Широкопредельный цифровой фазометр

Широкопредельный цифровой фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ШИРОКОПРЕДЕЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий первьй и второй формирователи, триггерный фазоизмерйтельный преобразователь, блок определения исла циклов, счетчик импульсов, реверсивный счетчик импульсов и узел обработки и отображения кодов, причем входы фазометра соединены с входами формирователей, выход триггерного фазоизмерительного преобразователя соединен с входом счетчика импульсов, выходы которого подключены к узлу обработки и отображения кодов, выходц блока определения числа циклов соединены с входами .реверсивного счетчика импульсов выходы которого подключены к узлу обработки йотображения кодбй , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в диапазоне частот-, он снабжен первым и вторым блоками синхронизации, фазовым детектором, ..блоком управления, управляемым генератором , кольцевым делителем частоты и делителем частоты, причем выход первого формирователя подключен к первому входу фазового детектора непосредственно, а к первым входам триггерного фазоизмерительного преобразователя и блока определения числа циклов через первьй ; блок синхронизации, вторые входы их подключены через второй блок синхронизации к выходу второго фор . миравателя, выход фазового детек.то О) ра через последовательно соединенные блок управления и управляемый . генератор подключен к входу кольцевого делителя частоты, первый и второй выходы которого соединены с входами синхронизации neiaaoro |ян и второго .блоков синхронизации соотю ветственно, а третий выход - к 00 -. третьему входу триа-герного фазоизмерительного преобразователя, при. 00 . этом первый выход кольцевого делителя частоты через делитель частоты со подключен к второму входу фазового детектора.

СОО3. СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 С 01 R. 25/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3621360/24-21 (22) 13.07.83 (46) 07.12.84. Бюл. Р 45 (72) С.М.Иаевский, В.Н.Шпилька, С.Е.Токовенко, Н.В..Сандрацкий, Ю.В.Куц и К.О.Орехов (53) 621.317.77(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 617747, кл. G 01 R 25/08, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

У 402819,. кл. G 01 R 25/00, 1973. (54) (57) ШИРОКОПРЕДЕЛЬНЬИ ЦИФРОВОЙ

ФАЗОИЕТР, содержащий первый и второй формирователи, триггерный фазо-, измерительный преобразователь, блок определения числа циклов, счетчик импульсов, реверснвный счетчик импульсов и узел обработки и отображения кодов, причем входы фазометра соединены с входами формирователей, выход, триггерного фазоизмерительно.го преобразователя соединен с входом счетчика импульсов„ выходы которого подключены к узлу обработки и отображения кодов, выходы блока определения числа циклов соединены с входами .реверсивного счетчика импульсов, выходы которого подключены к узлу обработки и отображения ко-. дой, отличающийся тем, „„SU.„»2S S9 А что, с целью повышения точности измерений в диапазоне частот, он

c .. снабжен первым и вторым блоками синхронизации, фазовым детектором, .блоком управления, управляемым генератором, кольцевым делителем частоты и делителем частоты, причем выход первого формирователя подключен к первому входу фазового де.тектора непосредственно, а к первым входам триггерного фазоизмерительного преобразователя и блока опре- . деления числа циклов через первый блок синхронизации, вторые входы их подключены через второй блок синхронизации к выходу второго формирователя, выход фазового детектора через последовательно соединенные блок управления и управляемый генератор подключен к входу кольцевого делителя частоты, первый и второй выходы которого су.динены с входами синхронизации первого и второго .блоков синхронизации соответственно, а третий выход — к . третьему входу трцтгерного фазоизмерительного преобразователя, при этом первый выход кольцевого делителя частоты через делитель частоты подключен к второму входу фазового детектора.

1 1128 Изобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначено для измерения фазовых .сдвигов, превышающих 360 ., ь диапазоне частот.

Известен цифровой следящий фазометр для измерения фазовых сдвигов, больших. 360О, содержащий входные. формирователи, ключи, генератор тактовых импульсов фиксированной частоты, делители частоты, реверсированные счетчики импульсов, бинарный квантователь фазы и блок равнозначности f1 ).

Такой фазометр представляет собой замкнутую следящую систему, поэтому имеет невысокое быстродействие, кроме того, результат измерения зависит от частоты входного сигнала, что не позволяет обеспечить высокую точность измерения в диапазоне час-, тот.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электронный фазометр, .который содержит два формирующих устройства, со единенные с входами, триггерный фазоиэмерительный преобразователь, состоящий из триггера, двух- элементов совпацения.и коммутатора, генератор импульсов заполнения и соединенный с входом счетчика импульсов .блок определения числа циклов на основе интегрирующей и дифференцирующей цепи, реверсивный счетчик числа циклов, счетчик импульсов, выходы которых подключены к узлу обработки и отображения кодов, два дешифратора и времязадающую цепь. Фазовый сдвиг входных напряжений преобразуется с помощью триггерного фазоизмеритель- . ного преобразователя в интервал

40 времени,; который квантуется импульсами, фиксированной частоты, формиру- . емыми генератором импульсов заполнения, и результат квантования фиксируется счетчиком импульсов как

45 значение фазового сдвига . Скачки скважности импульса с выходы триггера фазоизмерительного преобразователя, свидетельствующие о9 изменении фазового сдвига на 360 (один полный 50 оборот), регистрируются реверсивным счетчиком импульсов как число .полных циклов. Времязадающая цепь сов..местно с одним из дешифраторов позволяют переписать код числа циклов с реверсивного счетчика импульсов в счетчик импульсов, и, таким образом, этот счетчик содержит информацию

189 1 и о значении полных оборотов, и о значении фазового сдвига в пределах одного цикла. Второй дешифратор позволяет учитывать знак измеряемого фазового сдвига 2: .

Недостатком известного фазометра является зависимость результата измерения от частоты входных сигналов, а также возможность сбоев триггера фазоизмерительного преобразования, вызванных совпадением выходных импульсов формирователей при измерении фазовых сдвигов, близких к нулю.

Цель изобретения — повышение точности .измерений фазовых сдвигов в диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что, в фазометр, содержащий первый и второй формирователи, триггерный фазоизмернтельный преобразователь, блок определения числа циклов, счетчик импульсов, реверсивный счетчик имп-pzbcoa и узел обработки и отображения кодов, причем входы фазометра соединены с входами формирователей выход триггерного фазол измерительного преобразователя соединен с входом счетчика импульсов, выходы которого подключены к узлу обработки и отображения кодов, выходы блока определения числа циклов соединены с входами реверсивного счетчика импульсов, выкоды которого подключены к узлу обработки и отображения кодов, введены первый ц второй блоки синхронизации, фазовый детектор, блок управления, управляемый генератор, кольцевой делитель частоты, причем выход первого формирователя подключен к первому входу фазового детектора непосредственно, а к первым входам триггерного фазоизмерительного преобразователя и блока определения . числа циклов через первый блок синхронизации; вторые входы их. подключены через второй блок синхронизации к выходу второго формирователя, выход фазового детектора через последовательно соединенные блок управления и управляемый генератор подключен к входу кольцевого делителя частоты, первый и второй выходы которого соединены с входами синхронизации первого и второго блоков синхронизапии соответственно, а третий выход — к третьему входу триггерного фазоизмерительного преобразователя при этом первый вы8189 4 частоту сигнала управляемого генератора 13 таким образом, чтобы выполнялось условие

УГ . ВХ

112 ход кольцевого делителя частоты через делитель частоты подключен к второму входу фазового детектора.

На фиг..1 дана блок-схема предлагаемого фазометра; на фиг.2 - век торная диаграмма, поясняющая его работу.

Фазометр содержит входные формирователи 1 и 2, соединенные с входами устройства, блоки 3 и 4 синхро- 10 ниэации, подключенные к выходам входных формирователей, триггерный фазоизмерительный преобразователь

5 и блок 6 определения числа циклов, ..подключенные к выходам блоков син- 15 хронизации, счетчик 7 импульсов, соединенный с выходом триггерного фазоизмерительного преобразователя 5, реверсивный счетчик 8 импульсов, подключенный к выходам блока 6 опреде- 20 ления числа циклов, узел 9 обработки и отображения кодов, соедиченный с выходами счетчика 7 импульсов и реверсивного счетчика 8 импульсов, фазовый детектор 10, соединенный 25 с выходом одного из входных формирователей, делитель 11 частоты, подключенный к одному из входов фазового детектора 10, кольцевой делитель 12 частоты, соединенный с вхо- ер дами блоков 3 и 4 синхронизации, делителя 11 частоты и триггерным фаэоиэмерительным преобразователем 5, управляемый генератор 13, соединенный с входом кольцевого делителя 12

35 частоты, блок 14 управления, включенный между фазовым детектором 10 и управляемым генератором 13, Устройство работает следующим образом.

На входы формирователей 1 и 2 поступают напряжений Ц „=.Ursine)t,и

U =U4.singlet+ Ф (t)p (фи1, 2 ot.» 6). между которыми необходимо измерить фазовый сдвиг Ф(1), изменяющийся во времени в пределах -2Jin < 4(4j 4 2Ти, где и- целое число изменений фазового сдвига на 27, т.е. число полных циклов. Формирователи 1 и 2 преобразуют напряжения0 „,:"ö â прямоугольные импульсы, фронты. которых соответствуют нуль-переходам входных напряжений (фиг.2 s, ъ ). Прямоугольные импульсы с выхода формирователя 1 поступают на первый вход фазового детектора 10, выходное напряжение которого преобразуется блоком

14 управления в сигнал, изменяющий гдето„г, ex- частота. сигнала управляе.мого генератора и входного сигнала соответственно, k — - целое число.

Кольцевой делитель 12 частоты делит частоту выходного сигнала управляемого генератора на три. Коэффициент деления делителя 11 частоты равен -К, и на его выходе из од1 ного из сигналов кольцевого делителя 12 частоты формируются импульсы . 1у р частотой — = „,которые поступают на второй вход фазового детектора 10.

Кольцевой делитель 12 .частоты формирует три последовательности ипульсов Т1, Т2 и ТЗ, смещенные между собой по времени (фиг. 2.д; Ф, s ) .

Последовательности Т1 и Т2 поступают на входы блоков 3 и 4 синхронизации соответственно. Эти блоки смещают положения фронтов импульсов формирователей 1 и 2 .в моменты появления импульсов последовательностей Т1 и Т2 (фиг.23; и ) . .Таким образом исключается совпадение фронтов выходных импульсов блоков 3 и 4 синхронизации, а следовательно, и возможность сбоев триггерного фазоизмерительного.преобразователя 5.

Импульсы формирователей 1 и 2, синхронизированные последовательностями Т1 и Т2 с выходов блоков

З.и 4 синхронизации, поступают на входы триггерного фазоизмерительного преобразователя 5 и блока 6 определения числа циклов. В преобразователе. 5 формируется временной, . интервал Ф, пропорциональный измеряемому фазовому сдвигу у"., который квантуется последовательностью импульсов ТЗ. Количество импульсов на выходе преобразователя 5 Aq, пропорциональное V, фиксируется счетчиком 7 импульсов.

При переходе фазового сдвига через нулевое значение блок 6 определения числа циклов формирует на. одном из выходов импульс, свидетель ствующий об изменении фазового сдви» га на +2!7 или.-2 . Число выходных импульсов блока 6 регистрируется реверсивным счетчиком 8 импульсов . как число полных циклов.

1128189

Я 7У фиг.2

/ !

Составитель В.Шубин

Техред О.Неце .

Редактор В.Петраш

Корректор А.Обру1ар

Заказ 9023/33

Тираж 710 - 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

Коды фазового сдвига И и числа оборотов К„ поступают на узел 9 обработки и отображения кодов, в котором при необходимости выполняется предварительная математическая обработка кодов Й р и И„ .и индикация значений 9 и

Таким образом, предлагаемое устройство благодаря введению новых узлов и их функциональных связей позволяет измерять фазовые сдвиги в диапазоне частот,. превьппающие

360, и позволяет повысить точность измерения фазового сдвига.