Измеритель сдвига фаз
Патент 1013872
Авторы
Классы МПК
Измеритель сдвига фаз
Иллюстрации
Реферат
ИЗМЕРИТЕЛЬ СДВИГА ФАЗ, содержа14ий стробоскопический преобразователь и соединенный с ним анало гоцифровой Преобра зователь , подклк чённый к двум перемножителям/ соеди ненным с запоминающим элементом, a через два сумматора - с вычислителем , синхронизатор соединенный через делитель частоты с запоминающим элементом , о т лишающийся тем Дг./.. что с целью повышения точностиизмерения на низких частотах, в него введены последовательно соединенные первый триггер, первый элемент И, счетчик, вычитающий счетчик, второй , второй элемент И и элемент ИЛИ, причем вход первого триггера соединен с выходснл синхронизатора и вторым входом второго триггера , второй вход первого элемента И соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и с вторым входом второго элемента И, второй вход вычитающего счетчика соединен с первым входом элемента ИЛИ, a третий вход - с вторым входом элемента ИЛИ и с выходом синхронизатора, тре- § тий вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, a выход с .входами стробоскопического и аналого-цифрового преобразователей.
QQK}8 СОВЕТСКИХ
ONNIIHt
РЕСПУБЛИК
9ДВ 4 01 Р 25/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н AQT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3390069/18-21 (22) 22.01.82 (-46) 23.04.83. Вюл. Р 15 (72).. С.П.Панько, В.И.Ткач и М.К.Ямых (71) Красноярский политехнический институт (53) 621.317.77(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 767664, кл. Qi 01 Й 25/08, 1980.
2;" Авторское свидетельство СССР9 741186, кл. Q 01 К 25/00, 1980. (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ СДВИГА ФАЗ, содержащий стробоскопический преобразователь и соединенный с ннм аналого-цифровой преобразователь,йодключенный к двум перемножителям, соединенным с запоминающим элементом, а через два сумматора - с вычислителем,синхронизатор, соединенный через делитель частоты с запоминающим элементом,отличающийся тем, /
„.SU„„1013872 А что с целью повышения точности измерения на низких частотах, в него введены последовательно соединенные первый триггер, первый элемент И, счетчик, вычитающий счетчик, второй триггер, второй элемент И и элемент ИЛИ, причем вход нервого триггера соединен с выходом синхронизатора и вторым входом второго триггера, второй вход первого элемента И соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и с вторым входом второго элемента И, второй, вход вычитающего счетчика соединен с первым входом элемента ИЛИ, а третий вход — с вторым входом элемента
ИЛИ и с выходом синхронизатора, тре- Я тий вход элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, а выход— с.входами стробоскопического и аналого-цифрового преобразователей. С„
1013872
Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке цифровых фазометров повышенной точ.ности, Известен цифровой фазометр, содержащий стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи, синхронизирующий и запоминающий блоки, два перемножителя и два сумматора с накопителями, вычислительный блок, блок регистров и блок управления регистрами, а также сумматор, соединенный с аналого-цифровым преобразователем, входом и выходом блока регистров 1 ). 15
Недостаток этого устройства сос.тоит в низкой точности измерения, обусловленной высшими гармоническими составляющими.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель сдвига фаз, содержащий формирователь, аналого-цифровой преобразователь, два сумматора, сое-, 1 диненные с вычислителем, последовательно соединенные синхронизатор, делитель частоты и запоминающий элемент, а также два перемножителя, дешифратор, стробоскопический преобразователь, вход которого подключен к источнику исследуемого сигнала, причем синхронизатор соединен своим входом с источником опорного сигнала и формирователем, входы перемножителей соеденены с выходами анало-. го-цифрового преобразователя и запо- 35 минающего элемента, а выходы — с сумматорами, выходы которых подключены, к вычислителю, дешифратор соединен входами с делителем частоты и выходом синхронизатора, а выходом — со стробо- 4р скопическим преобразователем, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю, при этом выход формирователя соединен со вторым. входом делителя частоты(2 Недостатком известного устройства является низкая точность измерения.
Погрешность измерения определяется количеством усреднений отсчетов, которое уменьшается с уменьшением час- 50 тоты входного сигнала
М = Т РТ, где Т„ — время измерения;
P — количество отсчетов;
Т вЂ” период входного сигнала.
Время аналого-цифрового преобразования обычно лежит в пределах единиц — десятков мкс. Поэтому в известном устройстве на достаточно низких частотах и при соответствующих Р 60 аналого-цифровой преобразователь значительное время бездействует.
Целью изобретения является повышение точности измерения на низких частотах. 65
Эта цель достигается тем, что в известный измеритель сдвига фаз, содержащий стробоскопический преобразователь и соединенный с ним аналого-цифровой преобразователь, подключенный к двум перемножителям, соединенным с запоминающим элементом, а через два сумматора - с вычислителем, синхронизатор, соединенный через делитель частоты с запоминающим элементом, введены последовательно соединенные первый триггер, первый элемент И, счетчик, вычитающий счетчик, второй триггер, второй элемент И и элемент ИЛИ, причем вход первого триггера соединен с выходом синхронизатора и вторым входом второго триггера, второй вход первого элемента И соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и с вторым входом второго элемента
И, второй вход вычитающего счетчика соединен с первым входом элемента
ИЛИ, а третий вход — с вторым входом элемента ИЛИ и с выходом синхронизатора, третий вход Элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, а выход — с входами стробоскопического и аналого-цифрового преобразователей.
На чертеже приведена блок-схема устройства.
Устройство состоит из стробоскопического преобразователя 1, соединенного через аналого-цифровой преобразователь 2 с перемножителями 3 и 4, которые подключены к запоминающему элементу 5, а через сумматоры 6 и 7— к вычислителю 8. Ко второму входу устройства подключены синхронизатор 9, соединенный с первым триггером 10, который через первый э лемент 11 H соединен со счетчиком 12, подключенным к вычитающему счетчику 13. Второй триггер 14 по входу соединен с элементом 15 ИЛИ и делителем 16 частоты, а по выходу — со вторым элементом 17 И.
Работа устройства производится в два этапа.
Длительность первого этапа (подготовительного) равна одному периоду входного сигнала Т, длительность второго этапа (измерительного) равна
Z Т, где Z = 1,2.... Таким образом, время измерения T = (z +1)Т . Переключение блоков для обеспечения этапов производится блоком управления (не показа4 .
В первом этапе первый элемент 11
И открыт, второй элемент 17 И закрыт.
Во втором этапе — наоборот.
Рассмотрим первый этап. Синхронизатор 9 формирует на своем выходе отсчетные импульсы с периодом Т/Р.
Первым отсчетным импульсом с выхода синхронизатора 9 запускаютя стробоскопический 1 и аналого-цифровой 2
1013872. 2.Н х. з!п1 — О
1=0 ч= -t .2Й
Х G05 l—
Составитель Н.Агеева
Техред Л.Пекарь йорректор В.Гирняк
Редактор П.Коссей
Заказ 3010/54 Тираж 708 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 преобразователи и первый триггер 10 который формирует импульс длительностью at = Т/Р, поскольку включен в режим деления частоты. Импульс конца преобразования с выхода аналогоцифрового преобразователя 2 через первый элемент 11 Й и элемент 15. ИЛИ снова запускает устройство. Такой самозапуск продолжается в течение импульса длительности д1. При этом каждый импульс конца подсчитывается счетчиком 12. Таким образом, в счетчике 12 записывается число
N = Т/РТ> „,т.е. количество аналогоцифровых преобразОваний за время
at . Интервал времени между послед- 15 ним самозапуском и очередным отсчетным импульсом, как правило, мень- ше д, что может привести к невозможности запуска аналого-цифрового преобразователя 2 очередным отсчетным импульсом. Для исключения этого явления необходимо счетчик 12 предустанавливать в состояние "-1".
Во время второго этапа число N-1 в счетчике 12 не изменяется.
Очередным отсчетным импульсом будут запущены стробоскопический 1 и аналого-цифровой 2 преобразователи, второй триггер 14 установлен в единичное состояние, а также перенесено число Н-1 из счетчика 12 в вычитающий счетчик 13. Поскольку второй элемент 17 И во втором этапе от- . крыт, то импульсы конца аналого-циф: рового преобразователя 2 начинают проходить через элемент 15 ИЛИ и обес- 35 печивают самозапуск. а также вычитают иэ числа, занесенного в вычитающий счетчик 13. Так продолжается до тех пор,пока вычи=ающий счетчик 13 не обнуляется,в результате чего второй триггер 14 возвращается в исходное состояние, т.е. самозапуск прекращается. Все отсчеты входного сигнала, явившиеся откликом на отсчетный импульс, перемножаются в перемножителях 3 и 4 с тригонометрическими коэффициентами, хранящимися в запоминающем элементе 5 и вызываемыми оттуда по адресу, накапливаемому в делителе 16 частоты. Число в делителе 16 частоты является номером производимого отсчета, т.е. изменяется на каждый отсчетный импульс. Результаты перемножений накапливаются в сумматорах 6 и 7. Результат измерения вычисляется в вычислителе 8 в соответствии с выражением где х; — отсчеты мгновенных значений входного сигнала — коды, снимаемые с аналого-цифрового преобразователя 2; номер отсчета — число; накапли° 2Й
Ваемое в делителе 16 частоты;s tll р созе — — тригонометрические коэффици2Я
Р енты, хранимые в запоминающем элементе 5..