Цифровой фазометр и его варианты

80,102 ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИК 8 За а 01 В 25/О ОПИСАНИ ЕТ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОР СНОМГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) 1, ЦиФровой Фазометр, со,ерщий последовательно соединенныебоскоиический и аналого-цифровойобраэователи, два перемножителя,кюцоченные к выходу аналого"ципреобразователя и соединенныйчерез два сумматора с регистрчислительный блок, блок посто памяти, формирователь, генератор апульсов, последовательно соединенные,элемент И, подключенный входами к .формирователю и генератору импульсов,счетчик дробной части, счетчик целойчасти, о т л и ч а ю щ и и с ятем,что, с целью повьаиения точности изме"рения в диапазоне частот, в него введены последовательно соединенные вто"рой блок постояйной памяти, соединенный с выходом счетчика дробной части,реверсивный счетчик, вторым входомсоединенный с элементом И, и счетчикадреса, который по выходу соединен спервым и вторым блоками постояннойпамяти, а по входу - с аналого-цифро-вым и стробоскопическими преобраэова-телями, причем третий вход реверсивного счетчика соединен со счетчикомцелой части, а выходы блока постояйной памяти подключены к входам пЕре- Смножителей соответственно..2. Цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные стробо" скопический и аналого-цифровой преобразователи, два перемножителя подключенные к выходу аналого-цифрового преобразователя, и соединенный с ними через два сумматора с регистрами ВычислительныИ блок, формирователь, блок постояннОй памяти, последователь но соединенные генератор импульсов, первый элемент И, соединенный входом С формирователем, первый счетчик дроб ной части и счетчик целой части, первый блок совпадения кодов и первый счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения в диапазоне частот, в него вве" дены счетчик адреса, соединенный с блоком постоянной памяти, выходы которого подключены к входам перемножиИзобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке цифровых фазометров повышенной точности.Известен измеритель сдвига фаз, 5 содержащий атробоскопический и анало" го-цифровой преобразователи, два перемножителя, два сумматора с регистрами, вычислительный блок, синхрони" зирующий блок, делитель частоты, дешифратор, постоянный запоминающий элемент и Формирователь 1).Недостатком устройства является ограниченный частотный диапазон измерения.Наиболее близким по технической15 сущности к предлагаемому является цифровой фазометр, содержащий стробоскопический .и аналого-циФровой преобразователи, первый делитель частоты, два перемножителя и соединенный с ними через два сумматора с регистрами вычислительный. блок, формирователь, постоянный запоминающий элемент, последовательно соединенные элемент И, подключенный к формирователю, первый"25 счетчик, второй делитель частоты, третий перемножитель, регистр памяти и последовательно соединенные второй счетчик; блок совпадения кодов, а также генератор импульсов, соединен ный с элементом И, причем постоянный запоминающий элемент соединен с вторым делителем частоты, блок совпадения кодов - с третьим перемножителем, первьпй счетчиком, вычислительным бло-З 5 ком, формирователем, стробоскопическим и аналого-цифровым преобразователями, вычислительный блок соединен с регистром памяти, первым и вторым петелей соответственно, второй блок сов" адения кодов, соединенный с выходом первого счетчика дробной части, вто" рой счетчик, соединенный с вторым входом второго блока совпадения кодов, последовательно соединенные триггер, подключенный к входу и выходу соответственного первого и второго блоков совпадения кодов, второй элемент И, соединенный с выходом генератора импульсов, второй счетчик дробной части, соединенный с входом второго счетчика, блок запрета, соединенный с вторым входом второго элемента И, выход блока запрета соединен с входом первого счетчика, причем входы первого блока совпадения кодов стробоскопического и аналого-цифрового преобразователей объединены и соединены с входом адресного счетчика. 2ремножителями, а первый делитель частоты - с элементом И и вторым счетчиком 21.Недостаток устройства состоит втом, что высокая точность измеренияобеспечивается лишь на определенныхчастотах входного сигнала.Цель изобретения - повышение точности измерения в диапазоне частот.Поставленная цель в первом варианте достигается тем, что в известныйфазометр, содержащий последовательносоединенные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи, дваперемножителя, подключенные к выходуаналого-цифрового преобразователя исоединенный с ними через два суммато"ра с регистрами вычислительный блок,блок постоянной памяти, Формировательгенератор импульсов, последовательносоединенные элемент И, подключенныйвходами,к формирователю и генераторуимпульсов, счетЧик дробной части,счетчик целой части, введены последовательно соединенные второй блок пос"тоянной памяти, соединенный с выходомсчетчика дробной части, реверсивныйсчетчик, вторым входом соединенный сэлементом И, и счетчик адреса, который по выходу соединен с первым ивторым блоками постоянной памяти, апо входу - с аналого-цифровым и стробоскопическими преобразователями,причем третий вход реверсивного счетчика соединен со счетчиком целой части, а выходы блоха постоянной памятиподключены к входам перемножителейсоответственно,Во втором варианте в цифровой фаэометр, содержащий последовательно10207 ф 1М 4 соединенные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи, дваперемножителя, подключенные к выходуаналого.-цифрового преобразователя, исоединеиный с ними через два сумматора с.регистрами вычислительный блок, . 5формирователь, блок постоянной памяти, последовательно соединенные генератор.импульсов, первый элемент И,соединенный входом с формирователем,первый счетчик дробной части, счетчик целой части, первый блок совпадения кодов и первый счетчик, введенысчетчик адреса, соединенный с блокомпостоянной памяти, выходы. которогоподключены к входам перемножителейсоответственно, второй блок совпадения кодов, соединенный с выходом первого счетчика дробной части, второйсчетчик, соединенный с вторым входомвторого блока совпадения кодов, последовательно соединенные триггер,подключенный к входу и выходу соответственно первого и второго блоковсовпадения кодов, второй элемент И,соединенный с выходом генератора импульсов, второй счетчик дробной часи, соединенный с входом второго счет"чика, блок запрета, соединенный свторым входом второго элемента И, выХод блока запрета соединен с входомпервого счетчика, причем входы перво-З 0го блока совпадения кодов стробоскопического и аналого-цифрового преобразователей объединены и соединены свходом адреснОго счетчика,Сущность изобретения состоит в 35формировании отсчетных импульсов, распределение которых в периоде входного сигнала максимально приближено .кравномерному при работе в диапазонечастот. 40В первом варианте используетсяблок постоянной памяти, в которомхранится заранее рассчитанная таблица Информация, извлекаемая из этогоблока в опРеделенные моменты временй, позволяет сформйровать отсчетныеимпульсы, при которых обеспечиваетсязначительное уменьшение погрешностиизмерения. Отличие второго вариантаот первого состоит в том, что задачарешается аппаратурным путем,На фиг. 1 изображена блок-схемаодного варианта цифрового фаэометра;йа Фиг, 2 - блок-схема второго вари"анта,, В первом варианте цифровой фаэометр состоит из стробоскопическогопреобразователя 1,.соединенного че-рез аналоГо-цифровой преобразователь2 с перемножителями 3 и 4, которыеподключены к сумматорам 5 и б с регистрами, а также к первому блоку 7постоянной памяти. В состав устройства входит второй блок 8 постояннойпамяти и вычислительный блок 9, Вто. рой вход устройства подключен к фор" 65 мирователю 10, который как и генератор 11 импульсов подключен к элементу 12 И, соединенному со счетчиком13 дробной части. Счетчик 14 адресасоединен через реверсивный счетчик 15со счетчиком 1 б целой части.Во .втором варианте, цифровой Фазометр состоит из стробоскопическогопреобразователя 1, соединенного через аналого-цифровой преобразователь2 с перемножителями 3 и 4, к которымподключены сумматоры 5 .и 6 с регист"рами и блок 7 постоянной памяти, соединенный со счетчиком 8 адреса;. В вычислительном блоке 9 производится вычисление результата измерения и егоиндикации. Второй вход устройстваподключен к формирователю 10; который как и генератор 11 импульсов подключен к первому элементу 12 И., сое.диненному со вторым элементом И кпервым счетчиком 13 дробной части.Кроме того, в состав устройства входят второй счетчик 15 дробной части,подключенный к первому блоку 17 совпадения кодов, второй блок 18 совпадения кодов, блок 19 запрета, Сбединенный с первым счетчком 20, второйсчетчик 21 и триггер 22.Устройство в первом варианте работает следующим образом.На входы поступают напряжения сизмеряемым Фаэовым сдвигом. Формирователь 10, генератор 11 импульсовиэлемент 12 И представляют собой преобразователь длительности периодавходного сигнала в количество импуль-.сов М, Емкость счетчика 13 дробнойчасти равна количеству точек отсче-.та Р, поэтому в нем по окончаниипервого периода оказывается чйсло Ы,а в счетчике 1 б целой части - числов. Емкость второго блока 8 постоянной памяти равна Р 1 ячеек. "для каждого значения дробной части (из Р возможных) в Р ячейках (по количеству1 точек отсчета) предварительно записа"ны 1 либо О,Формирование отсчетных импульсовпроисходит следующим путем. В моментначала одного из периодов по опорномуканалу в реверсивный счетчик 15 переносится число в из счетчика 16 целойчасти, По суммирующему входу к содержимому реверсивного счетчика 15 добавляется 1, если в соответствукцейячейке второго блока 8 постоянной памяти записана 1. Выбор ячейки ойределяется состоянием счетчика 13 дробной части и счетчика 14 адреса. После зто. го на вычитающий вход реверсивного счетчика 15 .начинают постуцать иМ- пульсы до тех порпока записанное в нем число не уменьшится до: О, В этот момейт Формируется отсчетный импуЛьс по которому запускается стробоскопи" ческий преобразователь 1, .т,е, начинается очередной цикл преобразования(мгновенного значения входного сигнала в циФровой код. Значение ш снова переносится из счетчика 16 целой час" ти н реверсивный счетчик 15 и работа продолжается аналогично вышеописанному. Счетчик 14 адреса накапливает от счетные импульсы, Формируя тем самым номер считываемой точки для вызова тригонометрических коэффициентов, хра.нимых н первом блоке 7 п.стоянной памяти для вычислений н соответствии с 10 выражением5Устройство но втором нарианте ра- р 0ботает следующим образом,формирователь 10 первый элемент12 И и генератор 11 импульсов являются преобразователем длительностипериода входного сигнала в количестно импульсон. В первом счетчике 14дробной части записывается значениедробной части с отношения Нт/Р, гдеВ- числовое выражение длительностипериода входного сигнала, Р - количество точек отсчета, равное емкостисчетчиков 14 и 15 дробной части.В счетчике 16 целой части записывается значение целой части щ отношения Н /Р.Для с =0 блок запрета 19 открытдля всех проходящих через него импульсОв. В момент .совпадения числа в первом счетчике 20 с числом щ, хранимымн счетчике 16 целой части, что выявляется нерным блоком 17 совпадения 40кодов, Формируется отсчетный импульс,запускающий стробоскопический и аналого-циФровой преобразователь 1 и 2,т.еначинается очередной цикл преобразования мгновенного значения входного сигнала н цифровой кодОтсчетные импульсы накапливаются в счетчи"ке 8 адреса, с помощью которого производится извлечение тригонометричес- .ких коэффициентов, хранимых в блоке7 постоянной памяти, для вычислениян соответствии с выражением (1). В момент Формирования отсчетногоГпульса первый счетчик 20 обнуляетя.Для случая с 6 Ф 0 работа происходитследукщим образом.Триггер 22 запускается сформированным отсчетным импульсом и открывает второй элемент 13 И, Сбрасываеттриггер 22 в нулевое состояние в момент, когда сранниваются число с 4,записанное в первом счетчике 14 дробной части, и число, накаплинаемое вовтором счетчике 21, что выявляетсявторым блоком 18 совпадения кодов.В этот момент второй счетчик 21 обнуляется,Таким образом, блоки 13, 22, 21и 13 совместно с блоком 14 формируютпачку импульсов генератора 11 на.каждый отсчетный импульс, Количество импульсов в каждой пачке равно дробнойчасти о . Эти импульсы просчитываютсятакже вторым счетчиком 15 дробнойчасти В момент его переполнения блок19 запрета запрещает прохождение напервый счетчик 20 одному:импульсу,увеличивая тем самым нремя до очередного отсчетногоимпульса на периодгенератора 11 импульсов. Таким путемпроисходит коррекция положения отсчетных импульсов в пределах периодавходного сигнала, Это приводит куменьшению погрешности измерения,Отсчеты мгновенных значений входного сигнала с выхода аналого-цифрового преобразователя 2 перемножаютсяв перемиожителях 3 и 4 с весовымитригонометрическими коэффициентами,извлекаемыми из блока 7 постояннойпамяти,соответствукюцие произведениянакапливаются в сумматорах Би 6 срегистрами, а результат измерения вычисляется в вычислительном блоке 9.Таким образом, введение перечисленных элементов в их взаимосвязи состальными элементами обеспечиваеттехнико-экономический эффект, состоящий в повышении точности измеренияпри работе в диапазоне частот. бэппа"ратурная реализация устройстна нетребует применения каких-либо блокон,технические характеристики которыхмогут создать трудности при серийномпроизводстве Фазометра.;Заказ 3 ПП фПатент ф, г.ужгород, ул.Проектная,93/39 Тираж 710 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.