Цифровой фазометр

(61) Дополнительное к авт. свид-ву.(22) Заявлено 02 Р 780 (21) 2918086/18-21с присоединением заявки РЙ(23)Приоритет(5)М. Кд. О 01 К 25/00 ЪеударатюныВ каинтет СССР ве юаи нзабретеннй н анрытнй(Ц) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР Изобретение относится к фазоизме рительной технике и предназначено для измерения Фазового сдвига в устройства измерения дальности фазовыми методами. Известен цифровой фазометр, содер"жащий Формирователи, элементы И, управляющий триггер (триггер-делительчастоты), триггер Фазового интервала,счетчик с индикацией и источники сигнала, соответствующий времени измерения усредняемых значений Фазовыхсдвигов. Устройство позволяет измерять усредненное значение Фазовыхсдвигов в Гечение измерительного времени. При случайном попадании импульса конца фазового интервала на времяИ, триггер фазового интервала оста"ется в состоянии Т, т.е. элемент И,формирующий пачки импульсов, открытв течение йС, и счетные импульсы непрерывно поступают на счетчик с индикацией 11,2Однако если СпТ и сигнал про"падает более чем один раз, то проведение измерений становится невозможным, т.е, устройство обладает высоки" ми погрешностями измерения,% Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является циф" ровой Фазометр, содержащий преобразователь фаза-интервал времени генераФтор квантующих импульсов и триггер пуска, выходы которых подключены к входам первого элемента И, блок вы" деления заднего Фронта сигнала, вход которого соединен с выходом преобразователя Фаза-интервал времени, два пересчетных элемента, выход первого из которых соединен с нулевым входом триггера пуска, счетчик с индикацией, подключенный к выходу второго пере- счетного элемента, и блок управления коэффициентом пересчета, выходами соединенный со вторыми входами пере- счетных элементов.В известном устройстве измерительное время 8 задается подсчетом импульсов конца фазового интервала и изменяется в зависимости от частоты исследуемых сигналов. Усреднение результата измерения производится в течение измерительного времени ВКТ,Таким образом, при исчезновении импульса конца Фазового времени на время ьС измерительное время увеличивается до 6=9+И 121,Однако в течение Ьс счетные импульсы поступают в счетчик и вносятгрубые погрешности измерения, Приас = 9т.е. Оп =2 Ч погрешность из"мерения составляет более 100.Цель изобретения - повышение точности измерения при наличии низкочастотной помехи.Поставленная цель достигаетсятем, что в цифровой Фазометр, содер"жащий преобразователь фаза-интервалвремени, генератор импульсов и триггер пуска, выходы которых соединеныс входами первого элемента И, блоквыделения заднего фронта сигнала,вход которого соединен с выходомпреобразователя Фаза-интервал времени, два пересчетных элемента, выходпервого из которых соединен с нулевым входом триггера пуска, счетцикс индикацией, подключенный к выходувторого пересцетного элемента, иблок управления коэффициентом пересчета, выходами соединенный с входами первых пересцетных элементов,введены триггер разрешения, второй итретий элементы И, третий и четвертый пересчетные элементы и элементИЛИ причем входы второго элементааоИ соединены соответственно с выходомблока выделения заднего фронта сиг"нала и с выходом триггера пуска, авыход - с единичным входом триггераразрешения и входом первого пере 45счетного элемента, входы третьегоэлемента И соединены соответственнос выходами триггера разрешения и генератора импульсов, входы элементаИЛИ подключены к выходам последнихпересчетных элементов, а выход соединен с нулевыми входами этих элементов и триггера разрешения, счетный вход третьего пересчетного элемента соединен с выходом первого элемента И, счетный вход четвертогопересчетного элемента соединен свходом второго пересчетного элемента и с выходом третьего элемента И,На фиг. 1 представлена функциональная схема Фазоизмерительного устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы (Оо и Ох - опорный и исследуемый сигналы; О - пачки импульсов, соответствующие измеряемому фазовому сдвигу; О - усредняемые за К периодов пачки импульсов регистрируемые счетчиком с индикацией).Цифровой фазометр содержит пре" образователь 1 Фаза-интервал времени, генератор 2 квантующих импульсов и триггер 3 пуска, выходы которых соединены со входами первого элемента 4 И, служащего для формирования пачки импульсов, длительность которых равна интервалу фазового сдвига. Кроме того,:фазометр содержит блок 5 выделения заднего фронта сигналов, вход которого соединен с выходом преобразователя 1, и два пере- счетных элемента 6 и 7, один для формирования сигнала по окончании времени измерения, другой для усреднения результата измерений, Выход пересцетного элемента 6 соединен с нулевым входом триггера 3, Счетчик 8 с индикацией подключен к выходу второго пересчетного элемента 7, а блок 9 управления коэффициентом пересцета выходами соединен с вторыми входами первых пересчетных элементов 6 и 7 и служит для задания одинаковых для обоих пересчетных элементов 6 и 7 коэффициентов пересчета.Триггер 10 разрешения выполняет функцию включения-выключения пере- счетного элемента 7. Входы второго элемента 11 И соединены соответственно с выходом блока 5 выделения заднего Фронта сигнала и с выходом триггера 3 пуска, а выход - с единичным входом триггера 10 разрешения и с входом первого пересцетного элемента 6, Входы третьего элемента 12 И соединены соответственно с выходами триггера 10 разрешения и генератора 2 квантующих импульсов.Третий и четвертый пересчетные элементы 13 и 14 представляют собой два счетчика одинаковой емкости,служащие для формирования сигнала запрета счета результата измерения.Входы элемента 15 ИЛИ подключены к выходам пересчетных элементов 13 и 14, а выход соединен с нулевыми входами элементов 13 и 14 и триггера 10 разрешения, Счетный вход третьего пере5 90745 счетного элемента 13 соединен с выходом первого элемента 4 И, счетный вход четвертого пересчетного элемента 14 соединен со входом второго пересцетного элемента 7 и с выходом третьего элемента 12 И.Фаэометр работает следующим образом.В исходном состоянии триггеры 3 и 10, пересчетные элементы 6 и 7 и 1 О счетчик 8 установлены в нулевое состояние.Входные сигналы поступают по двум каналам на преобразователь 1 Фаза- интервал времени. При подаче сигнала 15 "Пуск" на триггер 3 пуска и при поступлении сигнала от преобразователя 1 элемент 4 И начинает пропускать квантующие импульсы генератора 2, формируя пачки, Эти импульсы посту пают в пересчетный элемент 13, Содержимое пересчетного элемента 13 непрерывно переписывается в дополни" тельном коде в пересцетном элементе 14, емкость которого равна емкости элемента 13. В результате, если содержимое элемента 13 равноМСр30 торых соответствует максимально воз можному Фазовому сдвигу, равному 2 Л,где 7 - длительность импульса,формируемого в преобразователе 1 фаза-интервал, време"ни, равная фазовому интервалу между входными сигна 35лами;р - период повторения квантующих импульсов,то содержимое пересчетного элемента4614 М= М - М, где М - емкость пересчетного элемента,По .кончании каждого импульса отпреобразователя 1 фаза-интервал времени элемент 4 И закрывается, а в45блоке 5 выделения заднего фронта сигнала формируется импульс, которыйчерез открытый элемент 11 И запускает триггер 10 разрешения, и регистрируется в пересцетном элементе 6.Разрешение счета с триггера 10 подается на элемент 12 И, который начинает пропускать квантующие импульсыв пересцетный элемент 14, Посколькупересчетный элемент 14 уже был заполнен до уровня М = М - М, то домомента его переполнения в него запишется и = М 1 квантующих импульсов.Такое же количество импульсов запи 9 6шется и в пересчетный элемент 7. Импульс переполнения пересчет.ого элемента 14 через элемент 15 ИЛИ устанавливает триггер 10 разрешения в "0" и закрывает элемент 12 И. Пере- счетные элементы 13 и 14 также обнуляются.Подсчет импульсов в пересчетном элементе 7 прекращается. При непре" рывном поступлении сигналов на входы преобразователя 1 фаза-интервал времени процесс записи в пересчетных элементах периодически повторяется, После поступления на пересчетный элемент 6 К сигналов заднего фронта от блока 5 выделения заднего Фронта сигнала (К задается блоком 9 управления) на выходе пересцетного элемента 6 появляется сигнал, который переключает триггер 3 пуска в исходное состояние, вследствие цего элемент 4 И закрывается и не пропускает квантующие импульсы в пересчетный элемент 13, Триггер 10 разрешения также находится в нулевом состоянии и в пересцетный элемент 7 также не поступают квантующие импульсы. Таким Образом, через К периодов входных сигналов в счетчике 8 с индикацией появляется усредненное за К изменений значение фазового сдвига При случайном пропадании входного сигнала преобразователя 1 фаза- интервал времени, т,е. при наличии низкочастотной помехи по входу, преобразователь 1 фаза-интервал времени формирует импульсы, длительность коПри этом количество квантующих импульсов, записанное в пересчетном элементе,13 М: 2 У, Импульс переполнения элемента 13 через элемент 15 ИЛИ обнуляет пересчетные элементы 13 и 14, подготавливая их для по"следующего измерения,Такое построение цифрового Фазометра позволяет Формировать сигнал запрета счета результатов измерения при случайном исчезновении сигналов на его входе. Поскольку импульсы в счетчике с индикацией не поступают в этот момент, то ошибка не допускается, Таким образом, точность измерения фазометра при наличии низкочастотной помехи на входе повышается,Тформула изобретения 907 М 59 Цифровой фазометр, содержащий преобразователь фаза-интервал времени, генератор импульсов и триггер пуска, выходы которых соединены с входом первого элемента И, блок выделения заднего фронта сигнала, вход которого соединен с выходом преобразователя фаза-интервал времени, два пере" 1 В счетных элемента, выход первого из .которых соединен с нулевым входом триггера пуска, счетчик с индикацией, подключенный к выходу второго пере- счетного элемента, и блок управления коэффициентом пересчета, выходами соединенный с вторыми входами первых пересчетных элементов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельь . повышения точности измерения при на" личии низкочастотной помехи, в него введены триггер разрешения, второй и третий элементы И, третий и четвертый пересчетные элементы и элемент ИЛИ) причем входы второго элемента 8И соединены соответственно с выходомблока выделения заднего фронта сигнала и с выходом триггера пуска, авыход - с единичным входом триггераразрешения и входом первого пересчетного элемента, входы третьего элемента И соединены соответственно свыходами триггера разрешения и генератора импульсов, входы элемента ИЛИподключены к выходам последних пересчетных элементов, а выход соеди"нен с нулевыми входами этих элементов и триггера разрешения, счетныйвход третьего пересчетного элементасоединен с выходом первого элементаИ, счетный вход четвертого пересчетного элемента соединен с входом вто"рого пересчетного элемента и с выхо"дом третьего элемента И,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 511251 кл. 6 01 К 25/00) 1976.2, Авторское свидетельство СССРК 216841) кл. 6 01 В 25/00, 1968.907459 Составитель Н.Агеева Техред Е,Харитончик Корректор Е.Рошк Редактор Р,пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проект аказ 582/53 Тираж 739 ВЙИИЙИ Государствен по делам изобрет 133035, Москва, ЖПодписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5