Цифровое фазометрическое устройство

Цифровое фазометрическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЦИФРОВОЕ ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее блок стабилизации входных сигналов, генератор счетных импульсов, счетный триггер, счетчик с индикатором и элемент ШШ, причем вход счетного триггера соединен с выходом генератора счетных импульсов , отличающееся тем, 1то, .с целью повышения точности измерения раз.ности фаз, в него введены распределитель сигналов с п выходами , элемент ИЛИ с 2,п входами и h групп, в каждой из которых содержатся первый и второй компараторы, первый и второй fiS -триггеры и первый и второй элементы И, выход перво-i го компаратора каждой группы подключен к 5-входам обоих RS -триггеров I группы,а выход второго компаратора - к R-входам этих же триггеров, единичные выходы последних связаны через элементы И группы с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, вторые входы элементов И каждой группы подключены к выходу генератора счетных импульсов, третий вход одного из элементов И соединен с единичным, а другого - с нулевыми выходами счетного триггера, четвертые входы элементов И каждой группы объединены и подключены к соответствующему выходу распределителя сигналов, вход которого подключен к единичному выходу счетного (Л триг;гера, первые входы первых компараторов всех групп соединены между собой и подключены к первому выходу блока стабилизации входных сигналов, первые входы вторых компараторов всех групп соединены и подклю . чены к второму выходу блока стабили ( ел зации входных сигналов, вторые входы всех компараторов.являются входами со пороговых напряжений.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

„„SU„„1145300

4(51) G 01 R 25/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llo делАм изоБРетений и oTHpbtTMA (21) 3661551/24-21 (22) 09.11.83 (46) 15.03.85. Бюп. В 10 (72) И.Г.Серебровский и Б.А.Левин (53) 621.317 7 Г088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 211655, кл. С 01 R 25/08, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР

У 658501, кл. G 01 R 25/08, 1976. (54) (57) ЦИФРОВОЕ ФАЗОИЕТРИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее блок стабилизации входных сигналов, генератор. счетных импульсов, счетный триггер, счетчик с индикатором и элемент ИЛИ, причем вход счетного триггера соединен с выходом генератора счетных импульсов, о т л н ч.а ю щ е е с я тем, что, .с целью овьппения точности измерения разности @аз, в него введены распределитель сигналов с и выходами, элемент ИЛИ с 2;и входами и групп, в каждой из которых содержатся первый и второй компараторы, первый и второй RS -триггеры и первый и. второй элементы И, выход перво го компаратора каждой группы подклю-. чен к 5 -входам обоих RS -триггеров группы,а выход второго компаратора-.к R --входам этих же триггеров, единичные выходы последних связаны через элементы И группы с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, вторые входы элементов И каждой группы подключены к выходу генератора счетных импульсов, третий вход одного из элементов И соединен с единичным, а другого — с нулевыми выходами счетного триггера, четвертые входы элементов И каждой группы объединены и подключены к соответствукщему выходу распределителя сигналов, вход которого подключен к единичному выходу счетного триггера, первые входы первых компараторов всех групп соединены между собой и подключены к первому выходу блока стабилизации входных сигналов, первые входы вторых компараторов всех групп также соединены и подклю,чены к второму выходу блока стабилизации входных сигналов, вторые входы всех компараторов являются входами пороговых напряжеййй.

1145300

1О

20 .ходу блока стабилизации входных сигналов, вторые входы всех компараторов являются входами пороговых напряжений.

Наличие и групп, содержащих компа

25 т ь -т гге ы и элементы И сов

55 с

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может найти применение в фазометрических системах. д . Известно устройство, содержащее генератор счетньм импульсов, счетный триггер, два компаратора, элементы совпадения, элемент ИЛИ и цифровой индикатор (13, Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения, обусловленная искажением величины измеряемого временного интервала в случае вариации параметров импульсов обеих последовательностей. 1

Известно также устройство, позволяющее производить измерение разности фаз между двумя последовательностями резонансных импульсов, нечувствительное к изменениям крутизны

1 фронтов и амплитуд импульсов, и содержащее блок стабилизации входных сигналов, генератор счетных импульсов, соединенный со счетным триггером, R5 -триггер, инвертор, три элемента И, элемент ИЛИ, два компаратора и счетчик с цифровым индикатором (2).

Однако указанное устройство обеспечивает точное измерение разности фаз двух последовательностей резонансньм импульсов только при большой величине отношения сигнал/шум, а при. уменьшении этой величины шум искажает форму резонансных импульсов и является источником существенной погрешности.

Цель изобретения — повышение точности измерения разности фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровое фазометрическое устройство, содержащее блок стабилизации входных сигналов, генератор счетных импульсов, счетный триггер, счетчик с индикатором и элемент ИЛИ, причем вход счетного триггера соединен с выходом генератора счетньм импульсов, введены распределитель сигналов с п выходами, элемент ИЛИ с 2 и входами и и групп, в каждой из которых содержатся первый и второй компараторы, .первый и второй R5— триггеры и первый и второй элементы

И, выход, первого компаратора каждой группы подключен к 5 --входам обоих

RS -триггеров группы, а выход второго компаратора — к R -входам этих же триггеров, единичные выходы последних связаны через элементы И группы с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика,вторые входы элементов И каждой группы подключены к выходу генератора счетных импульсов, третий вход одного из элементов И соединен с единичным. а другого — с нулевыми выходами счетного триггера, четвертые входы элементов И каждой группы объединены и подключены к соответствующему вьмоду распределителя сигналов, вход которого подключен к единичному выходу счетного триггера, первые входы первых компараторов всех групп соединены между собой и подключены к. первому выходу блока стабилизации входньх сигналов, первые входы вторых компараторов всех групп также. соединены и подключены к второму выра ор i, RS ри,р местно с распределителем сигналов обеспечивает параллельное измерение разности фаз при и различных пороговых напряжениях с одновременным уменьшением результатов этих измерений, что позволяет существенно уменьшить влияние шума на точность измерения разности фаз.

На фиг. 1 изображена функциональная схема всего устройства; на фиг.2функциональная схема распределителя сигналов.

Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, счетный триггер 2, группу элементов И 3-8, элемент ИЛИ

9, счетчик 10, индикатор l1 группу компараторов 12-17, группу FLS -триггеров 18-23, распределитель 24 сигналов, двоичный счетчик 25, дешифраторы 26-28, блок 29 стабилизации входных сигналов.

Выход генератора 1 счетных импульсов подключен к входу счетного триггера 2 и к первым входам элементов И 3-8, выходы последних через элемент ИЛИ 9 связаны с входом счетчика 10, к выходу которого подключен индикатор 1 l Компараторы 12-17„

К5 -триггеры 18-23 и элементы И 3-8 образуют и групп, в каждой из которых содержится по два компаратора, два RS -триггера и два элемента И.

В каящой группе выход первого компа45

3 11453 ратора (соответственно 1?, 14 и 16) соединен с 5 -входами с Р5 -триггеров группы (соответственно 18 и 19, .20 и 21, 22 и 23), а выход второго компаратора (соответственно 13, 15 и 17) подключен к R -входам RS -триггеров группы (соответственно 18 и 19.

20 и 21, 22 и 23), Единичные выходы Р5 -триггеров

18-23 подключены к вторым входам 10 элементов И 3-8 (каждый выход к одному входу элементов И той же группы). Третьи входы первых элементов

И 3, 5 и 7 всех групп соединены с единичным выходом счетного триггера 15

2, а третьи входы вторых элементов

И 4, 6 и 8 всех групп — с его нулевым выходом.

Четвертые входы элементов И каж-. дой группы (соответственно 3 и 4, 20

5 и 6, 7 и 8) подключены к соответствующему выходу распределителя ?4 сигналов, имеющего. состояний. Вход распределителя 24 сигналов соединен с одним из выходов счетного триггера 25

2. Распределитель 24 сигналов(фиг.2) .представляет собой двоичный счетчик

25 с дешифраторами вЂ, элементами И 26, 27 и 28, причем количество последних равно n . Коэффициент пересчета это- 30 го счетчика также равен

Каждый дешифратор ?6, ?7 и 28 подключен к выходам триггеров счетчика 25 таким образом, чтобы на его выходе формировался единичный сигнал З только при одном, определенном состоянии. При всех иных состояниях счетчика 25 (таких состояний n — 1), на выходе данного дешифратора присутствует нулевой сигнал.

Первые входы компараторов 12, 14 и 16 соединены между собой и подключены к первому выходу блока 29 стабилизации входных сигналов, второй выход которого соединен с входами компараторов 13, 15 и 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все элементы И 3-8 заперты нулевыми сигналами с единичных выходов RS -триггеров

18-23. На всех выходах распределителя 24 сигналов, кроме одного, присутствуют нулевые сигналы, а на одНоМ выходе — единичный. Распредели- 55 тель 24 сигналов под воздействием счетных импульсов поступающих от генератора 1 счетных импульсов через

Оо 4 счетный триггер 2, непрерывно меняет свое состояние (с частотой:в два

1 раза меньшей частоты счетных импульсов), обеспечивая тем самым последовательное перемещение единичного сигнала с одного своего выхода на другой (по кольцу);, Следовательно, все элементы И 38, кроме одной пары, оказываются запертыми нулевыми сигналами с выхода распределителя 24 сигналов, а одна пара подготовлена к работе единичным сигналом с соответствующего выхода последнего. Поскольку единичный сигнал все время перемещается с одного выхода распределителя 24 сигналов на другой, все элементы И 3-8 попарно с разнесением во времени оказываются подготовленными к измерению требуемого временного интер-. вала, По переднему фронту прямоугольного импульса на выходе первого компа-, ратора (соответственно 12, 14 и 16) группы первый RS -триггер (соответственно 18, 20 и 22) группы переходит в единичное состояние и разрешает при этом прохождение. счетных импульсов через первый элемент И (со ответственно 3, 5 и 7) группы. Одна ко при этом вследствие подключения единичного выхода счетного триггера

2 к входу элемента И (3, 5 и 7) через указанный элемент И на выход элемента ИЛИ 9 поступает только половин: счетных импульсов, формирующихся на выходе генератора 1 счетных импульсов. Кроме того, распределитель 24 сигналов уменьшает количество счетных импульсов, появляющихся на выхо-. де первого элемента И (соответственно 3, 5 и 7) группы в 2 и раз.

Следовательно, от момента появления прямоугольного импульса на выходе первого компаратора (соответственно 12, 14 и 16) группы, формирующего этот импульс из первой (опережающей) последовательности резонансных импульсов, до момента окончания указанного импульса через первый . элемент И (соответственно 3, 5 и 7) каждой группй на вход элемента ИЛИ 9 поступает 1 счетных им 1 -t пульсов. Причем tù и t„, — моменты равенства напряжейия порогового уровня напряжениям переднего и заднего фронтов резонансного импульса первой (опережающей) последователь300 6 в течение указанного интервала обесле чивает подачу на вход элемента ИЛИ

9 количества счетных импульсов, равного 1.

iK2 1Н2

211

По окончании импульса на выходе второго компаратора (соответственно

13, 15 и 17) группы второй R5 -триг,гер (соответственно 19, 21 и 23) группы возвращается в нулевое исходное состояние. На этом процесс измерения временного интервала, соответствующего искомой разности фаз между двумя последовательностями резонансных импульсов, заканчивается.

Действительно, через элементы И (соответственно 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8) каждой группы на соответствующий вход элемента ИЛИ 9 поступает количество счетных импульсов, равное

+2 Й, - <. 1+1.

1К1 1Н1 1 Ь2 1К1/ iK2 1Н2

2п причем благодаря работе распределителя 24 сигналов импульсы, поступающие с выходов элементов И каждой группы (соответственно 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8).,во времени не совпадают друг с другом. Поэтому на вход счетчика

10 поступает сумма счетных импульсов, появляющихся на всех входах элемента ИЛИ 9, равная

1145

211

Благодаря разным величинам пороговых напряжений на входах компараторов (соответственно 12 и 13р 14 и !5, 16 и 17) при достаточно большом значении и влияние шумов на результат измерения разности фаз двух последовательностей резонансных импульсов за счет статистической обработки результатов измерения устраня-, ется.

Предлагаемое фазометрическое устройство осуществляет измерения не на одном пороговом уровне, а на уровнях и выполняет усреднение результа-, тов измерений, что позволяет при малом отношении сигнал/шум обеспечить требуемую точность измерений разности фаз.

По переднему фронту импульса на 40 выходе второго компаратора (соответственно 13, 15 и 17) группы, формирующего этот импульс иэ второй (запаздывающей) последовательности резонансных импульсов, первый R5- 45 триггер (соответственно 18, 20 и 22т группы возвраЩается в нулевое, исходное состояние, и в т ечение длительности укаэанного импульса на вход элемента ИЛИ 9 счетные импульсы SO

Ъ пропускает только второй элемент И (соответственно 4, 6 и 8) группы.

Таким образом, с учетом работы распределителя 24 сигналов каждая грутпта в ности; t„> и t„ H H Hb1e Мо-. менты для второй (запаздывающей) последовательности.

В момент окончания импульса на выходе первого компаратора (соответ- 5 ственно 12, 14 и 16) группы второй

RS -триггер (соответственно 19, 21 и 23) группы также переключается в единичное состояние, разрешая при этом прохождение счетных импульсов через второй элемент И (соответственно 4, 6 и 8} группы.

Следовательно, с момента окончания импульса на выходе первого компа — ратора (соответственна 12, 14 и 16) группы оба элемента И (соответственно 3 и 4,5 и 6,7 и 8)группы работают в одинаковом режиме, пропуская на вход элемента ИЛИ 9 по счетных импульсов каждая, с тем лишь 20 отличием, что вследствие соединения третьего входа первого элемента И (соответственна 3, 5 и 7) с единичным выходом счетного триггера 2, а третьего входа второго элемента И (соответственно 4, 6 и 8} с нулевым выходом указанного триггера, через первый элемент И (соответственно 3, 5 и 7) поступают нечетные, а через второй элемент И (соответственно 4, ЗО

6 и 8) - четные импульсы, формирующиеся на выходе генератора 1 счетных импул bc ов.

Таким образом, через элементы И (соответственно 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8) 3 каждой группы на вход элемента ИЛИ 9 поступает количество счетных импульсов, равное на ii il

211

1145300

ВНИИПИ Чаказ 1166/34 Тирак 748 Подписное

Филиал ЯШ "Пандект", г.Укгород, ул.Проектная, 4