Цифровой фазометр для измерения мгновенных значений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХР ЕСПУБЛИК 16776(5)5, 6 01 В 25/08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТ юл. ЬЬ 34кий злектротехническУльянова (Ленина) сников, Б,Н.Прихо й инс(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ (57) Изобретение может быть использовано в информационно-измерительной технике, Цель - повышение точности измерений, Цифровой фазометр содержит формирователи 1 и 2, блок 3 управления, элементы И 4 и 5, генератор 6 сигналов опорной частоты, управляемый делитель 7 частоты, счетчик 8, делитель 9 частоты и счетчик 10, Цель достигается за счет уменьшения погрешности двоичных умножителей и устранения преобразования кода в частоту следования импульсов. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.5 10 15 20 25 30 40 50 Изобретение относится к информацион но-преобразовательной и измерител ь ной технике и может быть использовано в цифровых системах автоматического регулирования и управления с фазовыми сигналами первичных преобразователей.Цель изобретения - повышение точности измерения мгновенного значения сдвига фаз,На фиг. 1 представлена структурная схема фазометра; на фиг, 2 - структурная схема блока управления; на фиг. 3 - временная диаграмма работы блока управления и фазометра; на фиг, 4 - структурная схема управляемого делителя частоты.Выходы формирователей 1 и 2 подключены, соответственно, к первому и второму входам блока 3 управления, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответственно элементов И 4 и 5, вторые входы которых подключены к выходу генератора 6 сигналов опорной частоты, выход элемента И 4 соединен с первым входом управляемого делителя 7 частоты, первый выход которого подключен к первому входу первого счетчика 8, выход которого подключен к третьему входу блока 3, четвертый выход которогоо соединен со вторым входом счетчика 8, третий вход которогоо соединен со вторым выходом управляемого делителя 7, третий вход которого соединен с выходом делителя 9 частоты, вход которого соединен с выходом элемента И 5 и с первым входом второго счетчика 10, второй вход которого соединен с третьим выходом блока 3, со вторым входом управляемого делителя 7.Блок 3 управления содержит элементы И 11 и 12, являющиеся первым и вторым входами блока 3, Выход элемента И 11 соединен с первым входом элемента ИЛИ 13 и с первым входом пятого элемента И 14, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И 12 и со вторым входом элемента ИЛИ 13, выход которого подклю"ен к входу третьего формирователя 15, выход которого является третьим (выход д) выходом блока 3 и соединен с первым Я-входом первого триггера 16, единичный выход которого является первым (выход в) выходом блока 3, Выход пятого элемента И 14 соединен с входами четвертого и пятого формирователей 17 и 18. Выход формирователя 17 является четвертым выходом (выход б) блока 3, выход формирователя 18 подключен к второму Я-входу триггера 16 и к первому Я входу второго триггера 19, единичный выход которого является вторым (выход г) выходом блока 3, третий вход которого соединен с входом дешифратора 20,выход которого (выход а) подключен к второму В-входу триггера 19, нулевой выход которого соединен со вторыми входами элементов И 11 и 12,Управляемый делитель 7 частоты содержит управляющий счетчик 21, кодовый выход которого является вторым выходом делителя 7 и соединен с первыми входами групп элементов И 22, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ 23, выход которого является первым выходом делителя 7, второй вход которого соединен с входом установки в нуль счетчика 21, а третий вход делителя 7 соединен с входом второго управляющего счетчика 24, кодовый выход которого соединен со вторыми входами группы элементов И 22,Фазометр работает следующим образом.Формирователи 1 и 2 вырабатывают из входных сигналов устройства Овх 1 и Овх 2 последовательности прямоугольных импульсов с длительностью Т и периодом 2 Т (Т - период входных сигналов). Триггеры 16 и 19 блока 3 в исходном положении т 0 находятся в нулевом состоянии (фиг. Зв, г). Элементы И 11.и 12 открыты и выходные сигналы О 1, О 2 с формирователей 1 и 2 поступают на входы элемента ИЛИ 13, где происходит их логическое суммирование (фиг, Зе) и на входы элемента И 14, где эти сигналы логически умножаются (фиг. Зж). Формирователь 15 по положительному фронту сигнала е с выхода элемента ИЛИ 13 формирует 35 импульс (фиг. Зд), обнуляющий счетчик 10 и управляющий счетчик 21.Одновременно импульс с формирователя 15 поступает на 5-вход триггера 16, который открывает элемент И 4 (фиг. Зв), и импульсы Е 0 ч опорной частоты с генератора 6 начинают поступать на первый вход делителя 7, являющийся тактовым входом счетчика 21, где происходит суммирование импульсов Е 0 ч, Через интервал времени пропорциональный сдвигу фаз, формирователь 17 по положительному фронту сигнала с выхода элемента И 14 (фиг, Зж) формирует импульс (фиг. Зб), поступающий на второй вход(вход разрешения установки) счетчика 8; в который со второго выхода делителя 7 переписывается содержимое счетчика 21 на данный момент времени. Таким образом, в счетчике 8 формируется код й = Еоч х. По отрицательному фронту сигнала с выхода элемента И 14 (фиг, Зж) формирователь 18 формирует импульс, поступающий на Я- вход триггера 16. Элемент И 4 закрывается и в счетчике 21 формируется код Кт = Еоч Т, пропорциональный периоду входных сигна 167765651015 20 25 ЗО 35 40 45 50 лов (фиг. Зж, в). Одновременно импульс с выхода формирователя 18 поступает на Я- вход триггера 19, который закрывает входные элементы И 11 и 12 и открывает элемент И 5 (фиг, Зг). Импульсы опорной частоты Роч поступают на первый (тактовый) вход счетчика 10 и через делитель 9 частоты - на третий вход делителя 7, в результате чего с первого выхода делителя 7 начинают постуоч МТ пать импульсы частотой 1 = К, где К - коэффициент деления делителя 9 частоты, Йп - постоянная делителя 7 частоты. Импульсы 1 поступают на первый (тактовый) вход счетчика 8, где они вычитаются из кода Й в течение временийт К й, ФТи=Гочт Гочпропорционального значению фазового сдвига, По окончании Ти счетчик 8 обнуляется. Обнуление счетчика 8 фиксируется дешифратором 20. На В-вход триггера 19 поступает сигнал, устанавливающий его в нулевое состояние, Одновременно элемент И 5 закрывается, при этом в счетчике 10 формируется код М= Еоч Ти = Кщ р. пропорциональный значению сдвига фаз входных сигналов,Таким образом, по сравнению с прототипом, настоящее устройство позволяет существенно повысить точность измерения мгновенного значения сдвига фаз,Формула изобретения 1, Цифровой фазометр для измерения мгновенных значений, содержащий первый и второй формирователи, входы которых являются входами цифрового фазометра, первый и второй счетчики, делитель частоты, управляемый делитель частоты, первый и второй элементы И, генератор сигналов опорной частоты, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого. соединен с первым входом управляемого делителя частоты, а выход последнего соединен с входом первого счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок управлеНия, входами соединенный с выходами первого и второго формирователей, выход генератора сигналоа опорной частоты соединен с первым входом второго элемента И, а вторые входы первого и второго элементов И соединены с первым и вторым выходами блока управления, выход второго элемента И соединен с входами делителя частоты и второго счетчика, управляющий вход которого соединен с третьим выходом блока управления и управляющим входом управляемого делителя частоты, второйвход которого соединен с выходом делителя частоты, второй выход - с вычитающим входом счетчика, выход которого соединен с третьим входом блока управления,четвертый выход которого соединен с входом установки первого счетчика.2. Фазометр по и. 1. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что блок управления содержит третий, четвертый и пятый элементы И, элемент ИЛИ, третий, четвертый и пятый формирователи, даа триггера и дешифратор, при этом первые входы третьего и четвертого элементов И являются соответственно первым и вторым входами блока управления,выход третьего элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ и с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу третьего формирователя, выход которого является третьим выходом блока управления и соединен с первым входом первого триггера, прямой выход которого является первым выходом блока управления, выход пятого элемента И. соединен с входами третьего и четвертого формирователей, и ричем выход четвертого формирователя является четвертым выходом блока управления,выход пятого формирователя подключен к . второму входу первого триггера и к первому входу второго триггера, прямой выход которого является вторым выходом блока управления, третий вход которого соединен с входом дешифратора, выход которого подключен к второму входу второго триггера, инверсный выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И.1677656 дв 4 оьэ ставитель М, Катаноред М,Моргентал Редактор Н. Химчук Тех Коррект Производственно-из льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 3112 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская нэб., 4/5