Цифровой фазометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз Советских СоциалистическихРеспублик 6 01 й 25/08 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения М атанова, А, В. Кирякин и М. В 71) Заявпте ОВОЙ ФАЭОМЕ времени измере уемых сигналов Фаэометра Ф м образом: я и периода анаВыходная инфорзапишется слелизмацдующиотс,т фазовый интервал;частота входного сигнала;стандартный временной интерзал;частота тактового генератора.значение сдвига фаз Чь иэмерениясУу определяими выражениями: д трВТ Истинно и погрешно ются следу и Фвк Гтакт такт(ер в) где ЬЬр щего в о вошедшая интервалсдвига внщая от ча Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованопри создании радиотехнических устройств различного назначения, в частности автоматических устройств измерения сдвига фаз сигналов,Известен Фазометр, используемыйдля определения сдвига Фаз двух синусоидальных сигналов эа стандартныйвременной интервал, содержащий преобразователи сдвига фаз во временнойфазовый интервал иизмерители временных фазовых интервалов за стандартноевремя 1.13.Однако измерение Фазовых интервалов за стандартное время имеет недостаточную точность, особенно в диапазоне входных сигналов низкой частоты,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому изобретению 20является устройство, содержащее преобразователь сдвига Фаз во временной интервал, элементы И, формирователь стандартного временного интервала, тактовый генератор и реверсивныйвыходной счетчик 1.21.Однако и в этом устройстве приотсчете разности Фаз за стандартныйвременной интервал возникает ошибка,обусловленная некратностью стандарт- ЗО часть последукщего, попав- счет фазового интервала, не в стандартный временной В определение фазового осится погрешность, зависястоты входного сигнала ивеличины стандартного временного интервала.Цель изобретенияповышение точности за счет уменьшения погрешности, обусловленной некратностью времени измерения и периода анализируе 5мых сигналов.Поставленная цель достигается тем,что н цифровой фазометр, содержащийпреобразователь сдвига фаз во временной интервал, входы которого подключены к исследуемым сигналам, а выходк первому входу первого элемента И,второй вход которого соединен с выходом тактового генератора, а третийс выходом формирователя временногоинтервала, вход которого подключен к 15выходу тактового генератора, и ренерсинный счетчик, введены формирователь синхроимпульсов, регистр, делитель частоты, двоично-десятичныйумножитель,первый и второй дополни Отельные формирователи временных интервалон, второй и третий элементы Ии элемент ИЛИ, причем суммирующийвход реверсивного счетчика подсоединен к выходу элемента ИЛИ, первый25вход которого подключен к выходупервого элемента И, а второй к .выходу второго элемента И, первый входкоторого соединен с выходом тактового генератора, а второй с выходомпервого дополнительного формирователя временного интервала, первыйвход которого подключен к выходупреобразователя сдвига фаз во временной интервал, а второй - к выходу формирователя временного интернала, при этом вычитающий вход реверсивного счетчика подсоединен к выходу третьего элемента И, соединенногоперным своим входом с выходом двоично-десятичного умножителя, а вторым - 40с выходом второго дополнительногоформирователя временного интервала,первый вход которого подключен квыходу преобразователя сдвига фазно временной интервал, а второй квыходу формирователя временного ин"тервала и одновременно ко входу формирователя синхроимпульсов, а выходпоследнего подключен к упранляющемувходу регистра, информационные входыкоторого подсоединены к выходам реверсивного счетчика, а выходы к управляющим входам дноично-десятичногоумножителя, информационный вход которого соединен с выходом делителя частоты вход которого подключен к выходу тактового генератора,На фиг, 1 представлбйа блок-схемацифрового фазометра, на фиг, 2 - временные диаграммы его работы,фазометр содержит преобразователи 1 сдвига фаз во временной интервал, тактовый генератор 2, первыйдополнительный формирователь временного интервала 3, второй дополнительный формирователь временного интервала 4, формирователь 5 стандартного временного интервала, первыйэлемент И б, второй элемент И 7,третий элемент И 8, формировательсинхроимпульсон 9, элемент ИЛИ 10,ренерсинный счетчик 11, регистр 12,двоично-десятичный умножитель 13,делитель 14 частоты.Цифровой фазометр работает следующим образом.Анализируемые сигналы поступают навходы преобразователя 1 сдвига Фазво временной интервал. С выхода преобразователя интервалы, равные временному сдвигу фаэ, (фазовые инте 1 валы) постудают на первый элементИ б, который в течение временныхфазовых интервалов, попадающих нстандартный временной интервал, вырабатываемый формирователем 5 временных интервалов, пропускает сигналытактового генератора 2 на элементИЛИ 10 и далее на суммирующий входренерсивного счетчика 11. По заднему фронту временного интервала формирователь синхроимпульсов 9 вырабатынает импульс разрешения считынанияинформации счетчика 11 в регистр 12,управляющий коэффициентом преобразования двоично-десятичного умножителя 13. Одновременно по заднему фронту стандартного временного интерваласрабатывают первый 3 и второй 4дополнительные формирователи временных интервалов. Первый дополнительныйформирователь временного интервала 3вырабатывает временной интервал, равный части последнего фазового интервала, не вышедшей и стандартный временной интервал. Если задний фронтстандартного временного интервала непопадает на участок фазового интервала, то ЬСу равен нулю. В течение интервала ЬСу второй элемент И 7 пропускает сигналы тактового генератора 2 на элемент ИЛИ 10 и далее насуммирующий вход счетчика 11, Второйдополнительный формирователь временного интервала 4 вырабатывает временной интервал Ь Т, равный части последнего периода входного сигнала, не вошедшей в стандартный временной интернал. В течение интервала Ь Т третий элемент И 8 пропускает сигналытактового генератора 2, масштабированные делителем частоты 14 и дноично-десятичным умножителем 13, в соответствии с управляющей информациейрегистра 12 на вычитакщий вход реверсивного счетчика 11,Информация в счетчике 11 ч", опреОтсделяется выражением:Ф:1 ст +с Фото- такт Р Ьх ст р такттакт Сттат ъ,р ьч т(4)1 (учитывая, что АТ=(С, -ЬС 1и выбирая 1 тахт КТс.т = 1 где К - коэфФициент передачи делителя частоты 14получаем, сравнивая выражения (2)и (4)фос фи фт.е. величина отсчитанного сдвигаФаз Фравна истинному значениюО 1 С.сдвига фаз Фр,5Применение предлагаемого изобретения позволяет существенно повыситьточность определения сдвига фаз входных сигналов за счет уменьшения погрешности, обусловленной некратностьювремени измерения,и периода анализируемых сигналов, особенно значительной в области низких частот, а,такжеобеспечить определение сдвига Фазс высокой точностью при постоянномвремени измерения и сохранении масштаба преобразования независимо отчастоты входных сигналов. Кроме того,автоматическая коррекция результатаопределения сдвига фаз: в ,ыполняетсябез увеличения времени измерения, 2 Опоскольку следующее измерение можетбыть начато по переднему фронту аходного сигнала, так как передний фронтстандартного временного интервала синхронизирован со входным сигналом,Формула изобретенияЦифровой Фазометр, содержащий преобразователь сдвига Фаз во времен- ЗО ной интервал, входы которого подключены к исследуемым сигналам, а выход к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом тактового генератора, а третий - 35 с выходом формирователя временного интервала, вход которого подключен к выходу тактового генератора, и реверсивный счетчик, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше- щ ния точности за счет уменьшения погрешности, обусловленной некратностью времени измерения и периода анализируемых сигналов, в него введены формирователь синхроимпульсов, регистр,делитель частоты, двоично-десятичныйумножитель, первый и второй дополнительные формирователи временных интервалов, второй и третий элементыИ и элемент ИЛИ, причем суммирующийвход реверсивного счетчика подсоединен к выходу элемента ИЛИ, первыйвход которого подключен к выходу первого элемента И, а второй к выходувторого элемента И, первый вход которого соединен с выходом тактового генератора, а второй с выхо"дом первого дополнительного формирователя временного интервала, первыйвход которого подключен к выходупреобразователя сдвига Фаз во временной интервал, а второй - к выходуФормирователя временного интервала,при этом вычитающий вход реверсивногосчетчика подсоединен к выходу третьего элемента И, соединенного первьщсвоим входом с выходом двоично-десятичного умножителя, а вторым - с выходом второго дополнительного формирователя временного интервала, первый вход которого подключен к выходупреобразователя сдвига фаз во временной интервал, а второй к выходу формирователя временного интервала иодновременно ко входу формирователясинхроимпульсов, а выход последнегоподключен к управляющему входу регистра, информационные входы которого подсоединены к выходам реверсивного счетчика, а выходы к управляющимвходам двоично-десятичного умножителя, информационный вход которого соединен с выходом делителя частоты,вход которого подключен к выходу тактового генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 653577, кл, 6 01 й 25/00, 1979,2. Авторское свидетельство СССРВ 257616, кл, 6 01 й 25/00, 1969,"бхай оставитель В, Ребцовехред С. Мигунова Кор Редактор К, Волощук тор Н. Швыдкая Заказ 6899/б 3 Тираж 732 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.