Цифровой фазометр

рп 974299 Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскнкСецивлнстическнхРеспублнк(51)М, Кл. 6 01 Й 25/00 3 Ъаударотааиицй комитет СССР ио двлатт изобретений и открытий( 54) БИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР 1Изобретение относится к радиотехническим измерениям, в частности к радио- геодезическим и радионавигационным фазовым измерениям. Фазометр предназначен для измерении разности фаз двух сигналов.5 Известен цифровой фаэометр, содержащий формируюшее устройство, состояшееиэ усилителей-ограничителей, формирователей импульсов и управляемых триггеров, 1 о схемы совпадения, схемы ИЛИ, счетчик импульсов, первый и второй формирователи импульсных последовательностей счет ных импульсов со сдвигом 180 и 90 о между ними, схему ограничения измери тельного времени, выполненную в виде задаюшего генератора, делителя частоты счетных импульсов, триггера схемы совпадения и переключателя на входе20 управляемых импульсов, Схема позволяет измерять малые углы, а также установить нуль фаэометра при подаче на оба входа одного и того же напряжения (,13 . Недостатками фазометра являются низкая помехозащищенность, измеряемые сигналы должны быть непрерывными, без пауз и включений, так как в противном случае счет импульсов может остановить ся на любом числе, что дает неверный результат измерения. Известен цифровой фаэометр, содержащий два входных формируюших устройства, два ключа, логическую схему сравнения, реверсивный счетчик, генератор счетных импульсов, два делителя счетчика, один из которых с переменным коэффициентом деления. Схема фазометра обеспечивает следяший режим работы и позволяет получать результат фазового измерения без перестройки в широком диапазоне частот 2),Недостатком известного фазометра является низкая помехозащищенность широкополосных измерений разности фаэ.Бель изобретения - повышение помехозашишенности широкополосных измеренийразности фаз.974299 4 3Цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий генератор счетных импульсов, выход которого соединен с одним из входов ключевого элемента, делитель-счетчик с переменным коэфрициентом деления, один из входов которого соединен с выходом ключевого элемента, делитель-счетчик с постоянным коэффициентом деления, первый реверсивный счетч:пс, вычитающий вход которого соедиО нен с выходом делителя-счетчика с постоянным коэффициентом деления, введены устройство сравнения весов кода, второй реверсивный счетчик, коммутатор, триггер формирования разности фаз и устройство .15 сравнения, причем импульсные входы второго реверсивного счетчика связаны с импульсными выходами устройства сравнения весов кода через коммутатор, информационные входы которого соединены с соответствующими информационными выходами первого и второго реверсивных счетчиков, поразрядно соединенных с соответствующими входами устройства сравнения весов кода, входы устройства сравнения соеди иены соответственно с выходом делителя- счетчика с переменным коэффнциентомделения и выходом первого реверсивного счетчика, выход устройства сравнения соединен со вторым входом делителя-счет- Зо чика с переменным коэффициентом деления и суммирующим входом первого реверсивного счетчика, а вход счетчика-делителя с постоянным коэффициентом деления соединен с выходом генератора счетных импульсов.На чертеже представлена схема цифрового фазометра.Схема состоит из генератора 1 счетных импульсов, триггера 2 формирования разности фаз, ключевого элемента 3, счетчика-делителя 4 с постоянным коэффициентом деления (где М - основание системы, единиц измерения); делителя-счетчика 5 с. переменным коэффициентом деления (полная емкость которого равна Й ), устройства 6 сравнения, реверсивного счет- чика 7, коммутатора 8, устройства 9 сравнения весов кода, реверсивного счетчика 10,фазометр работает следующим образом.50При наличии входных подлежащих измерению сигналов триггер 2 формирует импульс, начинающийся в момент перехода черезО"в каком пибо одном (например; положительном) направлении опорного сигнала и заканчивающийся в момент перехода через "О в том же направлении измеряемого сигнала, На вход делителя- счетчика 5 через ключевой элемент 3 поступают счетные импульсы генератора 1, модулированные импульсом, сформированным триггером 2, Обозначают Е - частоту ,следования счетных импульсов, с - разность фаз входных ( измеряемых) сигналов, выраженную в долях периода, или, то же самое, отношение длительности импульса на выходе триггера 2 к периоду входных сигналов; и - содержимое реверсивного счетчика 7, Тогда количество импульсов за время 1 на выходе делителяГ 4 равно Ю 1 /М, на выходе элемента 3 равно сИ и на выходе устройства 6 сравнения равно , так как схемааИсравнения 6 формирует импульсы, обнуляюшие делителя-счетчика 5 при условии равенства значений 11 реверсивного счетчика 7 и делителя-счетчика 5. Выход устройства 6 сравнения подключен также к суммирукнцему входу реверсивного счетчика 7, вычитающий вход которого подключен к выходу делителя счетчика 4.Таким образом, на суммирующий вход. реверсивного счетчика 7 поступает количество импульсов, равное, а на вычитаюший -- . Когда и /И =й, на обаь фвхода реверсивного счетчика 7 поступает одинаковое количество импульсов, так что его содержимое не изменяется и дает отсчет разности фаз в выбранной системе единиц= и И.Если же о ) а 1 Ч , то за время 1 на суммирующий вход реверсивного счетчика 7 поступает меньше импульсов, чем на вычитаюший, и его содержимое уменьшается; при нс М на суммирующий вход за время подается больше импульсов, и содержимое его возрастает. Таким образом, содержимое реверсивного счетчика 7 всегда дает значение разности фаз в заданной системе единиц. Схема предлагаемой следящей системы обеспечивает следящий режим работы и позволяет получать результат фазового измерения без перестройки в широком диапазоне частот, Быстродействие следящей системы определяется частотой генератора 1, значе нием измеряемой разности фаз и емкостью счетчиков 4, 5 и 7, При уменьшении быстродействия следящей системы улучшается помехозащищенность измерений разности фаз, но в то же время появляется смещенная ошибка измерения, (так как следящая система нелинейна), которую необходимо постоянно учитывать и предсказывать, Ошибку измерения можно как угодно уменьшить, увеличив быстродействие следящей системы, но при этом существенно проиграв в помехозащишен% 974ности, так как следящая система отслеживает практически мгновенные значенияразности фаз, Для повышения помехозащишенности фазовых измерений вводитсяустройство, следящее за изменением разности фаэ, состоящее иэ устройства 9сравнения весов кодов, коммутатора 8 иреверсивного счетчика 10. В случае неравенства значений реверсивных счетчиков.7 и 10 с выхода устройства 9 сравнения Овесов кода: через коммутатор 8 на соответствующие входы реверсивного счетчи-ка 10 поступают импульсы, изменяя егопоказания в сторону уменьшения раЖаланса до достижения равенства. Частотаимпульсов, поступаюцвх на опрос устройства 9 сравнения весов кода, равна нериоду сигналов, на которых производится измерение разности фаз.Коммутатор 8 меняет местами суммируюший и вычитающий входы измерительного реверсивного счетчика 10, еслиимеют место неравенства3/4 МпМ 3/484 К йили20К 11/4 М 0п 14 Йгде и - содержимое счетчика. 7;К - содержимое счетчика 10., Значения и и 1 с берутся на время прихода импульса, сформированного тригге- ЗОром 2. В случае пропадания одного илиобоих сигналов, между которыми производится измерение разности фаз, триггер 2не формирует импульсы. Таким образом,предварительно измеренное значение раз- Зфности фаз, хранящееся в реверсивномсчетчике 10, остается неизменным допоступления измеряемых сигналов,Использование предлагаемого изобре тения позволяет производить измерение разности фаз в любом диапазоне величин независимо от частоты измеряемых сигналов, повысить помехозащищенность измерений за счет ввода дополнительной 4 З следящей системы, сделать возможным из мерение при паузах и пропаданиях измеряемых сигналов. 299 6 формула изобретенияЦифровой фазометр, содержащий генератор счетных импульсов, выход которого соединен с одним иэ входов ключевого элемента, целитель-счетчик с переменным коэффициентом деления, один из входов которого соединен с выходом ключевого элемента, делитель-счетчик с постоянным коэффициентом деления, первый реверсив. ный счетчик, вычитаюший вход которого соединен с выходом делителя-счетчика с постоянным коэффициентом деления, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью новьппения помехозашишенности широкопо лосных измерений разностй фаз, в него введены устройство сравнения весов кода,второй реверсивный счетчик, коммутатор,триггер формирования разности фаз и устройство сравнения, причем импульсныевходы второго реверсивного счетчика связаны с импульсными выходами устройства сравнения весов кода через коммутатор, информационные входы которогосоединены с соответствующими информационными выходами первого и второго реверсивнвх счетчиков, поразрядно соединенных с соответствующими входами устройства сравнения весов кода, входы устройсжа сравнения соединены соответственно с выходом делителя-счетчика с переменным коэффициентом деления и выходом первого реверсивного счетчика, выход устройства сраьнения соединен со вторымвходом делителя-счетчика с переменнымкоэффициентом деления и суммирующимвходом первого реверсивного счетчика, авход счетчика-делителя с постоянным коэффициентом деления соединен с выходомгенератора счетных импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР