, В предлагаемом измерителе максимальная погрешность возникнет, когда 1 ., = =(и+К+,К )Т,Таким образом в измерителе, где время измерения значительно больше периода сигнала, низкочастотная погрешность умень,шена в К, раз при незначительном увеличении времени измерения на Т. КФормула изобретенияЦифровой измеритель разности фаз, содержащий первый, второй и третий формирователи, первый, второй и третий триггеры, первый и второй счетчики, делитель частоты, генератор квантующих импульсов и первый и второй элементы совпадения, при этом выходы первого и второго формирователей соединены с первым и вторым входами первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения, выход которого подсоединен к входу первого счетчика, входы третьего и первого формирователей соединены, а выход его соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым 5 входом второго элемента сравнения, второйи третий входы которого подсоединены соответственно к генератору квантующих импульсов и одному пз выходов третьего триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства, он снабжен третьим элементом совпадения, элементом сравнения и элементом разделения, причем вход элемента сравнения соединен с одним пз выходов второго счетчика, а выходы 15 больше - равно,и меньше присоединены соответственно к управляющим входам третьего триггера, счетный вход которого соединен с выходом первого формирователя, а второй его выход подсоединен к пер вому входу третьего элемента совпадения,второй и третий входы которого соответственно подсоединены к генератору квантующих импульсов и к выходу второго триггера, выход третьего элемента совпадения 25 соединен с одним из входов элемента разделения, второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом второго элемента совпадения, а выход его соединен с вторым входом первого элемента совпа дения и с входом второпо счетчика, второйвыход которого подсоединен к второму входу второго триггера.Источники информации, принятые во 35 внимание при экспертизе:1. П. Т, Смирнов. Цифровые фазометры, Энергия, Ленинград, 1974, с. ЗО - 42.2. Авторское свидетельство СССРМо 402827, кл. (з 01 й 25/00 1972,744362 1 зедактор Е. Караулова Корректор С. Файн аказ п. Харьк. фил, пред. Патент Составитель М. Барашкое Техред В. Серякова 3 951 Изд. М 328 Тираж 1033 оиск Государственного комитета СССР по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 1 одпнспо открытн