Цифровой фазометр

(6) Авторское свидетельство СССРВ 231665, кл. 6 0 1 й 25/00, 1960:Авторское свидетельство СССРУ 684452, кл. 6 01 й 25/00, 1978,(57) Изобретение относится к злект- .роизмерительной технике и позволяет повысить быстродействие фазометра. Фазометр содержит входные формирователи 1 и 2, генератор 3 образцовой частоты, блоки 4 и 5 управления счетом, триггеры 6 и 7, блок8 совпадения и счетчик 9 импульсов.Блоки 4 и 5 управления счетом аналогичны и содержат элемент 10 (15)совпадения, триггер-делитель 1(16) частоты на два, счетчик 12 (17импульсов, линию 13 (18) задержкии реверсивный счетчик 14 (19). Однократное измерение временногосдвига, равного сдвигу фаз между двумя колебаниями одной частоты, инепрерывное формирование управляющих сигналов, позволяют производить измерения с малым подготовительным временем. 1 з. и, ф-лы 2 ил: Цель изобретения - повышение быстродействия Фазометра.Указанная цель достигается за счет однократного измерения временного сдвига, равного сдвигу фаз между двумя колебаниями одной часто" ты и непрерывного формирования управляющих сигналов, позволяющих производить измерения с малым подготовительным временем.На Фиг.1 представлена структурная схема цифрового фазометра; на Фиг.2 - временные диаграммы работы фазометра.Цифровой фазометр включает пер - вый и второй входные формирователи 1 и 2, генератор 3 образцовой частоты первый и второй блоки 4 и 5 управления счетом, первый и второй управляющие триггеры 6 и 7, блок 8 совпадения, счетчик 9 импульсов, а входы установки в "0" триггера 6 и счетчика 9 соединены с шиной запуска Фазометра.При этом входы Фазометра через Формирователи 1 и 2 присоединены кг логическим входам блоков 4 и з управленйя счетом, тактовые входы которых соединены с генератором 3 образцовой частоты. Выходы блоков управления счетом соединены соответственно с триггерами б и 7, инверсный выход триггера б соединен с вторым входом триггера 7, инверсный выход которого соединен с входом блока 8 совпадения, второй вход этого блока соединен с генератором 3, а третий входс прямым выходом триггера б, второи вход триггера 6 и второй вход счетчика 9 соединены с шиной запуска фазометра, а счетный вход счетчика 9 соединен с выходом блока 8. В состав первого блока 4 управления .счетом входят элемент л 10 совпадения, триггер-делитель 11 частоты на два, счетчик 12 импульсов, линия 13 задержки, реверсивный счетчик 14, причем тактовый вход блока 4 управления счетом соединен с .одним из входов блока совпадения, а логичеекий вход соединен с входом линии 13 задержки, с входом разреше" ния установки начального значения реверсивного счетчика 14 и с вторым входом элемента 10 совпадения, ,выход которого соединен с входом обратного счета реверсивного счетчика14 и со счетным входом триггера-делителя 11 частоты на два, выход которого соединен со счетным входом5 счетчика 12 импульсов, вход установки в 0" которого подключен к выходу линии 13 задержки, а выходы соединены поразрядно с входами установки начального значения реверсив"10 ного счетчика 14, выход переполнения по обратному счету которого является выходом блока 4 управлениясчетом.Второй блок 5 управления счетом15 полностью аналогичен первому блоку4 управления и в его состав входят элемент 15 совпадения, триггерделитель 16 частоты на два, счетчик17 импульсов, линия 18 задержки.и20 реверсивный счетчик 19,Цифровой фазометр работает следующим образом.В исходном состоянии на шину запу-,ска Фазометра, соединенную с входами25 установки в "О" триггера б и счетчика 9 подается единичный сигнал, по1которому устанавливаются в 0 триггер 6 и счетчик 9 , причем единичныйсигнал с инверсного выхода триггераЗ 0 6 к входу установки в " 0" ус танавли ва е т в нулевое состояние триггер7, Н а входы входных формирователей1 и 2 подаются измеряемые сигналы,(фиг,2 а, 3Входные формирователи 1 и 2 пре 35образуют входные сигналы в последовательность импульсов, причем положительному значению входных сигналовсоответствуют единичные значения сиг 40налов на выходах формирователей 1 и2, а отрицательному значению входныхсигналов-нулевое значение.сигналов навыходах формирователей 1 и 2(фиг.2,г)1Сигнал с выхода входного форйирователя 1 поступает на логическийвход блока 4. управления счетом,а сигнал с выхода Формирователя 2 -на логический вход блоха 5 управления счетом, причем с выхода генератора 3 образцовой частоты импульсы с периодом следования Т(фиг.2 дпоступают на тактовые входы блоков4 и 5 управления счетом, и на одиниз входов элемента 10 совпадения,55 на выходе которого в исходном со-.стоянии нулевой сигнал, так как наего второй вход подается нулевойсигнал с прямого выхода триггера 6.Блок 4 управления счетом работает следующим образом. При появлении на его логическом входе единичного сигнала импульсы с периодом следования Т с выхода генератора 3, поступающие на тактовый вход блока 4 управления счетом, проходят на выход , элемента 10 совпадения и поступают на вход триггера-делителя. 11 частоты на два, с выхода которого последовательность импульсов с периодом следования 2 Т поступает на счетный вход счетчика 12. Счетчик 12 устанавливается в "О" нулевым сигналом и с приходом на логический вход блока 4 управления счетом единичного сигнала, который через некоТороелвремя , вносимое линией 13 задержки, поступает на вход установки в "О" счетчика 12, последний начинает счет. Величина времени задержки о с .Т , поэтому задержка не влияет на точность счета, В течение времени следования единичного сиг. нала на логическом входе блока 4 управления счетом счетчик 12 сосчитает количество импульсов, пропорциональное половине этого интервала, так как на его счетный вход импульсы поступают с периодом следования 2 Т . При переходе сигнала на логическом входе формирователя11 11 11 11 из 1 в О по отрицательному фронту этого сигнала, который поступает на вход разрешения установки начального значения реверсивного счетчика 14, число, записанное в счетчике 12, переписывается в счетчик 14, а через время задержки 8счетчик 12 устанавливается в "О" по нулевому сигналу, поступившему на его вход установки в "О" через линию 13 задержки. По приходу следующего импульса на логический вход формирователя 1 счетчик 12 работает аналогично, а реверсивный счетчик 4 начинает обратный счет, так как на его. вход обратного счета начинают поступать импульсы с периодом следования Т с выхода элеменОта И 10. Так как в счетчике 14 записано число, пропорциональное половине времени следования единичного сигнала на логическом входе формирователя 1, а обратный счет начинает- . ся по приходу следующего единичного сигнала и ведется импульсами с5 1 О 15 20 Ф 25 ЗО 35 40 45 50 55 сов может поступить импульс с выхода генератора 3, счетчик 9 :останется в нулевом состоянии, так как на его вход установки в "О" подается в исходном состоянии управляющий сигнал логической единицы,шины запуска фазометра. периодом Т, реверсивный счетчик 14достигает нулевого состояния вмомент времени, соответствующий серерине единичного сигналана логическом входе блока 4 управления счетом, то есть в момент наибольшегозначения сигнала, поступающего навходной формирователь 1. В этотмомент на выходе переполнения пообратному счету реверсивногосчетчика 14 появляется короткийуправляющий импульс, по времени совпадающий с моментом достижения наибольшего значения сигнала на входеформирователя 1.Таким образом, в установившемсярежиме на выходе блока 4 управления счетом Формируются короткиеимпульсы в каждый момент достижения измеряемым сигналом на входеформирователя 1 максимальной величины (Фиг.2 е).Блок 5 управления счетом работаетаналогично, и в установившемся режиме на его выходе Формируются короткие импульсы в моменты достижения избмеряемым сигналом на входе формирователя 2 максимального значения(фиг.2 ж), причем промежуток временимежду импульсами на выходах блоков 4и 5 управления счетом соответствует фазовому сдвигу измеряемых сигналов,В исходном состоянии в моментьг по-.явления управляющих импульсов на выходах блоков 4 и 5 управления счетомна входы установки в 1 и входыустановки в О управляющих триггеров6 и 7 одновременно поступают логические единицы,что является запрещеннойкомбинацией входных сигналов дляР 5-триггеров с прямым управлением,к типу которых относятся первый ивторой управляющие триггеры 6 и 7.Однако сбоев в работе фазометра непроисходит, так как если в результате переключений триггеров 6 и 7 надва входа блока 8 совпадения сих выходов поступят одновременносигналы, соответствующие логическим единицам, в результате чегона счетный вход счетчика 9 импуль 121343220 1, Цифровой фазометр, содержащийдва входных формирователя, генера. Для измерения фазы на шину запуска фазометра подается нулевойсигнал (Фиг.2 з), который поступает1,11 11на входы установки в О триггера 6и счетчика 9 , после чего счетчик 9готов к работе и о счетному входу ,а триггер 6 - по входу установкив " 1 " . После подачи сигнала на н ачало измерения с приходом первогоОимпульса с выхода блока 4 упр а вления счетом управляющий триггер 6 устанавливается в единичное состояние ,при этом единичный сигнал с е го прямого выхода поступает на один из5входов блока 8 совпадения , а нулев ой си гнал с инверсного выхода - навход установки в " О" триггера 7 .В результате сче т чик 9 начин ает и одсчн тыв ать число импульсовФи г . 2 и) , поступающих на е го счетный вход с выхода генератора 3 чер е з блок 6 совпадения , так к акна дв а остальных е го входа поданыединичные сигналы с прямого выхода 25три г гера 6 и инверсного выходатриггера 7 , который остается в нулевом состоянии и о окончании единично го сигнала на его входе установ ки в " О " . При поступлении уп - з 0равляюще го импульса с выхода блока5 управления счетом н а вход ус тановки в " 1 " управляющего триггера 7 и оследний устанавливается в единичноесостояние , и нулевой сигнал с35его инверсного выхода поступает наодин из входов блока 8 совпадения,после чего счетчик 9 прекращаетсчет импульсов, при этом в счетчике9 записывается число,пропорциональное временному интервалу между импульсами на вьгходах блоков 4 и 5 управления счетом,. то есть фазовомусдвигу между измеряемыми сигналами. В этом состоянии счетчик 9находится до подачи на шину запуска фазометра единичного сигнала,который устанавливает триггеры б ии 7 исчетчик 9 в нулевоеисходное состояние.50Формула изобретения тор опорной частоты, первый управляющий триггер, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два блока управления счетом, второй управляющий триггер, блок совпадения, счетчик импульсов, причем тактовые входы первого и второго блоков управления счетом соединены с выходом генератора опорной частоть 1, логические входы подключены соответственно к выходам первого и второго входных Формирователей, а выходы подсоединены соответственно к входам установки в "1" первого и второго управляющих триггеров, причем прямой выход первого управляющего триггера соецинен с одним из входов блока совпадения, а инверсный выход соединен1с входом установки в О второго управляющего триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом блока совпадения, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, а третий вход подключен к выходу генератора опорнойчастоты.В 2. Фазометр по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что каждый из блоков управления счетом содержит элемент совпадения, триггер, счетчик импульсов, линию задержки, реверсивный счетчик, причем тактовый вход блока управления счетом является одним из входов элемента совпадения, а логический вход является входом линии задержки, входом разрешения установки начального значения реверсивного счетчика и в 1 орым входом элемента совпадения, выход которого соединен с входом обратного счета реверсивного счетчика и со счетным входом триггера, выход которого соединен со счетным входом счетчика ими пульсов, вход установки в О которого подключен к выходу линии задержки, а выходы соединены поразрядно с входами установки начального значения реверсивного счетчика, выход переполнения по обратному счету которого является выходом блока управлениясчетом,1213432 пенко ктор Т.Кугрьппе Корректор Л О Подписно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 778/55 ВНИИПИ Государст по делам изоб 3035, Москва,Составитель В.ШубТехред,М.Пароцай нного ко тений и 35, Рау итета СССРткрытийкая наб., д