Цифровой фазометр

Цифровой фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для мгновенных измерений разности фаз периодических сигналов , а также в качестве широкодиапазонного датчика фазового рассогласования в системах автоматического управления. Целью изобретения является расширение функциональньк возможностей . Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены второй счетчик, два блока 7 и 8 регистра, два блока 13 и 14 задержки , два блока суммирования 9 и 10, блок 11 деления и блок 12 управления . Кроме того, устройство содержит распределитель 1 импульсов, генератор 2 счетных импульсов, счетчик 3, входные формирователи 4 и 5 импульсньсх последовательностей. Блок управления состоит из делителя 15 импульсов, триггера 16, формирователя 17 одиночного импульса, переключателя 18. Объединенные блоки 9 и 10 суммирования, блок II деления и блок 13 задержки образуют процессор 19. Предложенная совокупность блоков и связей между ними обеспечивает достижение поставленной цели . 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„I 64997 (51) 1 G ОI R 25/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

7У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3990290/24-21 (22) 16.12.85 (46) 07.01.88. Бюл. Р 1 (71) Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (72) В.Г.Брыков, А.Ю.Евстафьев, П. В.Мелехов и А. В.Мочалов (53) 621.317. 77 (088.8) (56) Смирнов П. Г. Цифровые фаэометры, — Л.: Энергия, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 1076841, кл.G 01 R 25/00, 1984, (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано для мгновенных измерений разности фаз периодических сигналов, а также в качестве широкодиапазонного датчика фазового рассогласования в системах автоматического управления. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены второй счетчик, два блока 7 и 8 регистра, два блока 13 и 14 задержки, два блока суммирования 9 и 10, блок 11 деления и блок 12 управления. Кроме того, устройство содержит распределитель 1 импульсов, генератор 2 счетных импульсов, счетчик 3, входные формирователи 4 и 5 импульсных последовательностей. Блок управления состоит иэ делителя 15 импульсов, триггера 16, формирователя 17 одиночного импульса, переключателя 18. Объединенные блоки 9 и

10 суммирования, блок 11 деления и блок 13 задержки образуют процессор 19. Предложенная совокупность блоков и связей между ними обеспечивает достижение поставленной цели. 3 ил, 1364997

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности к области фазовых измерений, и может быть использовано для прямых

5 (мгноненных ) измерений разности фаэ периодических сигналов, а также н качестве широкодиапазонного датчика фазового рассогласования в системах автоматического управления. 10

Цифровые фазометры с времяимпульсным преобразованием, осуществляющие измерение как за один период, так и эа много периодов исследуемого сигнала (интегрирующие ), построены ;г по принципу преобразования фазового сдвига сигналов д Ч внутри периода

Т исследуемого напряжения во временной интервал, который заполняется периодами сигнала квантующего генератора Т . Алгоритм их работы описывается выражением

360 i 360 N Tê дч = (1)

Т Т

25 где N - количество периодов Т внутН ри интервала

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей цифрового фазометра.

Сущность предлагаемого устройства состоит в использовании выражения разности фаз д Ч через частоты сигналов ы,и ь: и их периоды Т, и Т

t Кон

>v= d v„„„+ I (w, wtldt =tv

t ttatt "T Т?

2й ) — - - — de (2)

T Т науч

Переходя от интеграла к приращениям, pBBHblM текущему значению периода Т, получим

35

40 и с — Т,— Тг; дЧ = дч 2ir z»

k HO

1т 1 ? °

45 (3) или приближенно

k. > дЧ = дЧ вЂ” 2 к нцси

Т„,- Т,.

Т ? (4) где Т вЂ” текущее значение периода ?

Т? (опорного сигнала ).

Таким образом, непрерывно измеряя сумму разности периодов н моменты, отстоящие на текущий период первого сигнала, отчесенную к текущему периоду опорного сигнала, мы имеем текущее (мгновенное ) изменение разности фаз от начала измерения.

На фиг.l показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. Z и 3 — нременные диаграммы работы устройства, где а,б и в эпюры напряжений н местах, соответсl âåííî обозначенных на фиг.l, г,д и е — эпюры значений кодов в единицах, отнесенных к значению кода Т?.

Диаграммы на фиг.2 соответствуют равным частотам и фазовому сдвигу

+180 при внешнем периодическом запуске фазометра, а диаграммы на фиг.З вЂ” работе фаэометра с ы,=

2 н) и при внешнем периодическом запуске фазометра.

Устройство состоит иэ распределителя l импульсов,,состоящего иэ последовательно соединенных генератора

2 счетных импульсов и счетчика 3, входных формирователей 4 и 5 импульсных последовательностей, счетчика

6, вход которого соединен с выходом генератора 2, блоков 7 и 8 регистра, входы которых соединены с выходами счетчиков 3 и 6, блоков 9 и 10 суммирования, первые входы которых соединены соответственно с выходами блоков 7 и 8 регистров, блока ll деления, первый вход которого соединен с выходом первого блока 9 суммирования, а второй вход — с выходом второго блока 8 регистра, блока 12 управления, первый вход которого соединен с входом Запуск фаэометра, а выход — с входами "Обнуление" первого счетчика 3 и второго блока

10 суммирования, блоков 13 и 14 задержки импульсных сигналов, причем выход второго блока 10 суммирования соединен с вторым входом первого блока 9 суммирования и своим вторьм входом, кроме того, выход первого формирователя 4 соединен с входами

"Синхронизация" первого блока 7 регистра, нторого блока 10 суммирования и через блок 13 задержки — с входами

"Синхронизация" блока 9 суммирования и блока 11 деления, а выход второго формирователя 5 соединен с вторым входом блока 12 управления и с входом "Синхронизация" второго блока 8 регистра, а через второй блок 14 задержки — с входом "Обнуление" второго счетчика 6.

10 о % Н2о

-360

Nfo

N L + 1 „

111о 11т, 20 с N Х7

-360 -- — — —--т

30 (5) 40 (6) 45 з 136

Блок 1 2 управления состоит нз делителя 15 импульсов, триггера 16, формирователя 17 одиночного импульса, вход которого соединен с выходом триггера 16, переключателя 18 рода работ, входы которого соединены с выходами делителя 15 и формирователя 17, а выход является выходом блока 12 управления, причем первый вход блока 12 управления соединен с установочным входом триггера

16, а второй — с входом делителя

15 и входом "Сброс" триггера 16. Назначение блока 12 управления заключается в изменении режима работы фаэометра. В первом режиме, соответствующем первому положению переключателя 18 блок 12 управления производит выделение и поступление на его выход и-го импульса опорного сигнала.

Во втором режиме, соответствующем второму положению переключателя 18, блок 12 управления выделяет и подает на свой выход первый после импульса Запуск" фазометра импульс опорного сигнала.

Таким образом, фазометр в первом

° режиме производит непрерывное измерение накопленной эа п периодов опорного сигнала разности фаэ входных сигналов, а во втором режиме — за время между импульсами "Запуск" фаэометра.

Объединенные блоки 9,10 суммирования, блок 11 деления и блок 13 задержки представляют собой процессор 19 °

Устройство работает следующим -. образом.

Генератор 2 счетных импульсов непрерывно изменяет состояние счетчиков 3 и 6. Состояние счетчиков 3 и 6 считывается блоками 7 и 8 регистра.

Формирователи 4 и 5 импульсных последовательностей вьщают короткие импульсы в моменты перехода входных сигналов через ноль. Один из импульсов опорного сигнала (выбранный блоком 12 управления)обнуляет первый счетчик 3 и второй блок 10 суммирования, что означает начало процесса измерения. Первый с начала измерения импульс исследуемого сигнала запишет в первый блок 7 регистра код N о соответствующий временному сдвигу сигналов i(1), и во второй блок 10 суммирования запишет код N< соответствующий текущему значению пери4997 4 ода опорного сигнала Т ., а также через время задержки (необходимое . для устранения влияния переходных процессов), задаваемое блоком 13 задержки, этот импульс разрешит вычитание кодов N и N, . Блок 11 деления в соответствии с (31 вычислит первое значение разности фаэ, . равное

Через период исследуемого- сигнала второй его импульс произведет

15 аналогичные записи. В результате на входах первого блока 9 суммирования будут коды где N„, N, — коды текущего значения периодов исследуе25 мого и опорного сигналов .

Блок 11 деления вычислит второе текущее значение разности фаз с момента начала измерения по формуле

При переходе К+1 импульса исследуемого сигнала аналогично имеют текущее значение разности фаэ с момента начала измерения, вычисленное аналогично (4) и (5) по выражению: о N к — Nga

dip„-- -360 к о N о — Nfo

-360 к !так

2 Я,,—, ; И

o -1 — 360 — — — -- =--—

На фиг.2 и 3 показана работа фазометра во втором режиме. Так как при равенстве частот входных сигналов их периоды равны T = T .и

N = N,,òî из всех сумм выражения

Т т э (5) останутся только первые члены, соответствующие начальному временному сдвигу ы „,„(фиг. 2) .

Точность работы устройства в основном определяется дискретностью измерения /y, которая, в свою очередь, определяется периодом счетных импульсов Т„ из соотношения

360 Тк р =

Т

Диапазон измерения определяется размерностью (величиной ) счетчиков, регистров и сумматоров. Используя двоично-десятичные счетчики, регистры и сумматоры размерностью 12 деfn кад, имеют диапазон измерения в 10 импульсов . Так, при дискретности 10 — О,1 устройство в состоянии измерять фазовый сдвиг величиной

10 " град (или 10 "/360 /0,1 ) периодов опорного сигнала.

Цифровой фаэометр, содержащий распределитель импульсов, состоящий из последовательно соединенных генератора счетных импульсов и счетчика, два формирователя импульсных последовательностей, входы которых являются входами фазометра, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй счетчик, два блока регистра, входы которых соединены с выходами счетчи5 1364997

6 ков, два блока задержки, два блока суммирования, первые входы которых соединены с выходами блоков регистров, блок деления, первый вход которого соединен с выходом первого блока суммирования, а второй вход— с выходом второго блока регистра, блок управления, первый вход которого соединен с входом "Запуск" фазометра, а выход — с входами "Обнуление" первого счетчика и второго блока суммирования, причем выход генера.. тора соединен с входом второго счет15 чика, выход второго блока суммироваФ о р м у л а и э о б р е т е н и я ния соединен с вторым входом первого блока суммирования и своим вторым входом, выход первого формирователя . соединен с входами "Синхронизация"

20 первого блока регистра и второго блока суммирования и через первый блок задержки с входами "Синхронизация" первого блока суммирования и блока деления, а выход второго формирователя соединен с вторым входом блока управления и входом "Синхронизация" второго блока регистра, а через второй блок задержКи — с входом

"Обнуление" второго счетчика.

У г

4

Ю г

1 о

1364997

6

4

Ю

1

Составитель С. Кулиш

Редактор Н.Гунько Техред М.Ходанпч

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6603/38 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, у, р л П оектная 4