Цифровой фазометр

(51) 4 С 01 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТО нструкро элект- го итутин сп чес экихзобретия уст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(7 1) Специальное проектно-кторское и технологическое бродвигателей Производственнобъединения "Укрэлектромаш"(57) Изобретение может бытьзовано при создании фазометаппаратуры, работающей на ни средних частотах. Цельния - повышение быстродейст ройства. Фазометр содержит нуль-орган 1, временные дискриминаторы 3 и 4 максимумов, формирователь 4 опор ных сигналов, элементы 2 И 5 и 6, мик ропроцессор 7, индикатор 8 и блок 9 управления, Введение нуль-органа 10, временных дискриминаторов 11 и 12 максимумов, инверторов 13 и 14 и конкретное выполнение блока 9 управления позволяют при запуске фазометра в момент времени, соответствующий положительному полупериоду, получать выигрыш во времени, пропорциональный полупериоду сигнала. 1 з.п, ф-лы,ил.13 68808 2первого триггера 15, первый входэлемента 2 И 18 соединен с первымвходом блока 9 управления, а выход -5с единичным входом второго триггера16, нулевые входы триггеров 15-17,25 и 26 объединены. Второй вход элемента 2 И 18 соединен с вторым входомэлемента 2 И 20 и с прямым выходомтриггера 15, инверсный выход которого соединен с третьим выходом блока9 управления, выход элемента 2 И 20соединен с единичным входом триггера 25, прямой выход которого соединен с входами элемента ИЛИ 27 и элемента ЗИ 21, а инверсный выход -с входом элемента ЗИ 22, прямой выход триггера 16 соединен с вторымвходом элемента ЗИ 22 и входом эле мента ИЛИ 27, выход которого соединен с вторым выходом блока 9 управления, а инверсный выход триггера 16соединен с вторым входом элементаЗИ 2 1, а выход элемента ЗИ 21 соеди нен с единичным входом триггера 26,прямой выход которого соединен свходом элемента ИЛИ 28 и первым входом элемента ЗИ 23, а инверсный выход - с первым входом элемента ЗИ 30 24, выход элемента ЗИ 22 соединенс единичным входом триггера 17, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента ЗИ 24 и входомэлемента ИЛИ 28, а инверсный выход - с вторым входом элемента ЗИ23, выходы элементов ЗИ 23 и 24 соединены с входами элемента ИЛИ 29,выход которого соединен с нулевымивходами триггеров 15-17, 25 и 26.40 Второй, третий, четвертый, пятыйи шестой входы блока 9 управлениясоединены соответственно с третьимивходами элементов ЗИ 22 и 24, первымвходом элемента 2 И 20 и третьими вхо дами элементов ЗИ 21 и 23, первыйвыход блока 9 управления соединен свыходом элемента ИЛИ 28.фазометр работает следующим образом.Синусоидальные напряжения, междукоторыми измеряется фазовый сдвиг,55 Изобретение относится к измери" тельной технике и может быть использовано при создании фазометрической аппаратуры, работающей на низких и средних частотах.Цель изобретения - повышение быстродействия с сохранением точности.На чертеже приведена блок-схема фазометра.В состав цифрового фаэометра входят нуль-орган 1, временные дискриминаторы 2 и 3 максимумов, формирователь 4 опорного сигнала, элементы 2 И 5 и 6, микропроцессор 7, индикатор 8, блок 9 управления, нуль-орган 10, временные дискриминаторы 11 и 12 максимумов и инверторы 13 и 14,Блок 9 управления состоит из триггеров 15-17, элемента 2 И 18, кнопки 19 "Пуск", элемента 2 И 20, элементов ЗИ 21-24, триггеров 25 и 26, элементов ИЛИ 27-29.Вход нуль-органа 1 соединен с входом первого временного дискримина - тора 2 максимумов, вход второго временного дискриминатора 3 максимумов соединен с входом формирователя 4 опорного сигнала, выход которого соединен с первыми входами элементов 2 И 5 и 6, выходы которых соединены с входами микропроцессора 7 соединенного с индикатором 8, первые два выхода блока 9 управления соединены с управляющими входами микропроцессора 7 и вторыми входами элементов 2 И 5 и 6, третий выход блока 9 управления соединен с третьим управляющим входом микропроцессора 7. Вход первого инвертора 13 соединен с входом первого нуль-органа 1, а выход - с входом второго нуль-органа 10 и входом третьего временного дискриминатора 11 максимумов, вход второго инвертора 14 соединен с входом формирователя 4 опорного сигнала, а выход - с входом четвертого временного дискриминатора 12 максимумов, выходы первого нуль-органа 1, первого и второго временных дискриминаторов 2 и 3 максимумов, второго нуль-органа 10 и третьего и четвертого дискриминаторов 11 и 12 максимумов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым входами блока 9 управления.В блоке 9 управления кнопка 19 "Пуск" соединена с единичным входом Н,И) = П, зпа, Ц (с) = 11 яз.п(ы- с),подаются соответственно на первыйи второй входы фазометра. Нуль-орган1 и временной дискриминатор 2 мак368808 1 симумов выделяют соответственно момент перехода через нуль из минуса в плюс и момент наступления максимума сигнала 3,. Нуль-орган 10 и временной дискриминатор 11 максимумов выделяют соответственно момент перехода через нуль из минуса в плюс и момент наступления максимума инвертированного сигнала О,(Г.), который появляется на выходе инвертора 13. Временные дискриминаторы 3 и 12 максимумов выделяют моменты наступления максимумов сигналов соответственно Б(С) и инвертированного 0 (С), который появляется на выходе инвертора 14, Во все эти моменты времени на выходах соответствующих блоков формируются управляющие сигналы, поступающие в блок 9 управления. Формирователем 4 осуществляется преобразование напряжения У (С) в пропорциональную частоту следования импульсов Г(с)=К Б (с)=К 0 з 1 п(и С -), (1) где К - коэффициент передачи формирователя 4 опорного сигнала.Элементы 2 И 5 и 6 в исходном состоянии закрыты нулевыми потенциалами триггеров 17 и 26, объединенными через элемент ИЛИ 28, и триггеров 16 и 25, объединенных через элемент ИЛИ 27, блока 9 .управления.При нажатии кнопки 19 "Пуск" на прямом выходе триггера 15 появляется единичный потенциал, подготавливающий к работе элементы 2 И 18 и 20. В зависимости от того, в какой из моментов времени, соответствующий положительному или отрицательному полупериоду сигнала Б,(Г), нажата кнопка 19 "Пуск", первый импульс появляется на выходе нуль-органа 10 или нуль-органа 1.Рассмотрим случай, когда кнопка 19 "Пуск" нажата в момент времени, соответствующий положительному полу- периоду сигнала П,(С). При этом первым наступает момент перехода через нуль из минуса в плюс для инвертированного сигнала У,(1), по сравнению с сигналом У т.е. первым срабатывает нуль-орган 10. С его выхода импульс через элемент 2 И 20 поступает на единичный вход триггера 25, в результате чего на его пря 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мом выходе устанавливается дв:и.ный потенциал, который поступает через элемент ИЛИ 27 на второй вход элемента 2 И 6. Импульсы с формирователя 4 опорного сигнала начинают поступать в один из запоминающих регистров микропроцессора 7, адрес которого выбирается по управляющему сигналу с триггера 25. Установившийся на прямом выходе триггера 25 единичный потенциал разрешает прохождение импульсов с выхода временного дискриминатора 11 максимумов через элемент ЗИ 21 на единичный вход триггера 26, а нулевой потенциал на инверсном выходе триггера 25 поступает на элемент ЗИ 22, запрещается прохождение через него импульсов с выхода временного дискриминатора 2 максимумов на единичный вход триггера 17, При наступлении максимума сш"нала П. (С) импульс с выхода временного дискриминатора 11 максимума через элемент ЗИ 2 1 поступает на единичный вход триггера 26, в результате чего на его прямом выходе устанавливается единичный потенциал, который, проходя через элемент ИЛИ 28 на второй вход элемента 2 И 5, открывает этот элемент для прохождеш;я импульсов с формирователя 4 опорного сигнала на запоминающий регистр микропроцессора 7, адрес которого выбирается по управляющему с налу с триггера 26.Единичный потенциал с прямого выхода триггера 26, поступая на элемент ЗИ 23, открывает его для прохождения импульсов с временного дискриминатора 12 максимумов, Нулевой потенциал с инверсного выхода триггера 26 запрещает прохождение импульсов с выхода временного дискриминатора 3 максимумов через элемент ЗИ 24. При первом же поступлении максимального сигнала Г (С) импульс с выхода временного дискриминатора 12 максимумов поступает через элементы ЗИ 23 и ИЛИ 29 на нулевые входы триггеров 15-17, 25-26, возвращая их в исходное состояние, Тем самым элементы 2 И 5 и 6 становятся нечувствительными к импульсам формирователя 4, прекращая их доступ в микропроцессор 7. С инверсного выхода триггера 15 поступает сигнал на третий управляющий вход мпропроцессора 7.чество импульсовЮ 12 д п нРН = Г(СИ(С 11:)=К У,(тй(и Е),25 С цдС 1( )и 2 Подставляя в эти формулы выражение (1), получают30 н 12 ФР Я,=К Ц, здп(иЕ- Ср)й(1)- с= КУ соя С,М=К Б, здп(я с - с)да с) о 40 5 13688В том случае, когда запуск устройства происходит в момент времени, соответствующий отрицательному полу- периоду сигнала Б 1(1 ), фазометр5 работает под управлением импульсов, вырабатываемых нуль-органом 1 и временными дискриминаторами 2 и 3 максимумов через соответствующие им элементы блока 9 управления. 10Таким образом, элемент 2 И 5 оказывается открытым для прохождения импульсов в течение фазового интервала О 2 +, а элемент 2 И 6 - в течение фазового интервала /2 15й/2 + у . За время открытого состояния элементов 2 И 5 и 6 на соответствующие регистры микропроцессора 7 поступает соответственно коли 08 6 ответствующий положительному полупериоду, получают выигрыш во времени, пропорциональный полупериоду сигнала,по сравнению с известным устройством с сохранением прежней точности, что особенно важно при измерении сдвига фаэ на средних и низких частотах,Формула изобретения1. Цифровой фазометр, содержащий нуль-орган, первый и второй временные дискриминаторы максимумов, формирователь опорного сигнала, первый и второй элементы 2 Имикропроцессор, индикатор и блок управления, причем вход нуль-органа соединен с входом первого временного дискриминатора максимумов и первой входной клеммой фазометра, вход второго временного дискриминатора максимумов соединен с входом формирователя опорных сигналов и второй входной клеммой фазометра, при этом выходы нуль-органа, первого ц второго временных дискриминаторов максимума соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока управления, а выход формирователя опорного сигнала соединен соответственно с первыми входами первого и второго элементов 2 И, выходы которых соединены с входами микропроцессора, выходом соединенного с индикатором, при этом первые два выхода блока управления соединены с первым и вторым управляющими входами микропроцессора и вторыми входами элементов 2 И, а третий выход блока управления соединен с- К 13 здп, (3)Коды И, и Х запоминаются в заданных регистрах микропроцессора 7,Единичный потенциал, поступающий, на третий управляющий вход микропроцессора 7 с триггера 15, является командой "Начало операции", по которой начинается выполнение микропрограммы вычисления фазового сдвигаагсС 8 -1 50 55Результаты вычисления отображаются на индикаторе 8.Таким образом, при запуске цифрового фазометра в момент времени, сотретьим управляющим входом микропроцессора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия при сохранении точности,в него дополнительно введены второйнуль-орган, третий и четвертый временные дискриминаторы максимумови два инвертора, причем вход первого инвертора соединен с первой входной клеммой фазометра, а выход - свходами третьего временного дискриминатора максимумов и второго нульоргана, выход которого соединен счетвертым входом блока управления,а выход третьего временного дискриминатора соединен с пятым входомблока управления, при этом вход второго инвертора соедццец с второй8808 Составитель М. КатановаТехред А.Кравчук Корректор М. Лемчик Редактор О. Юрковецкая Заказ 287/47 Тираж 772 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 136 входной клеммой фаэометра, а выход с входом четвертого временного дискриминатора максимумов, выход которого соединен с шестым входом блока управления.2. Фазометр по и, 1, содержащий блок управления, состоящий из трех триггеров, третьего и четвертого элементов 2 И и кнопки "Пуск",причем кнопка Пуск" соединена с входом установки единицы первого триггера, первый вход третьего элемента 2 И соединен с первым входом блока управления, а выход - с входом установки единицы второго триггера, входы установки нуля трех триггеров обьединены, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в блок управления дополнительно введены четыре элемента ЗИ, четвертый и пятый триггеры и три элемента ИЛИ, причем второй вход третьего элемента 2 И соединен с вторым входом четвертого элемента 2 И и пряьым выходом первого триггера, инверсный и прямой выходы второго триггера соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ЗИ, при этом инверсный и прямой выходы третьего триггера соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов ЗИ, выход четвертого элемента 2 И соединен с входом установки единицы четвертого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соотнес;стнсно вторыми входами первого и второго элементов ЗИ, выход первого элемента ЗИ соединен с входом установки едигницы гятого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с вторыми входами третьего и четвертого элементов ЗИ, а второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы блока управления соединены соответственно с третьими входами второго и четвертого элементов ЗИ, вторым входом четвертого эле мента 2 И и третьими входами первогои третьего элементов ЗИ, при этом прямые выходы второго и четвертого триггеров соединены с входами первого элемента ИЛИ, а прямые выходы третьего и пятого триггеров соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока управ. пения, второй выход которого соединен с выхо дом первого элемента ИЛИ, а третийс инверсным выходом первого триггера, вход установки нуля которого соединен с входами установки нуля четвертого и пятого триггеров и выходом Зо третьего элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами тр тгего и четвертого элементов ЗИ, а выход второго элемента ЗИ соединен с входом установки единицы третьег трит - гера.