Следящий фазометр

(19) И 4 С 01 К 25/О Т СССРТНРЫТИЙ БРЕТЕНИЯ ПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьскосоциалистической революции(56) Патент США У 3512085,кл. С 01 В, 25/00, 1970.Авторское свидетельство СССР9 1318927, кл. С 01 К 25/00, 1986ть исполодинных х перемещезмеи ы- дерв,но ме телиых ци лов,мею 15 вки,выходе рас ране 1ии ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ(54) СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОИЕТР (57) Изобретение может бь зовано, например, в гетер терференционных измерител ний для измерения быстрои фазовых сдвигов, эначител шающих 360 . Следящий фаэ жит измерители 1,2 фазовь формирователи 3,4, и дели частоты, блок 7 счета цел регистр 10, блок 11 стыко щий группы входов 12-14, синхронизации. Изобретени частотный диапазон при со высокой точности иэмерени ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано, например, в гетеродинныхинтерференционных измерителях переме.)щений для измерения быстроизменяющихся фазовых сдвигов, значительнопревышающих 360Цель изобретения - расширение частотного диапазона устройства при 10сохранении высокой точности измерения.На фиг, 1 приведена структурнаясхема следящего фазометра, на фиг. 2 -структурная схема блока счета целых 15циклов (БСЦЦ); на фиг. Э - структурная схема блока стыковки (БС),Структурная схема следящего фаэометра (фиг, 1) содержит первый измеритель 1 фазовых сдвигов, входы которого соединены с входами устройства, второй измеритель 2 фазовыхсдвигов, входы которого подключены квходам устройства через последовательно включенные формирователи Эи 4 и делители 5 и 6 частоты, блок 7счета целых циклов (БСЦЦ), входы 8и 9 которого соединены с выходамиформирователей 3 и 4, регистр, 10,входы которого соединены с выходамипервого измерителя 1 фазовых сдвигов,а выходы - являются выходами младшихразрядов устройства, блок 11 стыковки, первая группа входов 12 которогосоединена с выходами старших разрядов измерителя 1 фазовых сдвигов,35вторая группа входов 13 - с выходамиблока 7 счета целых циклов, а третьягруппа входов 14 - с выходами второго измерителя 2 фазовых сдвигов, выход 15 синхронизации блока 7 счетацелых циклов подключен к синхровходу регистра 10 и синхровходу 16 блока11 стыковки, выходы которого являются выходами старших разрядов устройства и кнопка 17 установки нуля,45которая подключает шину 18 заземления к входам начальной установки измерителей фазовых сдвигов 1 и 2,делителей 5 и 6 частоты и входу 19начальной установки блока 7 счета 50целых циклов.Блок 7 счета целых циклов (фиг. 2)содержит два счетчика 20 и 21 импульсов, синхровходы счетчиков 20 и 21подключены соответственно к входам 558 и 9 устройства, а вход установкинуля счетчиков - к входу 19 начальной установки устройства, сумматор22, первая группа входов которого соединена с выходами счетчика 20, а вторая группа входов - с выходами счетчика 21, регистр 23, входы которого соединены с выходами сумматора 22, а выходы - с входами 13 блока 11 одновибратор 24, вход которого соединен с входом 9 блока 7, выход одновибратора подключен к управляющему входу ключа 25, входы которого подключены один непосредственно, а другой через линию 26 задержки к входу 8 блока 7, выход ключа 25 соединен с синхровходом регистра 23 и выходом 15 синхронизации блокаБлок 11 стыковки (фиг. 3) содержит формирователь 27 кода и два трех входовых сумматора 28 и 29, в состав каждого из которых входят соответственно преобразователи 30 и 31 кода, сумматоры 32 и 33, регистры 34 и 35, причем первый и третий входы переноса сумматоров 32 и 33 соединены с шиной 18, а вторые входы переноса - с шиной 36 логической единицы, первые группы входов сумматоров 32 и 33 подключены к выходам формирователя 27 кода, вторая группа входов первого сумматора 32 подключена младшими разрядами через первый преобразователь 30 кода к первой группе входов 12 блока 11, а старшими разрядами - к шине 36 логической единицы, третья группа входов сумматора 32 подключена к третьей группе 14 входов блока 11, выходы сумматора 32 соединены с входами первого регистра 34, выходы старших разрядов которого соединены с выходами младших разрядов устройства и через второй преобразователь 31 кода - с входами младших разрядов второй группы входов сумматора 33, старшие разряды второй группы входов сумматора 33 подключены к шине 36 логическойединицы, третья группа входов сумматора 33 подключена к второй группе 13 входов блока 11, выходы сумматора 33 подключены к входам второго регистра 35, выходы старших разрядов которого соединены с выходами стар-ших разрядов устройства, синхровход регистра 34 подключен к синхровходу 16 блока 11 непосредственно, а синхровхсд регистра 35 - через линию 37 задержки.Следящий фазометр работает следующим образом, 134874655 Ло начала измерения с помощью кнопки 17 выполняется начальная установка измерителей 1 и 2, делителей 5 и 6 частоты и БСЦЦ 7 в исходное состояние, Исследуемые сигналы, полный фазовый сдвиг между которыми подлежит измерению с входон устройства, поступают на входы прецизионного фазоизмерителя 1 и входы формиронателей 3 и 4, вырабатывающих короткие импульсы в моменты времени, соответствующие нуль-переходам входных сигналов. Сигналы с выхода формирователя 3 и 4 поступают на входы 8 и 9 БСЦЦ 7, и через делители 5 и 6 частоты - на входы дополнительного грубого измерителя 2, который обеспечивает однозначное измерение фазовых сдвигов сигналов в диапазоне док2 Т 2 с дискретом 2/2 " . Старшиеразрядон кода А И, с выхода измерителя 1, выходной код фазоизмерителя 2, а также выходной код И БСЦЦ 7 поступают на входы БС, который обеспечивает определение значенийНМ и М , т.е. количества целых фазовых циклов, согласованного с полученным в измерителе 1 значением Ь И,. Значения Ь Я, переписываются в регистр 10, а значения И и И - в выходные регистры БС, очередным синхроимпульсом с выхода 15 синхронизации БСЦЦ 7.БСЦЦ 7 структурная схема которого приведена на фиг. 2, работает следующим образом,1Перед началом работы происходит начальная установка счетчиков 20 и 21 сигналом с входа 19 блока 7, Импульсы с входов 8 и 9 блока 7 поступают на счетные входы счетчиков 20 и 21. При этом счетчик 20 работает в режиме вычитания, а счетчик 21 - в режиме суммирования, Полученные на выходе счетчиков 20 и 21 коды поступают на входы сумматора 22, на выходе которого образуется код И равный разности количества импульсов, поступивших на входы 8 и 9 за интервал времени с момента начальной установки до текущего момента времени, Выходной код М сумматора 22 переписывается в регистр 23 передним фронтом синхроимпульсов с выхода ключа 25, формируемых из импульсов на входе 8. При этом с целью исключения переписи информации в регистр 23 и момент прихода счетных импульсов на вход 9 одно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 вибратор 24 нырабатывает импульс блокировки длительностью, запреб,щающий прохождение синхраимпульсов с входа 8 через ключ 25 до окончания переходных процессов в сумматоре 22, В зтом случае перепись информации в регистр 23 будет осуществляться задержанным пинией 26 задержки на время .,7,импульсом с входа 8. Таким образом, БСЦЦ 7 осуществляет определение количества целых фазовых циклов, содержащихся в сигнале, а частотный диа .аэон блока 7 ограничен только быстродействием счетчиков 20 и 21, сумматора 22 и регистра 23.Блок 11 стыковки, структурная схема которого изображена на фиг, 3, обеспечивает определение значения1Я и И С этой целью формирователь 27 обеспечивает получение кода числа 0,5 и его подачу ца первые входы сумматоров 32 и 33. Код ь М со входа 12 блока 11, пройдя преобразователь 30, преобразуется в обратный код числа бИ, и поступает на вторые входы сумматора 32. С учетом того, что на вход переноса второго слагаемого сумматора 32 поступает сигнал логической единицы, число ЛХ, на входе сумматора представляется дополнительным кодом, На третьи входы сумматора 32 поступает сдвинутый наразрядов в сторону старших код ЬИ с входа 14 блока 11. Полученный ца выходе сумматора 32 код числа Х переписьцается в регистр 34 очередным импульсом с синхранхода 16 блока 11. Аналогичным путем получают,кад Е на выходе сумматора 33, при этом на второй вход сумматора подается число М в дополнительном коде, а на третий вход - код числа И с входа 13 блока 11, Результат вычисления - код числа Х переписывается в регистр 35 импульсом с синхровхода 16 блока 11, задержанным в линии 37 задержки на время, необходимое дляпреобразования кода М в преобразова-, теле 31 кодов и выполнения операции суммирования в сумматоре 33. Таким образом, введенные в устройство новые элемецты и их соединения позволяют расширить частотный диапазон устройства при сохранении высокой точности измерения. Расширение частотного диапазона достигается за счет того что сагпасацацие измеренных несинхронно папи фазовогоцикЛа и количества целых фазовых циклов выполняется благодаря дополнительному грубому измерению фазовых сдвигов и не требует умножения часто 5 ты сигналов, поступающих на БСЦЦ.Это позволяет по сравнению с прототипом в 8-10 раз расширить частотный диапазон входных сигналов устройства, При этом сохраняется высокая точ ность определения полных фазовых сдвигов, которая обеспечивается эа счет применения прецизионного фазометра, работающего в широком диапазоне частот и обеспечивающего изме рение доли фазового цикла с высокой точностью. Формула изобретения201, Следящий фазометр, содержащий первый измеритель фазового сдвига, входы которого являются входами фазометра, дна формирователя, входы25 которых соединены с входами фаэометра, блок счета целых циклов, подключенный входами к выходам формирователей, регистр, выходы которого являются выходами младших разрядов фазометра, входы регистра подключены30 к выходам первого измерителя фазового сдвига, блок стыковки, первая группа входов которого соединена с выходами старших разрядов первого измерителя фазового сдвига, а вторая 35 группа входов с выходами блока счета целых циклов, и кнопку установки нуля, первый контакт которой подключен к шине заземления, а второйк входам начальной установки перво го измерителя фазового сдвига и блока счета целых циклов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона устройства при сохранении высокой точности измерения, н него введены дна делителя частоты, входы которых соединены с выходами формирователей, второй измеритель фазовых сдвигов, подключенный входами к выходам дели телей частоты, а выходами - к третьей группе входов блока стыковки, выходы которого являются выходами старших разрядов устройства, входы начальной установки второго измерителя фаэовьи сдвигон и делителей частоты соединены с вторым контактом кнопки установки нуля, синхронходы регистра и блока стыковки подключены к выходу синхронизации блока счета целыхциклов,2, Следящий фаэометр по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок счета целых циклов содержит два счетчика, счетные входы которых соединены с входами блока, входы установки нуля счетчиков соединены с входом начальной установки блока, сумматор, первая группа входов которого подключена к выходам первого счетчика, а вторая группа входов к выходам нторого счетчика, регистр, входы которого соединены с выходами сумматора, а выходы являются выходами блока, ключ, управляющий нход которого соединен через одновибратор с одним иэ входов блока, входы ключа непосредственно н через линию задержки подключены к другому входу блока, а выход ключа - к синхровходу регистра и выходу синхронизации блока.3. Следящий фазометр по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок стыковки содержит формирователь кода, линию задержки и два трехвходовых сумматора, каждый иэ которых содержит преобразователь кода, сумматор и регистр, причем первый и третий входы переносов сумматоров соединены с шиной заземления, а второй вход переноса сумматоров - с шиной логической единицы первые группы входов сумматоров подключены к выходам формирователя кода, вторая группа входов первого сумматора младшими разрядами соединена через первый преобразователь кода с первой группой входов блока, а старшими разрядами - с шиной логической единицы, третья группа входов первого сумматора соединена с третьей группой входов блока выходы первого сумматора соединены с входами первого регистра, выходы старших разрядов которого соединены с выходами младших раэрядон блока и через второй преобразователь кода - с входами младших разрядон второй группы входов второго сумматора, старшие разряды второй группы входов которого соединены с шиной логической единицы, третья группа входов второго сумматора подключена к второй группе входов блока, выходы второго сумматора соединены с входами второго регистра, вы134874 Ь Составитель А.Шубин Техред М.Ходаиич Корректо едактор Ю,Сер липе Тираж 729НИИПИ Государственного комите по делам изобретений и открыт 13035, Москва, Ж, Раушская ПодписноеСССР аказ 5185/44 б, д, 4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ходы старших разрядов которого соединены с выходами старших разрядовблока, синхровход первого регистра подключен к синхровходу блока непосредственно, а синхровход второгорегистра - через линию задержки.