Цифровой фазометр

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 03.0481 (21) 3269569/18-21с присоединением заявки М(23) Приоритет -Опубликовано 30.1082. Бюллетень Мо 40Дата опубликования описания 30,1082 У 1 М К 3 6 01 К 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Красноярский политехнический институт(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР Изобретение относится к радио- измерительной технике и может быть использовано для построения цифро-. вых фазометров.Известен триггерный двухполупериодный фазометр, содержащий в каждом канале Формирователи импульсов привязки к положительным и отрицательным нуль-переходам входных сигналов с подключенными к их выходам элементами совпадений, соединенными выходами через элемент ИЛИ с общим для обоих каналов управляеьим триггером, к выходу которого подключен элемент совпадений, в котором осуществляется квантование временных интервалов и который подключен выходом к входу счетчика, а вторым входом - к выходу элемента совпадений, который ограничивает время измерения и связан с задающим генератором и времязадающим устройством, которое через дифференцирующую цепь и одновибратор управляет коммутирующим триггером, подключенным выходами к вторым входам элементов совпадений 1 1.Используемые в данном Фазометре два цикла работы, равные половине врумени измерения и соответствующие измерению сдвига фаз по положительным (в первом цикле) и отрицательныМ(во втором цикле) нуль-переходамвходных сигналов, не обеспечиваютполной компенсации погрешности засчет относительно быстрых уходовнулевой линии, соизмеримых с временем измерения. Дополнительная погрешность возникает также при коммутации режимов работы.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатуявляется цифровой фазометр, содержа"щий преобразователь сдвига Фаз винтервалы времени с подключеннымик его выходам через элементы И блока- .ми синхронизации, соединенными первыми выходами через элемент ИЛИ ссуммирующим счетчиком, задающий генератор, связанный с вторыми входа ми элементов И и блоков синхрониза"ции, соединенных третьими входами через времязадающий блок с вторыми выходами одного из блоков синхронизации, четвертые входы блоков синхро низации соединены соответственно спряьвм и инверсным выходами триггера, связанного входом с задающимгенератором. В элементах И данногоФазометра осуществляется квантова ние временных интервалов, поэтому вОднако в прототипе такая возможнбсть отсутствует, что приводит к птере части измерительной информации и дополнительной погрешности дискретности, максимальное значение которой пропорционально удвоенному объему делителя частоты или в градусах 2360/КсчДанная погрешность особенно возрастает при увеличении количества параллельно квантуемых временных интервалов, формируемых преобразова 60, дальнейшем их целесообразно называтьблоками квантования.Квантонание временных интерваловосуществляется общей квантующей последовательностью, что повышает частоту квантования и снижает погреш, ность дискретности, а в блоках синхронизации осуществляется привязка ссчетных импульсов пачек к двум сдвинутым по времени последовательностямимпульсов, что исключает взаимное 10влияние пачек при их объединении навходе суммирующего счетчика. Блокисинхронизации включают в себя последовательно соединенные делитель частоты, подключенные входом к выходу 15соответствующего блока квантования,управляемый триггер и элемент И(в дальнейшем первый элемент совпадений), второй вход которого связанс времязадающим блоком, последовательно соединенные блок переноса,входы которого соединены с задающимгенератором и с прямым или инверснымивыходами триггера, а выход - с времязадающим блоком (в первом блоке син 25хронизации) и третьим входом первогоэлемента совпадений, электронный ключ(в дальнейшем второй элемент совпадений), соединенный вторым входом свыходом управляемого триггера, итриггер, выход которого подключен квторому входу управляемого триггераи четвертому входу элемента совпадений, выход которого является выходом блока синхронизации,Объеж делителей частоты блоков 35синхронизации и суммирующего счетчика должны удовлетворять условии непосредственного отсчета сдвига фаз вградусах, а именно: Кдч Ксч = 2 нмлв=360 10", где К = 0,1,2; С,- время измерения; 1 в- частота квантования. При этом в области средних инижних частот, где погрешность квантования становится очень малой (порядка 10 -10 , при =0,5 с, Екв= 4536 МГц) разряды делителей частотытакже как и все разряды суммирующегосчетчика являются значащими и их необходимо учитывать при считыванииизмерительной информации. Для этогокоды обоих делителей частоты должныбыть просуммированМ и добавлены к коду суммирующего счетчика 23. телем сдвига фаз. в интервалы времени с целью повышения точности измерения.В общем случае число таких интервалов может достигать нескольких единиц, При этом погрешность возрастает пропорционально количеству параллельно квантуемых интервалов времени,Цель изобретения - повышение точности измерения цифровых фазометров,Указанная цель достигается тем, что в цифровой фазометр,содержащий времязадающий блок, преобразователь сдвига фаз в интервалы времени с подключенными к его выходам блоками квантования, связанными вторыми входами с задающим генератором, а выходами - с соответствующими блоками синхронизации, соединенными первыми выходами через элемент ИЛИ с входом суммирующего счетчика, введены распределитель импульсов и последова-. тельно соединенные дополнительный элемент ИЛИ и дополнительный суммирующий счетчик, выход которого подключен к дополнительному входу элемента ИЛИ, а вход сброса - к первому выходу времязадающего блока, соединенному также с третьими входами блоков квантования, второй выход времязадающего блока соединен с вторыми входами блоков синхронизации, которые подключены третьими входами к соответствующим выходам распределителя импульсов, а вторыми выходами к входам дополнительного элемента ИЛИ, входы распределителя импульсов и времязадающего блока соединены с Выходом задающего генератора.При этом каждый блок синхронизации включает в себя последовательно соединенные реверсивный счетчик, управляемый триггер и первый элемент совпадений, выход которого является первым выходом блока синхронизации, последовательно соединенные второй элемент совпадений и триггер, выход которого связан с вторым входом первого элемента совпадений и вторым входом управляемого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента совпадений, а также третий элемент совпадений, соединенный выходом с входом вычитания реверсивного счетчика, к выходам разрядов которого подключен дешифратор нулевого состояния, выход которого связан с первым входом третьего элемента совпадений, второй вход которого, соединенный с вторым входом второго элемента совпадений и третьим входом первого элемента совпадений, является третьим входом блока синхронизации, третий вход третьего элемента совпадений является вторым входом блока синхронизации, а выход- вторым выходом блока синхронизации .На фиг.1 приведена блок-схема цифррового фазометра; на фиг.2 - блоксхема одного из возможных вариантовреализации блока синхронизации.Цифровой фазометр содержит преобразователь 1 сдвига фаз в интервалы временй, к выходам которого подключены блоки 2 квантования, которыесвязаны с блоками 3 синхронизации,выходы которых соединены через элемент ИЛИ 4 с суммирующим счетчиком5, задающий генератор 6 и подключенные к нему распределитель 7 импульсов и времязадающий блок 8, связанные с блоками 3 синхронизации, соединенными через дополнительный элемент ИЛИ 9 с дополнительным суммирующим счетчиком 10, связанным с элементом ИЛИ 4 и времязадающим блоком8, соединенным с блоками 2 квантования.Блоки .3 синхронизации включают всебя реверсивный счетчик 11, соединенный с управляемюм триггером 12,связанным с вторым элементом 13 совпадений, триггером 14 и первым элементом 15 совпадений, соединенным с,которые связаны с реверсивным счетчиком 11,Устройство работает следующим образом.Измеряемый фазовый сдвиг с помощью преобразователя 1 сдвига фаз в интервалы времени преобразуется в эквивалентные интервалы времени, которые поступают на блоки 2 квантования, где квантуются общей последовательностью счетных импульсов с выхода задающего генератора 6 в течение времени, задаваемого времязадающим блоком 8. Пачки импульсов с выходов блоков 2 квантования поступают на блоки 3 синхронизации, где осуществляется их привязка к одной из М импульсных последовательностей распределителя 7 импульсов, которые разнесены по времени относительно друг друга на величину й, где й - период частоты задающего генератора. В результате обеспечивается независимая регистрация счетных импульсов пачек с выходов блоков 3 синхронизации с помощью общего суммирующего счетчика 5.Каждый блок 3 синхронизации содержит реверсивный счетчик 11, на вход суммирования которого поступают пачки счетных импульсов. Объем счетчика выбирается не менее чем (2 Х+1), Привязка выходных импульсов реверсивного счетчика к соответствующей импульсной последовательности распределителя 7 импульсов осуществляется при помощи первого 15 и второго 13 элементов совпадений, триггера 14 и 970258управляемого триггера 12. При этомна выход первого элемента 15 совпадений проходит второй после появлениявыходного импульса реверсивного счетчика 11 импульс из выходной последовательности распределителя 7 импуль-сов.После окончания времени измерениякоды реверсивных счетчиков 11 всехблоков 3 синхронизации должны бытьпросуммированы идобавлены к кодуобщего суммирующего счетчика 5.Для этого в паузе между измерениямипотенциалов с второго выхода времязадающего блока 8 открываются третьи 15 16 элементы совпадений блоков 3 синхронизации, и импульсы сдвинутых повремени импульсных последовательностей,с распределителя 7 импульсов поступают на входы вычитания реверсив 2 р ных счетчиков 11 и через дополнительный элемент ИЛИ 9 на дополнительныйсуммирующий счетчик 10, подключенныйчерез элемент ИЛИ 4 к основному суммирующему счетчику 5. Разрядность до полнительного суммирующего счетчика10 такая же, как и реверсивного счетчика 11. К выходам разрядов реверсивных счетчиков 11 подключен дешифратор17 нулевого состояния, который закры О вает соответствующий элемент 16 совпадения, после считывания до нуля содержимого реверсивного счетчика 11.При этом на вход дополнительногосуммирующего счетчика 10 поступаетколичество импульсов, соответствующее суммарному коду. всех реверсивныхсчетчиков, .которое и будет зарегистрировано основным и дополнительнымсуммирующими счетчиками. В результате. не происходит потери измерительнойинформации в блоках синхронизации,а все разряды основного и дополнительного суммирующих счетчиков могутбыть использованы для индикации результата измерения.Таким образом, введение новых элементов и связей позволяет повыситьточность измерения цифрового фазометра за счет исключения потери из О мерительной информации в блоках синхронизации.формула изобретения551. Цифровой фазометр, содержащийвремязадающий блок, преобразователь сдвига фаз в интервалы времени с подключенными к его выходам блоками квантования, связанными вторыми вхоф дами с задающим генератором, а выходами - с первыми входами соответствующих блоков синхронизации, соеди.ненных первыми выходами через элемент ИЛИ с входом суммирующего счетчика, 65 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, 970258с целью повышения точности измерения, в него введены распределитель импульсов и последовательно соединенные дополнительный элемент ИЛИ и дополнительный суммирующий счетчик, выход которого подключен к дополнительному 5 входу элемента ИЛИ, а вход сбросак первому выходу времязадающего блока, соединенному также с третьими входами блоков. квантования, второй выход времязадающего блока соединен 10 с вторыми входами блоков синхронизации,. которые подключены третьими входами к соответствующим выходам распределителя импульсов, а вторымй выходами - к входам дополнительного элемента ИЛИ, входы распределителя импульсов и времязадающего блока соединены с выходом задающего генератора.2. Фазометр поп.1, о т л и ч а -20 ю щ и й с я тем, что, блок синхронизации содержит последовательно .соединенные реверсивный счетчик, управляемый триггер.и первый элемент совпадений, выход которого является первым выходом блока синхронизации,последовательно соединенные второй.элемент совпадений и триггер, выходкоторого связан с вторым входомпервого элемента совпадений и вторым входом управляемого триггеравыход которого соединен с первымвходом второго элемента совпадений,а также третий элемент совпадений,соединенный выходом с входом вычитаний реверсивного счетчика, к выходамразрядов которого подключен дешифратор нулевого состояния, выход которого связан с первым входом третьего элемента совпадений, второй входкоторого, соединенный с вторым входомвтоРого элемента совпадений и третьимвходом первого элемента совпадений,является третьим входом блока синхронизации, третий вход третьего элемента совпадений является вторым входом блока синхронизации, а выход -вторым выходом блока синхронизации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 359608, кл,6 01 К 25/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССРР 636558, кл.б 01 К 25/00, 1978..Проектная,4 акаэ 8380/54 . ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, МоскваТираж 717 ственног бретений Ж, Ра Подписнокомитета СССРоткрытийская наб., д.4