Цифровой фазометр мгновенных значений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК РЕТЕ ИСАНИ СВМДЕтеЛьСТ АВТОРСЯ 2/248 вриченко ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидетельство СССР 9 935815, кл. С 01 К 25/00, 1982.Авторское свидетельство СССР У 859952, кл, С 01 И 25/00, 981, (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ(57) Изобретение может быть использовано при измерении статических ха рактеристик Флуктуации фазы сигнала Цель изобретения - повыщение точнос ти измерения и упрощение цифрового ЯО,)1270718 Фазометра, Устройство содержит Формирователь 3 временных интервалов, дискриминатор 4 опереженпя, генератор 5,. элементы И 6 и 7, регистры 8 и 9 и блок 14 управления. Введение входных формирователей 1 и 2, пиковых детекторов 10 и 11, сумматора 12, индикатора 13, блока 15 вычитания кодов, инвертора 16, КВ-тригге" ра 17 и образование новых связей между элементами устройства позволило исключить из его измерительной цепи коммутатор и достаточно сложный кодоуправляемый фазовращатель, вносящие довольно значительную погрешность, и уменьшить его аппаратурный объем. 1 э., Ф-лы, 4 илИзобретение относится к иэмерителье 10 Й техникР и КОжЯт быть ис,пользовано пр 1 измерении сзатических характеристик фгуктуяццй Фяэь сигеяз 111Цель изобретения - поныщение точности измерения при одновременномупрощении цифроного фазометра,На Фиг, 1 представлена структурная схема цифрового Фазометра мгновенных значений, на фиг. 2 - временные диаграммы поясняюцпе работуустройства; на Фиг, 3 .- с 1 зз нкциояальная схема блока управления, на ФЕг: ЙФункциональная схема блока Езычмтаниякодов,Цифровой Фазометр мгновенных значений содержит два входных фор;язрователя 1 и 2, Формирователь 3 временных интернялсзез 5 дискригц 1 цят:",ропережения, генератор 5 элеке: в ,тьИ 6 и 7, первый регисер 8 и второй9 регистры, два пиковых дет,-:ктовя10 и 11, суецЯт 01 з 12, инДик:.тоз 1 3,блок 14 управления блок 15 вь:втания кодов, ицвертор 16 и Р 8- триг-.гер 17,При этом выходы Формирс)вятелрйи 2 подключены к входам форецирователя 3 временных интервалов и дискри -минатора 4 огережеция Выход ге, в :ератора 5 соединен с цсЕрЕэы.и:.Зесс:дяЯеэлементов И 6 и 7, вторые входы укоторых объединены и подключець; квыхоДу формиро ватРЛ Я 3 нре мснцых интервалов, а выходы раздсленЕо содивиены у элемента И 6 с счетным вхоДом первоГО ре 1.истра б 5 у эзе.РитаИ 7 с входом второго регисЕтра 9Информационные выходы пнконьх детекторов 10 и 11 пор аэр.Дно сс 1 е 1 зицены с соотВетстнуеощими ВУ.Одами су.-Гматора 12, выходы которого поразряд-но подключены к входам ици,сяторя13. Вход блока 14 упЗЯзлеия соецц.нен с выходом нторого Еоормнро ягеля2, первый его выход поцкл:очец к третьему входу элемента И 6, треоийвыход подключен к управляющему входу первого регистра 8 и двух пиковых детекторов 10 и 11, второй выход подключен к управляющему зкодувторого регистра 9, пятыи выход подключен к первым упряЕзляющивходампиковых,цетекторон 10 и 11, щ, стойвыход подктеочек утранляющему ЗходуциФрового индикатора 13 . я четвсртыйвыход подключен к первоеу входу 1 с 8 -триГГера 17 ВыхОД триггера. 17 ОцОцочен к;з еорому управляпс 5 щему входублока 15 вычитания кодов, второйвход КБ-три Гера 17 объединен с вторым управляющим ходом блося 155 читяция кодов и подключен к выходудискриминатора 4 опережения, ПервыйинформациоеНьй вход блока 15 вычитания кодов поразрядно соединен с информационным выходом регистра 8второй 511 Формяциоцн Й вхОд которогопоразрядно. соединеч с информационныи выходами регистра 9, выходы блокавычитания кодов поразрядно подключены к входам пикон:Ех детекторов 1015 и 11 а упоавляющий выход блока вычитания кодов подключен непосредственно к ЗтороеЕу управеНЕощему входу пергого пикового цетекторя 10 и через5-:цнер.,ор 6 к второму управляющему-О входу второго пикового детектора 11,Зй1.Яздый из пиковых детекторов 101 содержит регистр 18 блок 19сряЕэцения копен и элемент И 20, Первый код 01 зый езход блока 19 сраннее 1 иякодов поразрядно обьедицены с информационным входом рег 1 стра 8 янляЙщимся инфОрмационным Езходом пиконо,ео Детектора 10(11), второй информационеЕЫК Вхохз пор азр 51 ДНО ОбъДиненЗО с выходО р 1 истра 5 езляощимся Выходом епЕК 01501 о де ектООя 10 (1 1 )яНЬЕХОД ОЛОКЯ СРЯБЦРЕИЯ КОДОВ ПОД 1 СЛО;ец к .-:ервому входу элемента И 20,выход которого соедицен с вторым управляющим входом регистра 18, а1норой и третий вхсды являются первым и вторые. управе.яощим входом цифрового пикового децектара 10 111),1 и 5 Зоной озазомецр работает следую 40 и и ОбрзсзеПосле включения цифровой фазометруст яц Везли яе т с 5 В ксходнОе со стояние, при котором эз менты И 6 и 7 закрыты низким потенциалом с выходаа формирователя 3 нрмецных интервалов, регистры 8, 9 и 18 (в пиковыхдетекторах 10, 11) находятся в нулеВом состоянии, Цри этом ня первомвыходе блока 14 угравления появляу ется высокий Зотеепиал (фиг, 2 к),который подготавливает к открываниюэлемент И 6,Цифровые никоны детекторы 10,1 и цифровой индикатор 13 заблокиа РОБЯНЫ Н 1 ЗКЕП 5 ЗОТЕЕЦИЯЛОМ С ЕЯТОГОи цестЗого выходов ,Фиг,. 2,ц ифяг 2 з блока 14 управления, Няотактовом входе триггера 17 появляет1270 же число с одним и тем же знаком на выходе блока 15 вычитания кодов формируется код разности равный нулю, Перед началом следующего измерения, по команде (Фиг. 2 е) с второго выхода блока 4 управления, регистр 9 обнуляется,В момент появления второго и последующих импульсов на выходе формирователя 3 импульсы генератора 5 периодически поступают на вход регистра 9, в результате чего в нем записываются числа соответствующие текущим мгновенным значениям фазовых сдвигов за каждый период поступающих на вход фазометра сигналов Ц зся низкий потенциал (фиг, 2 л), поданный с четвертого выхода блока 14 управления.При поступлении исследуемого У (фиг. 2 а) и опорного П (фиг, 2 б) сигналов на выходе формирователя 3 временных интервалов появляется импульс положительной полярности (фиг, 2 в). Этот импульс открывает элементы И 6 и 7, через которые им пульсы генератора 5 поступают на входы регистров 8 и 9, Одновременно на информационный вход ЙЯ-триггера 17 и управляющий вход блока 15 вычитания кодов с выхода дискриминатора 5 4 опережения подается потенциал, величина которого соответствует знаку измеренного первого значения фазового сдвига.По окончании первого импульса за крываются элементы И 6 и 7, В регистрах 8 и 9 оказывается записанным первое значение фазового сдвига, После чего на первом и четвертом выходах блока 14 управления, на вход которо го подаются прямоугольные импульсы типа "меандр" (фиг, 2 г) с выхода одного из входных формирователей 1 или 2, происходит одновременное изменение потенциалов. На первом выходе блока 14 появляется низкий потенциал (фиг. 2 к), который блокирует элемент И 6 до конца измерительного цикла а на четвертом выходе - высокий потенциал (Фиг, 2 л), в момент35 появления которого (перепадом из лог, "0" в лог, 1") в КЯ-триггере 17 осуществляется Фиксация (также до конца измерительного цикла) знака первого значения фазового сдвига, В результате того, что в регистрах 8 и 9 оказалось записанным одно и то 718 4и Б , При этом на выходе блока 15вычйтания кодов периодически формируется код, соответствующий абсолютному значению разности между текущими значениями сдвига фаз, записываемыми в регистре 9,.и первым значением фазового сдвига, зафиксированнымв регистре 8 на время измерительного цикла, Знак текущей разности,формируемый на управляющем выходеблока 15 вычитания кодов, зависиткак от знака первого значения фазового сдвига, поступающего на второйуправляющий вход блока 15 с выхода35-триггера 17, так и от знака текущих значений фазовых сдвигов, который формируется на выходе дискриминатора 4 опережения в моменты появления импульсов на выходе формирователя 3,При этом в зависимости от знакасформированный за каждый периодвходных сигналов код текущей разности обрабатывается либо в пиковомдетекторе 1 О, в котором за времяизмерительного цикла формируетсякод, соответствующий максимальномуотклонению фазового сдвига от своего первого значения в сторону увеличения, либо в пиковом детекторе 11,в котором за это время формируетсякод соответствующий максимальномуотклонению фазового сдвига от своегопервого значения в сторону уменьшения.Результат измерения, соответствующий ширине диапазонаиэменения пере- .менной составляющей фазового сдвига,получается путем сложения полученных значений максимальных отклонений фазовых сдвигов в сторону. увеличения и в сторону уменьшения относительно первого значения в сумматоре12, В конце измерительного циклаэтот результат по команде (фиг. 2 з)переносится в регистр памяти индикатора 13,По окончании измерительного циклапо команде (фиг, 2 и) с третьего выхода блока 14 управления регистры 8,9 и 18 в пиковых детекторах,10 и 11сбрасываются в нулевое состояние ивесь фазометр приводится в исходноеположение,Таким образом, преимущество предлагаемого фазометра перед известнымзаключается в более высокой точностиизмерения фазовых сдвигов, которая12707 достигается за счет исключения из его измерительной цепи коммутатора и достаточно сложного кодоуправляемого фазовращателя, вносящих довольно значительную погрешность, и введения более простого блока вычитания кодов, При этом упрощается устройство фазометра, а также уменьшается его аппаратурный объем и повышается надежность. 0Формула изобретенияЖ1. Цифровой фазометр мгновенных зна.- чений, содержащий формирователь временных интервалов, входы которого соединены с входами дискриминатора опережения,. выход формирователя временных интервалов соединен с первыми входами первого и второго элемен- р 0 тов И, вторые входы которых соединены с генератором, а выходы соответственно - с входами первого и второго регистров, блок управления, соединенный первым выходом с тре тьим входом первого элемента И, а вторым выходом - с входом управления второго регистра, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения.в него введены два формирователя, КБ-триггер, блок вычитания кодов, два пиковых детектора, сумматор, индикатор и инвертор, при этом входы фаэометра соответственно соединены с входами первого и второго формирователей, выходы которых соответственно соединены с входами формирователя временных интервалов, вхоц блока управления соединен с выходом второ го формирователя, третий выход которого соединен с входами управления первого регистра и первого и второго пиковых детекторов, четвертый 18 Ьвыход блока. управления соединен спервым входом КБ-триггера, второйвход которого соединен с выходомдискриминатора опережения и входомуправления блока вычитания кодов,второй вход управления которого соединен с выходом КБ-триггера, информационные вьгходы первого и второгорегистров соединены соответственнос входами блока вычитания кодов,информационные выходы которого соединены с аналогичными входами первого и второго пиковых детекторов,управляющий выход блока вычитаниякодов соединен непосредственно спервым входом первого и через инвертор - с аналогичным входом второго пиковых детекторов, вторые входы которых объединены и соединеныс пятым выходом блока управления,информационные выходы пиковых детекторов соответственно соединены свходами сумматора, выходы которогосоединены с информационными входами индикатора, управляющий вход которого соединен с шестым выходомблока управления,2, Фаэометр по п. 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что каждыйпиковый детектор содержит регистри блок сравнивания кодов, первыйкодовый вход которого поразряднообъединен с информационным входомрегистра, являющимся кодовым входом пикового детектора, второй кодовый вход блока сравнения кодов поразрядно обьединен с выходом регист"ра, являющимся кодовым выходом детектора, а выход подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с тактовым входом регистра, а второй и третий входы являются первым и вторым управляющимивходами пикового детектора.1270718 ставитель В. Шубинхред И.Попович Корректор О, Луговая актор Н, Киштулин 8 Подписнкомитета СССР Заказ 624 ираж 7енногоетений5, Ра НИИПИ Государствпо делам изобр и открытий035, Иосква, Жушская наб д, 4/5 изводственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная