Цифровой фазометр

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТОИзСТВУ Союз Советски иСоциалистическиеРеспублик ои 935821(51)М. Кл. 0 01 й 25108 Ьеудеретееюай комитет СССР ае делам изобретений и открытийДата опубликования описания 15.06.82(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОИЕТР Изобретение относится к Фазомет" рии и может найти применение при создании устройств для измерения сдвига фаз сигналов высокочастотного заполнения радиоимпульсов.5Известен Фазометр радиоимпульсных сигналов, содержащий низкочастотный фазовый измеритель, двухканальное устройство трансформации спектра, генератор, делитель частоты, два фор" 1 в мирователя видеоимпульсов, два счетчика и два элемента совпадения, Это устройство позволяет измерять мгновенные сдвиги. Фаз между произвольными периодами заполнения радиоимпуль" сов 11)Недостатком этого устройства является невозможность усредненного сдвига фаз между соответствующими периодами заполнения радиоимпульсов, что обуславливает низкую точность измерения.Известен цифровой суммирующий фазометр, содержащий два Формирователя,два триггера, пять элементов совп дений, два инвертора, делитель ча ты, счетчик, схему временной задержки и гейератор образцовой частоты. Этот фазометр позволяет измерять усреднен"ныи сдвиг фаз 23.Недостатком цифрового фазометра является ограниченный диапазон изме" рения разности фаз высокочастотных сигналов заполнения радиоимпульсов.Цель изобретения - расвирение диапазона измерения сдвигов Фаз.Укаэанная цель достигается тем, что в цифровой Фазометр, содержащий первый и второй формирователи, входы которых подключены к входным сигналам Фазометра, а выходы " соответ" ственно к входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходу триггера и первым входам третьего и четвертого элементов И, а выход третьего элемента.И подключен к входу счетчика, ге" нератор образцовой частоты,выход3 9358 которого подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого подключен к входу делителя частоты, выход которого подключен к второму входу триггера, первый вход которого подключен к выходу элемента задержки, а вход последнего подключен к источнику, запускающих сигналов, введены реверсивный счетчик и умножитель частоты, причем первый вход умножи" 10 теля частоты подключен к выходу гене" ратора образцовой частоты, выходк второму входу третьего элемента И, а вторые входы - к выходам реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, а второй - к выходу второго элемента И.На Фиг. 1 приведена структурная схема цифрового фазометра; на Фиг. 2- временная диаграмма, поясняющая ра" боту устройства.. Цифровой Фазометр содержит Форми" рователи 1 и 2, элементы И 3-6, блок 7 временной задержки, триггер 8, реверсивный счетчик 9, цифровой ум" ножитель 10 частоты, счетчик 11, генератор 12 образцовой частоты, делитель 13 частоты. Выход Формирователя 1 соединен с первым входом эле" мента И 3. Выход Формирователя 2 подключен к первому входу элемента И 4. Вход запуска фазометра подключен к блоку 7 временной задержки, а выход блока 7 - к первому входу триггера 8. Выход триггера 8 соединен со вторыии входами элементов И 3-6. Выход первого элемента И 3 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 9. Выход второго элемента И 44 О подключен к вычитающему входу ревер" сивного счетчика 9, выходы которого подключены ко входам управления цифрового умножителя 1 О частоты, Выход генератора 12 образцовой частоты подключен к сигнальному входу цифрового умножителя 10 частоты и пер" вому Ъходу четвертого элемента И 6. Выход цифрового умножителя 10 часто" ты соединен с первым входом элемента И 5, выход которого подключен к счет" В чику 11. Выход четвертого элемента И 6 подключен к делителю 13 частоты, выход которого подключен ко второму входу триггера 8.Фазометр работает следующим об" разом.Процесс измерения начинается с приходом импульса "Запуск" (фиг. 2 а),который предшествует приходу радио- импульсов. Этот импульс производит сброс прибора в исходное состояние, Через определенное время, задаваемое блоком 7 временной задержки и необходимое для приведения прибора в исходное состояние, триггер 8 переключается в состояние н 1", открывая элементы И 3-6. При этом импульсы с выхода генератора 12 образцовой час" тоты подаются на делитель 13 частоты, Начинается отсчет времени измерения.Радиоимпульс, огибающая которого представлена на фиг. 26, поступает на вход Формирователя 1. Такой же радиоимпульс, но сдвинутый во време" ни, поступает на вход Формирователя 2, его огибающая представлена на фиг. 2 в. Сигналы, между которыми необходимо определить сдвиг фаз (фиг. 2 г, д), являются высокочастотным заполнением радиоимпульсов (Фиг, 26, в). На выходе формирователей 1 и 2 появляются импульсы, соответствующие моменту перехода напряжений через заранее заданный уровень (Фиг. 2 е, ж). Через открытые элементы И 3 и 4 две импульсные последовательности начинают поступать соответственно на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 9. Импульсы генератора 12 образцоыой частоты, умноженные на содержание реверсивного счетчика 9 в цифровом умножителе 10 частоты, через открытый элемент И 5 поступают на счетчик 11.Если временной интервал между первым импульсом последовательности, изображенной на фиг. 2 е, и первым импульсом последовательности, изображенной на фиг. 2 ж, заполнить частотой импульсов генератора образцовой частоты (фиг. 2 з), то число этих импульсов пропорционально сдвигу фаз между первым периодом несущей частоты радиоимпульса, поступаюцего на вход формирователя 1 (Фиг. 2 г) и первым периодом несущей частоты радиоимпульса, поступающего на вход формирователя 2 (Фиг. 2 д).Интервал, заполненный импульсами с частотой Г, изображенный на Фиг. 2 и, содержит число импульсов, пропорциональное сдвигу фаз между вторым периодом несущей частоты (фиг. 2 г) и вторым периодом несущей частоты (Фиг. 2 д) и т.д, Интервал (Фиг. 2 м), заполненный импульсами с частотой Г , содержит935821 число импульсов, пропорциональноесдвигу фаз между пятыми периодами.Просуммировав площади., ограниченныекривыми, изображенными на фиг. 2 зфиг. 2 м, получим кривую, изображенную зна Фиг. 2 н. Число импульсов генератора образцовой частоты, ограниченноекривой (фиг. 2 н), пропорционально суммарному сдвигуфаз между соответ"ствующими периодами. Если полученное 16число импульсов разделить на числоимпульсов, участвующих в усреднении,получим усредненный сдвиг Фаз междунесущими частотами радиоимпульсов.Частота импульсов Г на выходе 13умножителя 1 О равна М 1, где И - содержание реверсивного счетчика. ПриМвО 1."аО. Построив временную диаграмму частоты иьоульсов 1 на выходе умножителя 10 частоты, можно убедиться,щчто она полностью совпадает с полученной графически диаграммой(фиг. 2 н). Делениеуа число перно"дов, участвующих в усреднении, осуществляется в счетчике 11. Наиболееудобно выбирать число периодов,участвующих в усреднении, кратнымдесяти, в этом случае деление осуществляется перенесением запятой.Спустя время измерения Т 3зО)где О - коэффициент деления делителя13 появляющийся на выходе делителяимпульс (фиг. 2 о) возвращает триггер8 в исходное состояние, закрывая тем са"мым элементы И 3-6. Цикл измерениязаканчивается.Общее число импульсов, подсчитанных счетчиком в течение времени измеренияИЮЯС фгде и - число периодов усреднения; 6- частота высокочастотногосигналаЧ " фазовый сдвиг,Формула изобретенияЦифровой фазометр, содержащийпервый и второй Формирователи, входыкоторых подключены к входным сигналам фазометра, а выходы - соответ"ственно к входам первого и второгоэлементов И, вторые входы которыхподключены к выходу триггера и первым входам третьего и четвертогоэлементов И, а выход третьего элемен"та И подключен к входу счетчика,генератор образцовой частоты, выходкоторого подключен к второму входу;четвертого элемента И, выход которо"го подключен к входу делителя частоты, выход которого подключен к вто"1 рому входу триггера, первый входкоторого подключен к выходу элемента.задержки, а вход последнего подключен,к источнику зайускающих сигналов,о т л и ч а е щ и й с я тем, что, .с целью расаирения диапазона измере"ния сдвигов Фаз, в него введены ре"версивный счетчик и умножитепь частоты, причем первый вход умножителячастоты подключен к выходу генератора образцовой частоты, выход - квторому входу третьего элемента И,а вторые вхщы - к выходам реверсивного счетчика, первый вход которогоподключенк аыходу первого элементаИ, а второй " к выходу второго элемента И.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИф 534700, кл. 6 01 й 25/00, 1977.2. Цифровые измерительные приборы.