Калибратор фазы

(54) КАЛИБРАТОР ФАЗЫ 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР1041950, кл, С 0 1 К 25/00, 198 1.Кравченко С.А. Калибраторы фазы, -Л,; Энергоиэдат, 1981, с, 8-10,рис. Зв,(57) Изобретение относится к электрорадиоиэмерительной технике, Цельизобретения - расширение функциональных возможностей устройства. КалибЯО 1368804 А 1 ратор фазы содержит опорный генератор 1, дискретный фазовращатель 2,индикатор 6 и мультиплексор 1 О. Введение цифрового фаэометра 3, буферного оперативного запоминающегоустройства 4, блока 5 вычислениядисперсии, а также генератора 7 тактовых импульсов, постоянного запоминающего устройства 9 и блока 11 управления позволяет формировать калиброванные по дисперсии фаэовыефлуктуации с заданным законом распределения и широким спектром на любойчастоте рабочего диапазона, В описании приведены примеры реализацииблока 5 вычисления дисперсии и блока11 управления. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано для поверки измерителей фазовых флуктуаций (ФФ) и измерителейфазовой модуляции,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемформирования калиброванных по дисперсии фазовых флуктуаций с заданнымзаконом распределения и широкимспектром на любой частоте рабочегодиапазона,На чертеже приведена схема калибратора фазы.Калибратор фазы содержит последовательно соединенные опорный генератор 1 и дискретный фаэовращатель2, цифровой фазометр 3, буферноеоперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 4, блок 5 вычисления дисперсии, индикатор 6, а также генератор 7 тактовых импульсов, счетчик8, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 9, мультиплексор 10 иблок 11 управления, причем вход и выход фазовращателя 2 соединены с входами фазометра 3, выход которого соединен с информационным входом буферного ОЗУ 4, а выход последнего - сходом блока 5, выход которого соединен с индикатором 6, выход генератора 7 соединен с входами счетчика 8и блока 11 управления, выход счетчика 8 соединен с одним из входов мультиплексора 10 и адресным входомПЗУ 9, выход ПЗУ 9 соединен с другимвходом мультиплексора 10, выход которого соединен с управляющим входомфазовращателя 2 и адресным входомбуферного ОЗУ 4, Выходом калибратора является выход фазовращателя 2,соединенный с измерительным входомповеряемого измерителя 12 ФФ.Калибратор имеет также второй выход, которым является выход генератора 7, соединяющийся с входом опорного сигнала поверяемого измерителя 12 ФФ,Кроме того, блок 5 вычислениядисперсии содержит блок 13 усреднения, вычитающий блок 14 и вычислитель 15 среднего квадрата, причемих управляющие входы соединены с управляющим входом блока 5, один извходов вычитающего блока 14 и входблока 13 усреднения соединены с входом блока 5, а выход вычислителя 15соединен с выходом блока 5, выходблока 13 усреднения соединен с вторым входом вычитающего блока 14, выход которого соединен с входом вычислителя 15.Блок 11 управления содержит дваинвертора 16 и 17, два ключевых каскада 18 и 19, элемент 20 задержки,коммутатор 21 и кнопку 22, причемвход инвеотооа 16 эаэемлен, вход ивыход подсоединены к входным контактам коммутатора 2 1 и кнопки 22, выход которой является выходом "Пуск"блока 11 управления, выход коммутатора 2 1, являющийся вторым управляющим выходом блока 11 управления,подсоединен к управляющему входуключевого каскада 18 непосредственно, а ключевого каскада 19 - черезинвертор 17, сигнальные входы обоихключевых каскадов подсоединены к выходу элемента 20 задержки, вход которого является входом блока 11 управления, выходы ключевых каскадов18 и 19 являются соответственнотретьим и четвертым выходами блока11 управления,Устройство имеет два режима работы и работает в них следующим образом,5 10 1 20 25 ЭО35 4045 50 55 В режиме 1 производится аттестация фазовращателя 2 на выбранной рабочей частоте, которая задается высокостабильным генератором 1, Для этого блок 11 управления сбрасывает счетчик 8 в "0" и разрешает счет до останова, а мультиплексор 10 переключается в режим прямой передачи кода со счетчика 8 на управляющий вход дискретного фазовращателя 2 и адресный вход буферного ОЗУ 4, Считая поступающие тактовые импульсы от генератора 7, счетчик 8 последова" тельно перебирает всевозможные состояния фазовращателя 2, после чего останавливается, Информация о вносимых фаэовращателем 2 фазовых сдвигов замеряется фазометром 3, запускаемым в каждом такте по сигналу от блока 11 управления, и заносится в ячейки памяти буферного ОЗУ 4, адресом для которых является код счетчи ка 8В режиме 1 блок 11 управления устанавливает буферное ОЗУ 4 в режим записи. Генератор 7 тактовых импульсов переключают на низкую частоту повторения импульсов, достаточную для срабатывания фазометра 3, з 136880В режиме 11 производится формирование калиброванных Фф, для чего блок 11 управления переключает счетчик 8 в режим непрерывного счета5 импульсов генератора 7, а мультиплексор 10 - в режим передачи содержимого ячейки памяти ПЗУ 9 на управляющий вход дискретного фаэовращателя 2 и адресный вход буферного ОЗУ 4, 10 При этом в ПЗУ находится массив случайных чисел, сформированный в соответствии с требуемым законом распределения вероятности фф. Адресом для последовательно перебираемых ячеек памяти ПЗУ является выходной код счетчика 8. Таким образом, на выходе фазовращателя 2 формируется гармонический сигнал со случайно меняющейся фазой, который подается на измерительный вход поверяемого измерителя 12 Фф.При наличии в измерителе 12 устройств выборки и хранения на его опорный вход подается сигнал от ге нератора 7 тактовых импульсов для синхронизации работы измерителя 12 фф и калибратора дисперсии Фф, Частота повторения импульсов генератора 7 выбирается из требований к ширине спектра формируемых фазовых флуктуаций и требований к опорному сигналу иэмегителя 12 Фф.(2) При этом операции деления и умножения на Я реализуются добавлениемили отбрасыванием младших разрядов.Отклонения фазового сдвига отего среднего значения (с; -ф;), вычисленные в вычитающем блоке 14,поступают на вычислитель 15 среднего квадрата, который для упрощениятехническои реализации перечисляетдисперсию на каждый тактовый импульспри приближенной формуле, полученной на основе формулы (1),Для непрерывной работы в реальном времени блок 13 в каждом такте выполняет операцию усреднения для группы последних фазовых сдигов, причем для удобства технической реализациим И фиксированно и равно И = 2 где ш - целое, и формула (2) преобразуется к видуоценка дисперсии;число обрабатываемых фазовых сдвигов,фазовый сдвиг для -го тактового импульса,усредненное значение фазового сдвига,Фазометр 3 в режиме 11 не используется. Буферное ОЗУ 4 переключаетсяблоком 11 управления в режим чтения,и информация о реально вводимых фазовых сдвигах после каждого тактового импульса поступает на вход блока5 вычисления дисперсии. Изменениезакона распределения вероятности ффпроводится механической сменой микросхемы ПЗУ,Блок 5 вычисления дисперсии рассчитывает несмещенную оценку дисперсииединичного отклонения по известнойформуле и содержит всего один умножитель,Несмотря на приближенный характерформулы (4) при достаточно большихК, д и стационарном процессе отклонений фазы практически получаемаяточность вычисления оценки дисперсии40 оказывается достаточно высокой(до 17.). Текущая оценка дисперсииформируемых фазовых сдвигов постоянно индуцируется на цифровом индикаторе 6,45 Переключение режимов работы калибратора дисперсии ФФ осуществляется коммутатором 21 блока 11 управления, который вырабатывает управляющий сигнал в виде 0" или " 1", Этим50 сигналом переключаются мультиплексор 10, буферное ОЗУ 4 в режим чтения или записи, счетчик 8 в режимнепрерывного счета или счета с остановом. Сигнал "Пуск" блока 11 управления, вырабатываемый кнопкой 22,сбрасывает счетчик 8 перед проведением калибровки фазовращателя 2,Импульсы генератора 7, задержанныеэлементом 20 задержки блока 11 уп 1368804равления для компенсации инерционности фазовращателя 2, в режиме аттестации последнего через ключевой каскад 18 поступают на запуск фазометра 3, а в режиме формирования ФФ через ключевой каскад 19 запускают в работу блок 5 вычисления дисперсии, Переключение ключевых каскадов осуществляется сигналом с коммутатора 21.Иэ известных устройств наиболее подходящим для оперативной поверки измерителей ФФ является устройство, содержащее высокостабильный генератор, частотный модулятор и генератор низкой частоты. Требования по точности воспроизведения ФФ с калиброванной дисперсией приводят к существенному усложнению и удорожанию такого устройства, Введение в состав известного устройства, содержащего опорный генератор и дискретный фазовращатель, генератора тактовых импульсов, ПЗУ, мультиплексора, цифрового фаэометра, буферного ОЗУ, блока вычисления дисперсии, индикатора и блока управления позволяет применять его для получения калиброванных по дисперсии ФФ с заданным законом распределения и широким спектром на любой частоте рабочего диапазона, что повышает достоверность и точность поверки измерителей ФФ. В то же время стоимость его оказывается существенно ниже, чем и достигается экономический эффект, Кроме того, примененный в схеме калибратора дисперсии ФФ цифровой фазометр используется только в режиме аттестации дискретного фазовращателя; а в рабочем режиме формирования калиброванных ФФ не используется, поэтому становится возможным эксплуатация одного цифрового фаэометра для группы из нескольких калибраторовФормула изобретения1, Калибратор фазы, содержащий опорный генератор и соединенный последовательно с ним дискретный фазовращатель, управляющий вход которого соединен с выходом мультиплексора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формированиякалиброванных по дисперсии фазовыхфлуктуаций с заданным законом распределения и широким спектром налюбой частоте рабочего диапазона, внего введены цифровой фазометр, буферное оперативное запоминающее устройство, блок вычисления дисперсии,индикатор, генератор тактовых импульсов, счетчик, постоянное запоминающее устройство и блок управления,причем вход и выход фазовращателясоединены с соответствующими входами фазометра, выход которого соединен с информационным входом буферного оперативного запоминающего устройства, выход последнего соединенс входом блока вычисления дисперсии,выход которого соединен с индикатором, выход генератора тактовых импульсов соединен с входами счетчика,блока управления и клеммой для подключения поверяемого измерителя, выход счетчика соединен с одним извходов мультиплексора и адресным входом постоянного запоминающего устройства, выход которого соединен сдругим входом мультиплексора, выходмультиплексора соединен с адреснымвходом буферного оперативного запоминающего устройства, выход фазовращателя соединен с второй клеммойдля подключения поверяемого измерителя, при этом первый выход блока управления соединен с первым управляющим входом счетчика, второй выход -с вторым управляющим входом счетчикаи управляющими входами мультиплексора и буферного оперативного запоминающего устройства, третий выход - суправляющим входом фазометра, а четвертый - с управляющим входом блокавычисления дисперсии,2, Калибратор по и, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что блок вычисления дисперсии содержит блок усреднения, вычитающий блок и вычисли 5 10 15 20 25 ЭО 35 40 45 50 55 тель среднего квадрата, управляющиевходы которых соединены с управляющим входом блока вычисления дисперсии,один из входов вычитающего блокаи вход блока усреднения соединены свходом блока вычисления дисперсии,а выход вычислителя среднего квадрата - с его выходом, выход блока усреднения соединен с вторым входом вычитающего блока, выход которого соединен с входом вычислителя среднегоквадрата,Составитель М.КатановаТехред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко Редактор О.Юрковецкая Заказ 287/47 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 1368804 83, Калибратор по п. 1, о т л и- мутатора соединен с вторым выходомч а ю щ и й с я тем, что блок управ- блока управления и управляющим вхоления содержит два инвертора, два дом первого ключевого каскада непоключевых каскада, элемент задержки, средственно, а второго - через втокоммутатор и кнопку, причем вход рой инвертор, сигнальные входы клюпервого инвертора заземлен, вход и чевых каскадов подсоединены к выховыход его подсоединены к входным ду элемента задержки, вход которогоконтактам коммутатора и кнопки, вы- соединен с входом блока управления,ход которой является выходом Пуск 10 выходы первого и второго ключевыхблока управления и соединен с первым каскадов соединены соответственновыходом блока управления, выход ком- с третьим и четвертым выходами блокауправления,