Цифровой фазометр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИ 4 ЕСНИХРЕСПУБЛИК а 91 СВ 01 К 25/О ОБ И г ЕПЬСТ в ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(46) 23.04.86. Бюл. У 15 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта и Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта(56) Авторское свидетельство СССР В 576547, кл. С 01 К 25/00, 1976.Авторское свидетельство СССР В 532059, кл. С 01 К 25/00, 1976. (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР(57) Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для использования в системах ж-д автоматики и телемеханики, в частности для измерения фазовых соотношений на путевых приемниках рельсовых цепей.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точностифазометра - достигается введением вфазометр новых блоков и связей,позволяющих принимать радиоимпульсные сигналы ж-д автоматики, корректировать их и выбирать число измеряемых опорных сигналов, произведяусреднение фазовых сдвигов. К новым блокам относятся регистр 10,логический элемент (ЛЭ) ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, реверсивный счетчик 14,блок 15 фиксации обнуления счетчикаблок индикации 17 и селектор импульсов по длительности 9. Кроме того,устройство содержит генератор импульсов 1, делитель частоты 2, ЛЭ И3, 4, 5, усилители-ограничители 6и 7, блок управления 11, счетчики12 и 16, управляемый делитель частоты 13Блок 11 имеет входы 18-20,выходы 21-24, содержит триггер 25,ЛЭ И 26, ЛЭ ИЛИ 27, формирователиимпульсов 28 и 29. В состав блокафиксации 15 входят триггер 34, ЛЭИ 35, входы и выходы 30-33. 1 ил.Изобретение относится к электро измерительной технике и предназначено для использования в системах железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности, для измерения фазовых соотношений на путевых приемниках рельсовых цепей.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повьппение точности измерения фазометра за счет того, что в цифровой Фазометр введены блоки и связи, позволяющие принимать радиоимпульсные сигналы железнодорожной автоматики, корректировать их и выбирать число измеряемых и опорных сигналов, произведя усреднение фазовых сдвиговНа чертеже представлена Функциональная схема цифрового Фазометра.Цифровой Фазометр содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, первЫй элемент И 3, второй элемент И 4, третий элемент И 5, усилители-ограничители 6 и 7, элемент ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 8, селектор 9 импульсов по длительности, регистр 10, блок 1 1 управления, первый счетчик 12, управляемый делителем 13 частоты, реверсивный счетчик 14, блок 15 Фиксации обнуления счетчика, второй счетчик 16 и блок 17 индикации.Блок 11 управления имеет первый, второй и третий входы 18-20 и первый. второй, третий и четвертый выходы 21-24 и состоит из триггера 25, элемента И 26, элемента ИЛИ 27, Формирователя 28 импульсов по переднему Фронту и Формирователя 29 импульсов по заднему Фронту, выход которого подключен к третьему выходу 23 блока 11, а вход его - к ОД- ним входам элемента ИЛИ 27 и элемента И 26, к второму выходу 22 блока 11 и прямому выхоцу триггера 25, инверсный выход которого подключен к первому выходу 21 блока 11, тре - тий вход 20 кторо подключен к другому входу элемента И 26, выход которого подключен к другому входу элемента ИЛИ 27 и установочному входу триггера 25, переключающий и информационный входы которого подключены соответственно к первому 18 и второму 19 входам блока 11, выход элемента ИЛИ 27 через Формироваель 28 подключен к четвертому выходу 24 блока 11. Блок 15 фиксации обнуления счетчика имеет первый 30 и второй 31входы, установочный вход 32 и выход33 и состоит, из триггера 34 и элемента И 35, один вход и выход которого ".оецинены соответственно свторым входом 31 и выходом 33 блока 15, другой вход элемента И 35подключен к выходу триггера 34, пе реключающий и установочный входы которого соединены соответственно спервым вхоцом 30 и установочным входом 32 блока 15.Выход генератора 1 соединен спереключающим входом делителя 2 ис третьим и первым входами соответственно элементов И 4 и 5. Счетныйвход селектора .9 подключен к выходугенератора 1, а его сигнальныйвход - к выходу усилителя-ограничителя 7 и к одному входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, другой входкоторого подключен к выходу усилителя-ограничителя 6 и переключающе-му входу регистра 10, при этом входы усилителей-ограничителей 6 и 7являются входами Фазометра. Установочный вход регистра 10 подключенк выходу селектора 9 и третьемувходу 20 блока 11, первый 18 и второй 19 входы которого подключены ксоответствующим выходам регистра 10,Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8подключен к первому входу второгоэлемента И 4, второй вход которогоподключен к второму выходу 22 блока11 и вторсму входу первого элемента И 3, первый входкоторого подключен к выходу делителя 2, установочный вход которого соединен с установочным входом первого счетчика 12,управляемого делителя 13, счетчика16, реверсивного счетчика 14, блока15 и, четвертым выходом 24 блока 11,третий выход 23 которого соединенс входом "Запись" управляемого делителя 13, информационные входы,которого соединены с соответствующимивыходами счетчика 12, переключающийвход которого подключен к выходупервого элемента И 3. Первый выход21 блока 11 подключен к второму входу третьего элемента И 5, выход которого подключен к второму входу31 блока 15 и вычитающему входу ре" нерсивного счетчика 14, суммирующийвход и выход которого подключенысоответственно к выходу второго элемента И 4 и к первому входу 30 блока15, выход которого подключен к переключающему входу управляемого делителя 13, выход которого подключенчерез второй счетчик 16 к блоку 17индикации. 5Устройство работает следующимобразом,При появлении измеряемого сигнала на выходе усилителя-ограничителя 7 селектор 9 по сигнальному вхо Оду приводится в исходное состояние,в результате чего на его выходе (ана время присутствия измеряемого сигнала с некоторым перекрытием интервала) появляется нулевой потенциал, разрешающий работу регистра10. С этого момента начинается заполнение регистра 10 импульсами свыхода усилителя-ограничителя 6.При поступлении нескольких импульсов, 2 Онапример четырех, на одном из выходов регистра 10 возникает перепаднапряжения, воздействующий на первыйвход 18 блока 11. Это, в свою очередь, приводит к опрокидыванию триггера 25 и появлению единичного потенциала на, втором выходе 22 (напервом выходе 21 - нулевого) и кратковременного нулевого импульса начетвертом выходе 24 блока 11. Сигнал с выхода 24 приводит в исходноесостояние делитель 2, счетчик 12,управляемый делитель 13, счетчик16 и блок 15, кроме того, указанныйсигнал открывает вторые входы элементов И 3 и И 4. С этого момента35счетчик 12 подсчитывает количествоимпульсов, равноегсц и изм40где Е - частота генератора 1импульсов;и - коэффициент деления делителей 2 частоты,- время измерения. 45В эта же время в моменты, когда на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 появляются единичные импульсы, пропорциональные по длительности фазавому сдвигу сигналов, открывается 50 первый вход второго элемента И 4, на выходе которого образуются пачки импульсов. Длительность каждого импульса на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 определяется выражением 55,гг 180 о, Ггде- фазовый сдвиг между опорным и измеряемым сигналами, град,Г- частота измеряемогоим(опарнога) сигнала.Следует отметить, что в приведенном выражении взята величинаь ь180 (а не 360 ), в связи с тем,что на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 сигналы фазовой расстройки в течение периода измеряемого (опорного) сигнала появляются дважды. Следовательно, за это время в реверсивный счетчик 14 по суммирующему входу запишется число импульсов, равноеТаким образом, за время измерения общее количествоимпульсов, записанное в реверсивный счетчик 14,определяется выражениемимимг Ч имгРьцРц 1 а,щаь- количество пеш = им рмриодов исследуемого сигнала за времяизмерения Сцм,По истечении определенного числа периодов опорного измеряемого) напряжения на втором входе 19 блока 11 возникает перепад напряжения,который приводит триггер 25 в исходное состояние: на втором выходе 22 появляется нулевой, а на первом выходе 21 блока 11 - единичный потенциалы (т,е. на выходе 22 единичный потенциал появляется на время измерения). Отрицательный перепад напряжения на прямом выходе триггера 25 приводит к срабатыванию формирователя 29 и на третьем выходе 23 блока 11 появляется кратковременна нулевой импульс (импульс записи), поступающий на вход "Запись" управляемого делителя 13, выполненного на основе реверсивного счетчика. Таким образом, содержимое счетчика 12 в виде кода И переписывается в управляемый делитель 13, в котором устанавливается коэффициент деления К, равный И.Одновременна с этим, единичный потенциал с первого выхода 21 блока 11 открывает второй входтретьего элемента И 5. Это приводит к тому, что импульсы с генератора начинают поступать на нычитающий вход реверсивного счетчика 14 и второй вход 31 блока 15. В связи с тем, 5 что триггер 34 схемы находится н исходном состоянии ( он был установлен по установочному входу 32 блока 15 импульсом с четвертого выхода 24 блока 11 в начальный момент 10 измерения), то импульсы с второго входа 31 через элемент И 35 поступают на выход 33 блока 15 и далее на переключающий вход управляемого делителя 13. 5При прохождении через третий элемент И 5 числа импульсов, равного содержимому реверсивного счетчика 14 (записанного по суммирующему входу), на выходе последнего появля ется кратковременный нулевой импульс. Этот импульс через первый вход 30 блока 15 воздействует на триггер .34. Это приводит к его опрокидыванию и закрытию элемента И 35, т.е. к 25 срабатыванию блока 15. Таким образом, на переключающий вход управляемого делителя 13 поступает число импульсов равное Я , а число импульсов на выходе управляемого делителя 13, ЭО поступающее на вход второго счетчика 16, будет определяться выражениемН нъмт чяМ фьы К 16 Оф 10Выбор коэффициента деления п делителя 2 позволяет получить число импульсов на выходе управляемого делителя 13 и отображаемое в блоке 17, фф выражающее непосредственно число градусов.В том случае, если до окончанияизмерения измеряемый сигнал пропадает (например, наступает интервал), ф то через некоторое время (не превышающее периода измеряемого сигнала) на выходе селектора 9 возникает единичный потенциал, т.е. на третьем входе 20 блока 11 сформируется по- Е ложительный перепад напряжения, который поступает через элементы И 26 и ИЛИ 27 на вход формирователя 28 блока 11, Это приводит к появлению кратковременного нулевого импульса на четвертом выходе 24 блока 11 и, в конечном счете, к установлению схемы фазометра в исходное состояние,Аналогичным образом устройствоработает при измерении непрерывныхсигналов.Формула изобретенияЦифровой фазометр, содержащий дна усилителя-ограничителя, управляемый делитель частоты, два счетчика,перный, второй, третий элементы И, делитель частоты, блок управления и генератор импульсон, выход которого соединен с входом делителя частоты и с третьим и первым входами соответственно второго и третьего элементон И, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных воэможностей и поньппения точности измерения, в него введены регистр, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ренерсинный счетчик, блок фиксации обнуления счетчика, блок индикации и селектор 1импульсов по длительности, счетный вход которого подключен к генератору импульсов, а сигнальный его вход - к выходу первого усилителя-ограничителя и входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго усилителя-ограничителя, входу регистра, установочный вход которого подключен к выходу селектора импульсов по длительности и третьему входу блока управления, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам регистра, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к входу второго элемента И, второй вход которого соединен с. вторым выходом блока управления и вторым входом первого элемента И, первый вход которого подключен к делителю частоты, установочный вход которого соединен с установочным входом первого и второго счетчиков, управляемого делителя частоты, реверсивного счетчика, блока Фиксации обнуления счетчика и четнертьи выходом блока управления, третий выход которого соединен с входом "Запись" управляемого делителя частоты, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами первого счетчика, вход ко-с торого подключен к первому элементу И, первый выход блока управления подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу блока Фиксации обнуСоставитель В. ШубинРедактор Н. Яцола Техред Л.Олейник Корректор А. Тяско Заказ 2126/43 Тираж 728 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 ления счетчика и вычитающему входуреверсивного счетчика, суммирующийвход и выход которого подключены соответственно к выходу второго элемента И и к первому входу блока фик 226343 8сации обнуления счетчика, выход которого подключен к входу управляемого делителя частоты, выход которогоподключен через второй счетчик кблоку индикации.