Следящий фазометр
Иллюстрации
Реферат
Изобретение может быть использовано , наЛример, в гетеродинных интерференционных измерителях перемещений для измерения быстроизменяющихся фазовых сдвигов, значительно превышающих 360°. Следящий фазометр содержит измерители 1,2 фазовых сдвигов, формирователи 3,4, и делители 5,6 частоты, блок 7 счета целых циклов, регистр 10, блок 11 стыковки, имеющий группы входов 12-14, выход 15 синхронизации. Изобретение расширяет частотный диапазон при сохранении высокой точности измерения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. СЛ 00 4 00 j:: а
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (5)) 4 G О1 R 25/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 4060300/24-21 (22) 21.04.86 (46) 30.10.87, Бюл. Ф 40 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Ю.В. Куц (53) 621.317.77(088.8) (56) Патент США Р 3512085, кл. G 01 R 25/00, 1970.
Авторское свидетельство СССР
У 1318927, кл. С 01 R 25/00, 1986 ° (54) СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение может быть использовано, например, в гетеродинных интерференционных измерителях перемещений для измерения быстроизменяющихся фазовых сдвигов, значительно превышающих 360 . Следящий фаэометр содержит измерители 1,2 фазовых сдвигов, формирователи 3,4, и делители 5 6 частоты, блок 7 счета целых циклов, регистр 10, блок 11 стыковки, имеющий группы входов 12-14, выход 15 синхронизации. Изобретение расширяет частотный диапазон при сохранении высокой точности измерения. 1 s.n. ф-лы, 3 ил.
1348746
Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано, например, в гетеродинных интерференционных измерителях перемен щений для измерения быстроизменяющихся фазовых сдвигов, значительно превышающих 360
Цель изобретения — расширение частотного диапазона устройства при ip сохранении высокой точности измерения.
На фиг. 1 приведена структурная схема следящего фазометра; на фиг. 2— структурная схема блока счета целых циклов (БСЦЦ); на фиг. 3 — структурная схема блока стыковки (БС).
Структурная схема следящего фаэометра (фиг, 1) содержит первый измеритель 1 фазовых сдвигов, входы ко- 20 торого соединены с входами устройства, второй измеритель 2 фазовых сдвигов, входы которого подключены к входам устройства через последовательно включенные формирователи 3 и 4 и делители 5 и 6 частоты, блок 7 счета целых циклов (БСЦЦ), входы 8 и 9 которого соединены с выходами формирователей 3 и 4, регистр. 10, входы которого соединены с- выходами первого измерителя 1 фазовых сдвигов, а выходы — являются выходами младших разрядов устройства, блок 11 стыковки, первая группа входов 12 которого соединена с выходами старших разрядов измерителя 1 фазовых сдвигов, 35 вторая группа входов 13 — с выходами блока 7 счета целых циклов, а третья группа входов 14 — с выходами второго измерителя 2 фазовых сдвигов, выход 15 синхронизации блока 7 счета целых циклов подключен к синхровходу регистра 10 и синхровходу 16 блока
11 стыковки, выходы которого являются выходами старших разрядов устройства и кнопка 17 установки нуля, 45 которая подключает шину 18 заземления к входам начальной установки измерителей фазовых сдвигов 1 и 2, делителей 5 и 6 частоты и входу 19 начальной установки блока 7 счета 50 целых циклов.
Блок 7 счета целых циклов (фиг. 2) содержит два счетчика 20 и 21 импульсов, синхровходы счетчиков 20 и 21 подключены соответственно к входам 55
8 и 9 устройства, а вход установки нуля счетчиков — к входу 19 начальной установки устройства, сумматор
22, первая группа входов которого соединена с выходами счетчика 20, а вторая группа входов — с выходами счетчика 21, регистр 23, входы которого соединены с выходами сумматора
22, а выходы — с входами 13 блока 11> одновибратор 24, вход которого соединен с входом 9 блока 7, выход одновибратора подключен к управляющему входу ключа 25, входы которого подключены один непосредственно, а другой через линию 26 задержки к входу 8 блока 7, выход ключа 25 соединен с синхровходом регистра 23 и выходом 15 синхронизации блока 7.
Блок 11 стыковки (фиг. 3) содержит формирователь 27 кода и два трех входовых сумматора 28 и 29, в состав каждого из которых входят соответственно преобразователи 30 и 31 кода, сумматоры 32 и 33 регистры 34 и 35, причем первый и третий входы переноса сумматоров 32 и 33 соединены с шиной 18, а вторые входы переноса — с шиной 36 логической единицы, первые группы входов сумматоров
32 и 33 подключены к выходам формирователя 27 кода, вторая группа входов первого сумматора 32 подключена младшими разрядами через первый преобразователь 30 кода к первой группе входов 12 блока 11, а старшими разрядами — к шине 36 логической единицы, третья группа входов сумматора 32 подключена к третьей группе 14 входов блока 11, выходы сумматора 32 соединены с входами первого регистра 34, выходы старших разрядов которого соединены с выходами младших разрядов устройства и через второй преобразователь 31 кода — с входами младших разрядов второй группы входов сумматора 33, старшие разряды второй группы входов сумматора
33 подключены к шине 36 логической единицы, третья группа входов сумматора 33 подключена к второй группе
13 входов блока 11, выходы сумматора
33 подключены к входам второго регистра 35, выходы старших разрядов которого соединены с выходами стар-. ших разрядов устройства, синхровход регистра 34 подключен к синхровходу
16 блока 11 непосредственно, а синхровхсд регистра 35 — через линию
37 задержки.
Следящий фазометр работает следующим образом.
1348746
До начала измерения с помощью кнопки 17 выполняется начальная установка измерителей 1 и 2, делителей
5 и 6 частоты и БСЦЦ 7 в исходное состояние. Исследуемые сигналы, полный фазовый сдвиг между которыми подлежит измерению с входон устройства, поступают на входы прецизионного фазоизмерителя 1 и входы формиронателей 3 и 4, вырабатывающих короткие импульсы в моменты времени, соответствующие нуль-переходам входных сигналов. Сигналы с выхода формирователя 3 и 4 поступают на входы 8 и 9
БСЦЦ 7, и через делители 5 и 6 частоты — на входы дополнительного грубого измерителя 2, который обеспечивает однозначное измерение фазовых сдвигов сигналов в диапазоне до к
2Т 2 с дискретом 2/2" . Старшие разрядон кода А N, с выхода измерителя 1, выходной код фазоизмерителя 2, а также выходной код N БСЦЦ 7 поступают на входы БС-11, который обеспечивает определение значений
I II
N N e. количества целых фазовых циклов, согласованного с полученным в измерителе 1 значением h N
Значения Л М, переписываются в рея гистр 10, а значения N u N — в выходные регистры БС-11, очередным синхроимпульсом с выхода 15 синхронизации БСЦЦ 7.
БСЦЦ 7> структурная схема которого приведена на фиг. 2, работает следующим образом.
Перед началом работы происходит начальная установка счетчиков 20 и 21 сигналом с входа 19 блока 7, Импульсы с входов 8 и 9 блока 7 поступают на счетные входы счетчиков 20 и 21.
При этом счетчик 20 работает в режиме вычитания, а счетчик 21 — в режиме суммирования. Полученные на выходе счетчиков 20 и 21 коды поступают на входы сумматора 22, на выходе которого образуется код N, равный разности количества импульсов, поступивших на входы 8 и 9 за интервал времени с момента начальной установки до текущего момента времени. Выходной код
N сумматора 22 переписывается в регистр 23 передним фронтом синхроимпульсов с выхода ключа 25, формируемых из импульсов на входе 8. При этом с целью исключения переписи информации в регистр 23 и момент прихода счетных импульсов на вход 9 одно5
50 вибратор 24 вырабатывает импульс блокировки длительностью „, запребл > щающий прохождение синхраимпульсов с входа 8 через ключ 25 до окончания переходных процессов в сумматоре 22, В зтом случае перепись информации в регистр 23 будет осуществляться задержанным пинией 26 задержки на время ., L,„èìïóëbñîì с входа 8. Таким образом, БСЦЦ 7 осуществляет определение количества целых фазовых циклов, содержащихся в сигнале, а частотный диа .аэон блока 7 ограничен только быстродействием счетчиков 20 и 21, сумматора 22 и регистра 23.
Блок 11 стыковки, структурная схема которого изображена на фиг. 3, обеспечивает определение значения
N N С этой целью формирователь
27 обеспечивает получение кода числа
0,5 и его подачу на первые входы сумматоров 32 и 33. Код g N со входа
12 блока 11, пройдя преобразователь
30, преобразуется в обратный код числа И, и поступает на вторые входы сумматора 32. С учетом того, что на вход переноса второго слагаемого сумматора 32 поступает сигнал логической единицы, число ЛХ, на входе сумматора представляется дополнительным кодом, На третьи входы сумматора 32 поступает сдвинутый на разрядов в сторону старших код
hN с входа 14 блока 11. Полученный ! на выходе сумматора 32 код числа N переписывается в регистр 34 очередным импульсом с синхранхода 16 блока 11. Аналогичным путем получают, fI кад К на выходе сумматора 33, при этом на второй вход сумматора подаI ется число М в дополнительном коде, а на третий вход — код числа N с входа 13 блока 11. Результат вычислеIf ния — код числа Х переписывается н регистр 35 импульсом с синхровхода
16 блока 11, задержанным в линии 37 задержки на время, необходимое для
I преобразования кода N в преобразова-, теле 31 кодов и выполнения операции суммирования в сумматоре 33.
Таким образом вве енные в устройство новые элементы и их соединения позволяют расширить частотный диапазон устройства при сохранении высокой точности измерения. Расширение частотного диапазона достигается за счет того, что согласование измеренных несинхронно папи фазового
1348746 цикЛа и количества целых фазовых циклов выполняется благодаря дополнительному грубому измерению фазовых сдвигов и не требует умножения часто5 ты сигналов, поступающих на БСЦЦ.
Это позволяет по сравнению с прототипом в 8-10 раз расширить частотный диапазон входных сигналов устройства.
При этом сохраняется высокая точ- 10 ность определения полных фазовых сдвигов, которая обеспечивается эа счет применения прецизионного фазометра, работающего в широком диапазоне частот и обеспечивающего измерение доли фазового цикла с высокой точностью.
Формула изобретения
1. Следящий фазометр, содержащий первый измеритель фазового сдвига, входы которого являются входами фазометра, дна формирователя, входы
25 которых соединены с входами фаэометра, блок счета целых циклов, подключенный входами к выходам формирователей, регистр, выходы которого являются выходами младших разрядов фазометра, входы регистра подключены
30 к выходам первого измерителя фазового сдвига, блок стыковки, первая группа входов которого соединена с выходами старших разрядов первого измерителя фазового сдвига, а вторая 35 группа входов с выходами блока счета целых циклов, и кнопку установки нуля, первый контакт которой подключен к шине заземления, а второй к входам начальной установки первого измерителя фазового сдвига и блока счета целых циклов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона устройства при сохранении высокой точ- 45 ности измерения, н него введены дна делителя частоты, входы которых соединены с выходами формирователей, второй измеритель фазовых сдвигов, подключенный входами к выходам делителей частоты, а выходами — к третьей группе входов блока стыковки, выходы которого являются выходами старших разрядов устройства, входы начальной установки второго измерителя фаэовьи сдвигон и делителей частоты соединены с вторым контактом кнопки установки нуля, синхронходы регистра и блока стыковки подключены к выходу синхронизации блока счета целых циклов.
2. Следящий фаэометр по и. 1, отличающийся тем, что блок счета целых циклов содержит два счетчика, счетные входы которых соединены с входами блока, входы установки нуля счетчиков соединены с входом начальной установки блока, сумматор, первая группа входов которого подключена к выходам первого счетчика, а вторая группа входов к выходам нторого счетчика, регистр, входы которого соединены с выходами сумматора, а выходы являются выходами блока, ключ, управляющий нход которого соединен через одновибратор с одним иэ входов блока, входы клю- . ча непосредственно н через линию задержки подключены к другому входу блока, а выход ключа — к синхровходу регистра и выходу синхронизации блока.
3. Следящий фазометр по п, 1, отличающийся тем, что блок стыковки содержит формирователь кода, линию задержки и два трехвходовых сумматора, каждый иэ которых содержит преобразователь кода, сумматор и регистр, причем первый и третий входы переносов сумматоров соединены с шиной заземления, а второй вход переноса сумматоров — с шиной логической единицы, первые группы входов сумматоров подключены к выходам формирователя кода, вторая группа входов первого сумматора младшими разрядами соединена через первый преобразователь кода с первой группой входов блока, а старшими разрядами — с.шиной логической единицы, третья группа входов первого сумматора соединена с третьей группой входов блока> выходы первого сумматора соединены с входами первого регистра, выходы старших разрядов которого соединены с выходами младших раэрядон блока и через второй преобразователь кода — с входами младших разрядон второй группы входов второго сумматора, старшие разряды второй группы входов которого соединены с шиной логической единицы, третья группа входов второго сумматора подключена к второй группе входов блока, выходы второго сумматора соединены с входами второго регистра, выl348746
Составитель А.Шубин
Техред М.Ходанич
Корректор Л.Пилипенко
Редактор Ю.Середа
Заказ 5185/44
Тираж 729 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.> д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ходы старших разрядов которого соединены с выходами старших разрядов блока, синхровход первого регистра подключен к синхровходу блока непосредственно, а синхровход второго регистра — через линию задержки.