Цифровой фазометр мгновенных значений

О П И С А Н И Е1859952И 30 РЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциал истине скихРеснубттик(22) Заявлено 26,01,79 (21) 2717860/18 21 6 01 В 25/00 с присоединением заявки-Ъеударотееивкй какитетСССР во делан изобретений и открытий.77 (088.8) Дата опубликования описания 30 л 8.811 Ю. М. Вешкурцев, В. Г, Гладилович и В. И. Лавринович(72) Авторы изобретения Омский политехнический институт 1с(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении статистических характеристик флуктуации фазы сигнала.Известен цифровой фазометр мгновенных значений, содержащий формирователь, выход которого соединен со входом блока управления и с первым входом основного элемента И, через второй вход которого эталонный генератор подключен к входу основного индикатора максимального значения 11,: Известный фазометр мгновенных значений в пределах,от 0 до + 180 измеряет максималь ное значение фазового сдвига, Это максималь 15 ное значение может быть либо положительным, либо отрицательным, т,е, характеризовать предел диапазона изменения переменной составля. кицей фазового сдвига лишь с одной стороны, Ширина тцтапазона изменения переменной состав. ляющей фазового сдвига при этом остается неизвестной, В практике же (например, при разработке аппаратуры с относительной фазовой модуляцией) имеется потребность определенияг значения ширины диапазона изменения перемен. чой составляющей фазового сдвига.Цель изобретения -расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения ширины диапазона изменештя переменной составляющей фазового сдвига.Цель достигается тем, что в цйфровой фазо. ьвтр мгновенных значений, содержащий эталонный генератор, выход которого подключен к первому входу основного элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя и первым входом блока управления, а выход основного элемента И подключен к входу основного индикатора значений, допол. вительно введены два ийдикатора значений, два элемента И, дискриминатор опережения, фазовращатель и коммутатор, первый вход которого подключен к первому входу первого дополнительного элемента И и к первому выходу дискриМинатора опережения, второй выход которого соединен с первым входом вто. рого дополнительного элемента И, первый и второй входы формирователя соответственно подключены к первому и второму входам .управляющем входе,15 20 дикатоРУ 11 значения. дискриминатора опережения и к первым выходам коммутатора и фазовращателя, первыйвход которого соединен со вторым выходомкоммутатора, а второй вход соединен с выхо.дом основного индикатора значений, причемвторой вход коммутатора подключен к третьему входу основного элемента И и к первомувыходу блока управления, второй выход ко.торого соединен со вторыми входами допол.нительных элементов И, третьи входы которыхобъедииешя и подключены к выходу эталонного генератора, а четвертые их входы такжеобъединены и подключены к выходу формиро.ватсля, выходы допсншительных элементов Исоответственно подключены ко входам дополнительных индикаторов значений.Кром того; первый дополнительный иццикатор знаюний может быть выполнен реверсивным, у которого выход соединен со вторым входом блока управления, третий выходкоторого подключен к управляющему входупервого дополнительного индикатора значений,а также к третьему входу формирователя итретьему входу дискриминатора опережения.На чертеже представлена функциональнаясхема цифрового фазометра мгновенных значений,Цифровой фазометр содержит коммутатор 1,фазовращатсль 2, дискриминатор 3 опережения,формирователь 4, блок 5 управления, эталон ный генератор б, элементы И 7 - 9, индикаторы 10 - 12 значсшй, шины 13 и 14 опорногои исследуемого сигналов.Формирователь 4 представляет собой устройство, формирующее импульс, длительность которого пропорциональна мгновенному сдвигуфаз между опорным и исследуемым колебаниями.Индикатор 11 значения фиксирует и инди.пирует максимальное отклонение сдвига фазв сторону болыпих значений от заданного уровня. Он может содержать регистр текущих значений, регистр максимального значения, блоксравнения кодов и отсчстное устройство.Коммутатор 1 прсдставляст собой двухканальное переключающее устройство, котороеодновременно подключает шину 13 опорногосигнала ко входу фазовращателя 2, а шину14 - к первым входам дискриминатора 3 опережения и формирователя 4, если на его управляющем входе присутствует высокий потенциал, в противном случае шина 14 подключается к фазовращателю 2, а шина 13 - к первымвходам дискриминатора 3 опережения и формирователя 4. Работает коммутатор 1 при на.личин низкого потенциала на его втором входе.Дискриминатор 3 опережения фиксирует знакмгновенного сдвига фаз. Если опорный сигналотстает от исследуемого, то дискриминатор 3 25 30 35 40 45 50 55 опережения выдает на первом выходе низкий потенциал, а на втором выходе - высокий потенциал. В противном случае на первом выхо. де дискриминатора 3 присутствует высокий. потенциал, что соответствует положительному сдвигу фаз,Управляемый фазовращатель 2 представляет собой устройство, позволяющее сдвинуть колебание, поступающее на его вход, на угол, величина которого определяется сигналом на его Индикатор 10 значения фиксирует первое мгновенное значение фазового сдвига. Он может включать в себя счетчик и отсчетное устройство. Допускается фиксирование и индицирование некоторого среднего значения сдвига фаз, вычисленного за определенный промежуток времени,Индикатор 12 значения фиксирует и индицирует максимальное отклонение сдвига фаз в сторону меныпих значений от заданного уровня и по своему устройству он аналогичен инЦифровой фазометр работает следующим образом.После включения фазометр устанавливается в исходное состояние, при котором элемент И 7 закрыт низким потенциалом с выхода фор. мирователя 4, .индикаторы 10 - 12 значений на-. ходятся в нулевом. состоянии, При этом на вы. ходе блока 5 управления появляется высокий потенциал, который подготавливает к откры. тию элемент 7. Элемент 8 и 9 закрыты низким потенциалом со второго выхода блока 5 управления. Коммутатор находится в таком по. ложении, что шина 13 подключена ко входу фазовращателя 2, а шина 14 - непосредствен. но к первым входам формирователя 4 и дискриминатора 3 опережения. Управляемый фазоврашатель 2 вносит фазовый сдвиг, равный нулю, поскольку на его втором входе присутст. вуст нулевой сигнал с выхода индикатора 10,При поступлении опорного О, и исследуемого Ог сигналов с шин 13 и 14 на входы ком. мутатора 1 на выходе формирователя 4 появляется импульс положительной полярности, Этот импульс поступает на вход блока 5 управ ления и одновременно открывает элемент 7, через который импульсы эталонного генератора 6 поступают на вход индикатора 10. При окончании первого импульса с выхода формирователя 4 закрывается элемент 7 на весь последующий период работы фазометра и, кроме того, осуществляется переключение коммутато. ра 1 если первое значение фазового сдвига было положительно, то сигнал О," с шины 13 продолжает поступать на вход фаэоврацателя 2 а сигнал О, с шины 4 - на первые входы дискриминатора 3 опережения и формироватс859952 6иах дискриминатора 3 опережения. Элементы 8и 9 оказываются подготовленными к открытию.Эти элементы открывает высокий уровень совторого выхода блока 5 управления, которыйпоявляется вслед за установлением на третьемвыходе блока 5 управления. Через открьпыеэлементы 8 и 9 импульсы эталонного генера.тора 6 поступают на входы индикаторов 11и 12, В индикаторе 12 они суммиру;отея с уже10 зафиксированными в этом индикаторе имлульсами, а в индикаторе 11 они вычитаются иззафиксированного там числа,Как только зафиксированное число в индикаторе 11 уменьшится до нуля, на его выходепоявляется низкий уровень, который устанавливает низкий уровень на втором и третьемвыходах блока 5 управления, Следовательно,элементы 8 и 9 оказываются закрытыми и по..ступление импульсов в индикаторы прекраща 20 ется. В результате и индикаторе 12 будет зафиксировано и проиндицировано число, рваноесумме, полученных в процессе измерения показаний индикаторов 11 и 12,Предлагаемый фазометр мгновенных значений2 обеспечивает измерение ширины диапазона из.менения переменной составляющей фазовогосдвига и автоматизацию этого измерения. ля 4, в противном случае сигнал О 1 после окончания первого импульса будет поступать на первые входы дискриминатор 3 опережения и формирователя 4, а сигнал О будет поступать на вход фазовращателя 2). Одновременно с появлением низкого потенциала на первом выходе блока 5 управления на втором его выходе появляется высокий уровень, который подготавливает к открытию элементы 8 и 9.В то же время с выхода индикатора 10 сит.нал поступает на второй вход фазовращателя 2 который вносит фазовый сдвиг и тем самым компенсирует до нуля первое мгновенное значение фазового сдвига.В момент появления второго и последуюше. го импульсов на выходе формирователя 4 дис криминатор 3 опережения будет открывать зле мент 8, либо элемент 9 в зависимости от зна ка фазового сдвига. В соответствии с этим заполняется либо индикатор 11, либо индикатор 12. При этом в индикаторе 11 фиксируется и индицируется максимальное отклонение фазо.вого сдвига от своего первого значения в сторону увеличения, а в индикаторе 12 - макси. мальное отклонение фазового сдвига от сво.его первого значения в сторону уменьшения.По окончании времени измерения на втором выходе блока 5 управления появляется низкий уровень, который закрывает элементы 8 и 9, В индикаторах 11 и 12 фиксируются и инди. 30 цируются максимальные отклонения фазового сдвига от первого значения в сторону увеличе ния и в сторону уменьшения, что соответствует двум слагаемым ширины диапазона измене иия переменной составляющей фазового сдвига. ЗЗ Таким образом, считывание с индикаторовдвух слагаемых обеспечивает измерение шири.ны диапазона изменения переменной составлякицей фазового сдвига,40Для автоматизации измерения в предлагаемом фазометре первый дополнительный иццнкатор значений 11 может быть выполнен реверсивным и его выход соединен со вторымвходом блока 5 управления, у которото третий выход подключен к управляющему входупервого дополнительного индикатора значений,третьему входу формирователя 4 и третьемувходу дискриминатора 3 опережения.Перед началом работы фазометра первыйдополнительный индикатор 11 установлен в режим суммирования, Дальнейшая работа фаэометра строго соответствует изложенной ранее.По окончании времени измерения на треть.ем выходе блока 5 управления появляется высокий уровень, который переводит индикатор11 иэ режима суммирования в режим вычита 1ния и устанавливает высокий уровень на выходе формирователя 4, а также на обоих выхоФормула изобретения 1, Цифровой фазометр мгновенных значений, содержащий эталонный генератор, выход которого подключен к первому входу основ. ного элемента И, второй вход которого соеди. нен с выходом формирователя и первым входом блока управления, а выход основного элемента И подключен ко входу основного индикатора значений,отличавший ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены два индикатора значений, два элемента И, дискриминатор опережения, фаэоврашатель и ком. мутатор, первый вход которого подключен к первому входу первого дополнительного элемента И и к первому выходу дискриминатора опережения, второй выход которого соединен с первым входом второго дополнительного зле мента И, первый и второй входы формирова. теля соответственно подключены к первому и второму входам дискриминатора опережения и к первым выходам коммутатора и фаэоврашателя, первый вход которого соединен оо вто-, рым выходом коммутатора, а второй вход со. единеп с выходом основного индикатора значений, причем второй вход коммутатора подключен к третьему входу основного элемента И и к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен со вторыми входами859952 1 О Составитель О, ХанджянЛысогорова Техред А. Ач Корректор дакто ван Тираж 732ИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб ПодписиСРаказ 7.540/б д пиал ППП Патент",од, ул. Проектная; 4 дополнительных элементов И, третьи входы которых объединены и подключены к выходу эталонного генератора, а четвертые нх входы также объединены и подключень 1 к выходу формирователя, выходы дополнительных злемен-тов И соответственно подключены ко входам дополнительных индикаторов значений.2, Фазометр по п. 1, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что первый дополнительный индикатор значений выполнен реверсивным, у кото 8рого выход соединен со вторым входом блокауправления, третий выход которого подключенк управляющему входу первого дополнительно.го индикатора значений, а также к третьемувходу формирователя и третьему входу дискриминатора опережения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР йф 600472,кл. 6 01 й 25/00, 1977.