Цифровое фазометрическое устрой-ctbo

Заявител 4)ЦИФРОВОЕ ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО е к разным посл ично или полнос ульсы, принадлежа овательностям, ча м Изобретение относится к радиоизерительной технике и может найти при менение в фазометрических системах типа радиорефрактометров.Известно устройство, содержащее5 генератор счетных импульсов, счетный триггер, два компаратора, элементы совпадения, элемент ИЛИ в цифровойиндикатор 711,Недостатком этого устройство является невысокая точность измерения,.Известно также устройство, позволяющее производить измерение разности фаэ между двумя последовательностями резонансных импульсов, инвариантное к крутизне фронтов и амплитудам импульсов, которое содержит генератор счетных импульсов, счетный триггер, Ю - триггер, инвертор, три элемента совпадения, элемент ИЛИ, два компараторащсчетчик и индикатор 21Однако известное устройство не обеспечивает достоверное измерение разности фаз в тех случаях, Когда имсовпадают во времени.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей фазометра, аименно получение достоверного значенияразности фаз при любом взаимном положении импульсов, принадлежащих к разным последовательностям,Поставленная цель достигается тем,что в цифровое фазометрическое устройство, содержащее генератор счетныхимпульсов, соединенный со счетно триггером, два соединенных между собойвходами компаратора, выходы которыхчерез первый и второй элементы совпадения соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которогочерез счетчик соединен со входом индикатора, ЫЬ -триггер, соединенный Квходом с выходом второго компаратора,а Ь. - входом - с выходом первого компаратора и через инвертор и третийэлемент совпадения - с третьим входом8490элемента ИЛИ выход КЬ -триггера подключен к первому входу третьего элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, выход счетного ужгера соединен со вторыми входами пепервого и второго элементов совпадения,введены элемент И-НЕ, К 5 -триггеруправления, а в качестве счетчика использования реверсивный счетчик, вычитающий и суммирующийвходы которого соединены соответственно с нулевым и диничным выходами 25ра управления, 8 - вход которого соединен с выходом первого компаратора 5и первым входом элемента И-НЕ, а К -вход-. с выходом вторсго компаратора ивторым входом элемента И-НЕ. выход которого соединен с третьими входамипервого и второго элементов совпа 20дения.На фиг. 2 изображена функциональнаясхема цифрового фазометрического устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу,25Устройство содержит генератор 1счетных импульсов, выход которого через счетный. триггер 2 соединен с входами первого 3 и второго 4 элементов совпадения и непосредственно под 30ключен ко второму входу третьего элемента 5 совпадения. Выходы элементов3-5 совпдения, через элемент ИЛИ 6соединены с входом реверсивного счетчика 7, выход которого подключен к35цифровому индикатору 8.Первый вход элемента 3 совпадениясоединен с входом инвертора 9, 6 -входомИ 3- триггера 10, первым входом элемента И-НЕ 11, 5-входов, К 5 -триггера12 управления и выходом первого компаратора 3. Первый вход элемента 4 совпадения поцключен ко второму входуэлемента И-НЕ 11, к Р -входам К 5 -триггера 10 и 25 -триггера 12 управле 45ния и выходу второго компаратора 14.Выход элемента И-НЕ 11 соединен с третьими входами элементов 3 и 4 совпадения. Выход инвертора 9 подключен ктретьему входу элемента 5 совпадения,50первый вход которого соединен с единичным выходом 5 -тригера 10.Вычитающий и суммирующий входы реверсивного счетчика 7 подключены соответственно к нулевому и единичномувыходам Кб -триггера 12 управления,Из двух последовательностей резо- фнансных импульсов комапараторы 13 и14 формируют две последовательности 98 4прямоугольных импульсов с длительностями соответственно (т. - С )( .(- )моменты равенства напряжения порогового уровня 0 напряжениям переднего и заднего фронтов резонансного импульса первей (опережаннцей)последовательносгичные ы для резонансного импульса второй отстающей последовательности.На временных диаграммах(фиг. 2) приведены возможные соотношения межд У сигналами в точках А ы Б схемы. Величина временного интервала Ь 1, соответсвующая величине измеряемой разности фаз двух последовательностей резонансных импульсов, определяется по формулеС т С -С -СЪ .2. Н ( к 12После тождественного преобразования формула 1 принимает вид.Я. 2Все указанные формулы тождественны друг другу,В случае; когда фазовый сдвиг между импульсами последовательностей аналогичен сдвигу, указанному на фиг, 2, а, устройство реализует формулу 2 , т.е, измеряет сумму половины длительностей импульсов и длительности интервала между концом первого импульса и началом второго.Формула (3) реализуется в устройстве при фазовом сдвиге, приведенном на фиг, 2 б, Искомый временной интервал при этом равен сумме половин длительностей интервалов между началами и между концами импульсов.Диаграммамна фиг. 2 в и 2 г соответствуют формулы (4) и(5). В этих случаях устройство измеряет разность. половин длительностей между началами и между концами (фиг. 2 в) либо между юонцами и между началами (фиг,2 г) импульсов.В исходном положении К 5-триггер 1 О и ВЗ - триггер 12 управления находят5 849098 6 5 0 5 ступая с выхода компаратора 13 на вход 0 элемента 3 совпадения, разрешает прохождение с выхода счетного триггера 2 через элемент 3 совпадения, элемент ИЛИ б на вход реверсивного счетчика 7 импульсов, частота которых в два ра за ниже частоты счетных импульсов, поступающих с выхода генератора 1.При этом в реверсивный счетчик 7 поступает такое число счетных импульсов, которое соответствует величине 30 интервала временой равнойРеверсивный счетчик 7 в данном случае работает на сложение, так как передний фронт сигнала на выходе компаратора 13 переключает Р 5-триггер 12 з 5 управления в едичное состояние. Этим же фронтом переключается в единчное состояние Р 5-триггер 10, чтау однако, не приводит. к отпиранию элемента 5 совпаденияу поскольку на его другом 40 входе присутствует нулевой сигнал с выхода инвертора 9. По окончании.импульса на выоде компаратора 13 на,денному на фиг. 2 б. выход реверсивного счетчика 7 через эле 45 50 Таким образом, через элемент 3 совпадения пройдет такое количество счетных импульсов, которое эквивалентнон временнсму интервалуа через:элемент 4 совпадения. - временному ннтераалу . ЙЪа:ЪЬА . 55 Накопленное реверсивным счетчиком7 суммарьое количество счетных имся в нулевом состоянии, реверсивный счетчик 7 обнулен и готов к работе на вычитание (благодаря единичнсму сигналу на нулевом выходе Р 5-триггера 2 управления). Элементы 3-5 совпадения загерты нулевыми сигналами соответственно с выходов компараторов 13 и 14 и с единичного выхода Р 5 - триггера 1 О,.На выходе элемента И-НЕ 11 присутствует единичный сигнал,В соответствии с четырьмя возможными случаями соотношений между сигналами в точках А и Б схемы имеют место четыре варианта функционирования устройства.Вариант 1. Сдвиг между импульсами аналогичен приведенному на фиг, 2 а,Сформированный прямоугольный импульс первой последовательности,помент 5 совпадения начинают поступатьсчетные импульсы непосредственно с выхода генератора 1, Отпирание элеменlта 5 совпадения обеспечивается единичными сигналами с выхода инвертора 9 и единичнсго выхода Ю-триггера 10,Измерение интервала(1 н - )заканО.чивается в момент появления переднего фронта сигнала на выходе компаратора14 за счет переключения в нулевое состаяние Р 5-триггера 10. Одновременно указанный сигнал отпирает элемент 4 совпадения и сбеспечивает прохождение с выхода счетного триггера 2 на вход реверсивного счетчика 7 такого количества импульсов, которое соответствует величине интервала времени, равной -. д . Прохождение счетных1импульсов через элемент 4 совпадения прекращается в момент окончания импульса на выходе компаратора 4. Вэтот момент (задним фронтом импульсана выходе компаратора 14) Р-триггер12 управления и переключается в нулевое, исходное состояние,Таким образом, во-первых работаявесь цикл измерения на сложение, ре-версквный счетчик 7 накопил такое количество счетных импульсов, котороесоответствует временному сдвигумежду резонансными импульсами последовательностей, при этом на цифровоминдикаторе 8 отображается значениеизмеряемой разности фаз. Во-вторых,элемент И-НЕ 11 влияние на элементы3 и 4 ссвпадения неоказывал, так какимпульсы на выходах компараторов 13и 14 не совпадали во времени.Вариант 2. Сдвиг между импульсамипоследовательностей аналогичен привеВ этом случае функционирование устройства имеет следующие отличия от функционирования по варианту 1: а) Элемент 5 совпадения находится постоянно в запертом состоянии, так как Р 5-триггер 1 О переключателя в нулевое состояние ранее, чем появляется единичный.сигнал к.а выходе инвертора 9;б) Элемент 3 совпадения обеспечивает прохождение импульсов с выхода счетного три гера 2 только до момента появления сигнала на выхсде компаратора 14;в) Элемент 4 совпадения начинает прспускать импульсы с выхода счетноготриггера 2 только по окончании сигналана выходе компарвтора 13,Запирание элементов 3 и 4 совпадения на время совпадения импульсов последовательностей Сх -Н осуществ( ляется нулевым сигналом с выхода элемента И-НЕ 11,9098 8б) Постоянно заперт элемент 3 совпадения(при наличии сигнала на выходекомпаратора .13) нулевым сигналом с выхода элсмента И-НЕ 11;в) По этой же причине в этот жеиитервал времени запирается и элемент4 совпадения;г) Реверсивный счетчик 7 до .момента появления переднего фронта сигнала на выходе компаратора 13 работает на вычитание, а только затем -на сложение.Следовательно, импульсы поступаютв реверсивный счетчик 7 только черезэлемент 4 совпадения в количестве,эквивалентном величинам ив ипричем первая величина накапливаетсяреверсивным счетчиком 7 с знаком минус,а вторая - со знаком плюс. Образующаяся в реверсивном счетчике 7 разность н является искомой величинойинтервала ЬЬ.Таким образом предлагаемое фазо метрическое устройство по сравнению с 25 известным имеет более широкие функциональные возможности, а именно, позволяет получать достоверное значениеизмеряемой разности фаз при любомвзаимном расположении импульсов обеих последовательностей. Формула изобретения 7 84пульсов и составит искомый временнойинтервал Д 1,Вариант 3, Сдвиг между импульсамипоследовательностей соответствуетуказанном.р на фиг. 2 в.чРабота устройства в этом случаеимеет следующие отличия по сравнениюс его работой по варианту 1:а)Элемен т 5 совпадения постояннозаперт, поскольку К-триггер 10 переключается в нулевое состояние ранеечем на выходе ивертора 9 появляется единичный сигнал(нличие единичного сигнала на 5-входе К 5-триггера10 препятствует его. переключению внулевое состояние, под воздействиемединичного сигнала на К-входе, таккак 5- вход является динамическим,т. е переключение в единичное состояние происходит только в момент появления переднего фронта сигнала;б) Элемент 4 совпадения запертпри наличии сигнала на выходе компаратора 14 нулевым сигналом с выходаэлемента И-НЕ 11;в), Последним сигналоь в тот жеинтервал времени заперт и элемент3 совпадения;г) По заднему фронту импульса навыходе компаратора 1425 - триггер 12управления переключается в нулевоесостояние, что приводит к работе сэтого момента времени реверсивногосчетчика 7, на вычитание ( К 5 -триггер12 управления переключается в нулевое35состояние беспрепятственно, так как ораего входа являются динамическими,Ь -вход срабатывает только по переднему фронту импульса, а В - вход -только по заднему Фронту).40Следовательно, через элемент 3совпаде:ия в реверсивный счетчик 7поступает такое количество счетныхимпульсов, которое соответствует интеЬ ф 1 е К 45реалам времени .ЙЕ мЛЯа накопленное реверсивньи .четчиком7 разностное количество счетных импульсов и составит искомый временнойинтервал М .50Вариант 4. Сдвиг между импульсамипоследовательностей аналогичен приведенному на фига 2 г.По сравнению. с описанной по варианту 1 работой устройства в этом55случае имеются следующие особенности.а) Элемент 5 совпадения постояннозаперт нулевым сигналом с единичноговыхода Кф -триггера 1 О; Цифровое фазометрическое устройство, содержащее генератор счетных импульсов, соединенный со счетным триггером, два соединенных между собой входами компаратора, выходы которых через первый и второй элементы совпадения соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого через счетчик соединен со входом индикатора, К 5 -триггер, соединенный К - входом с выходом второго компаратора, а Ь -входом - с выходом первого компаратора и через инвертор и третий элемент совпадения - с третьим входом элемента ИЛИ, выход К 5 -триггера подключен к первому входу третьего элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, выход счетного триггера соединен со вторыми входами первого и второго элементов совпадения о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены элемент И-НЕ й 5-триггер управления, а в качестве9счетчика использован реверсивный, счетчиквычитающий и суммирующий вхо ды которого соединены соответственно с нулевым и единичным выходами Ю- триггера управления, Ь -вход которог соединен с выходом первого компарато ра и первым входом элемента И-НЕ, а К - вход - с выходом второго компаратора и вторым входом элемента 849098 ОИ-НЕ, выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов совпадения.Истоцники информации, о, принятые во внимание при экспертизе51. Авторское свидетельство СССРУ 211655, кл, 6 01 В 25/08, 1968.2. Авторское свидетельство СССРУ 658501, кл. 6 01 К 25/08, 976.Корректор И, Шароши По писное илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Прсектная,4 аз 6085/58 ВНИИПИ Госуда по делам из 13035, МоскТираж ственног бретений а, Ж,732 д комитета СССРи открытий Раушская наб д. 4