Цифровой следящий фазометр

Цифровой следящий фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование электрические измерительные устройства, непрерывное слежение за разностью фаз двух электрических колебаний в системах хранения времени и радионавигации. Сущность изобретения: устройство содержит 1 формирователь мерных импульсов (1), 1 ключ (2), 3 делителя частоты (3, 6, 7), 1 счетчик (4), 1 генератор измерительных импульсов (5), 1 элемент задержки (8), 1 реверсивный счетчик (9), 1 блок управления (10), 1 блок вычитания (11), 1 регистр (12), 2 блока сравнения (13, 14), 2 информационных входа (15, 16), 1 устано вочный вход (17). 3 ил.

ГОГОВ ГОВ!- ((:ких

СОЦИАЛИСTÈ 1Ã СКИХ

РГСПУБЛИК (я)л G О1 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

"17092

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4833780/21 (22) 15,03.90 (46) 15,07.92. Бюл. № 26 (71) Московский институт инженеров гражданской авиации (72) С,Ж,Кишенский, В,Л.Барбаш, А.Л.Кузьмин и О.Ю.Христенко (53) 621,317.272(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 989491, кл. G Oi R 25/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1396083, кл. G 01 R 25/00, 1988.

Изобретение относится к электрическим измерительным устройствам и может быть использовано для непрерывного слежения за разностью фаз электрических колебаний в системах хранения времени и радионавигации, Известен цифровой следящий фазометр, содержащий последовательно соединенные формирователь мерных интервалов, ключ, первый делитель частоты и линейный счетчик, а также генератор измерительных импульсов, второй и третий делители частоты, линию задержки и реверсивный счетчик, Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является цифровой следящий фазометр, содержащий последовательно соединенные формирователь мерных интервалов, ключ, первый делитель частоты и линейный счетчик, а также последовательно соединенные генератор изме Ж 1748085 А1 (54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОМЕТР (57) Использование: электрические измерительные устройства, непрерывное слежение за разностью фаэ двух электрических колебаний в системах хранения времени и радионавигации. Сущность изобретения: устройство содержит 1 формирователь мерных импульсов (1), 1 ключ (2), 3 делителя частоты (3, 6, 7), 1 счетчик (4), 1 генератор измерительных импульсов (5), 1 элемент задержки (8), 1 реверсивный счетчик (9), 1 блок управления (10), 1 блок вычитания (11), 1 регистр (12), 2 блока сравнения (13, 14), 2 информационных входа (15, t6), 1 установочный вход(17). 3 ил, рительных импульсов, второй и третий делители частоты и линию задержки, а также реверсивный счетчик, последовательно соединенные регистр и блок сравнения и два блока управления, причем блок сравнения содержит пя-,ь узлов сравнения кодов и два элемента И.

Недостатком является низкое быстродействие, обусловленное длительными процессами измерения при скачках фаз, первоначальном включении прибора и при переходе измеряемой разности фаз через

"нуль".

Целью изобретения является повышение быстродействия фазометра, Поставленная цель достигается тем, что в цифровой следящий фазометр, содержащий последовательно соединенные формирователь мерных интервалов, входы которого соединены с информационными входами устройства, ключ, первый делитель частоты и счетчик, последовательно соеди1748085

10 ненные генератор измерительных импульсов, второй и третий делители частоты и элемент задержки, причем выход генератора измерительных импульсов соединен также с вторым входом ключа, регистр, первый блок сравнения, реверсивный счетчик и блок управления, причем первый и второй выходы первого блока сравнения и выход второго делителя частоты соединены соответственно с первым, вторым и четвертым входами блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика, выходы регистра и реверсивного счетчика соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого блока сравнения, информационные входы регистра соединены с входами счетчика, введены второй блок сравнения, выход которого соединен с вторым входом блока управления, и блок вычитания, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами первого блока сравнения, выходы реверсивного счетчика и регистра соединены с первыми и вторыми информационными входами блока вычитания, выходы которого соединены с одной группой входов второго блока сравнения, другая группа входов которого является установочной, выход третьего делителя частоты соединен с управляющим входом регистра, выход элемента соединен с входом сброса счетчи ка.

На фиг.1 приведена структурная схема цифрового следящего фазометра; на фиг.2— структурная схема блока управления; на фиг,3 — структурная схема блока вычитания.

Цифровой следящий фазометр содержит формирователь 1 мерных импульсов, ключ 2, первый делитель 3 частоты, счетчик

4, генератор 5 измерительных импульсов, второй делитель 6 частоты, третий делитель . 7 частоты, элемент 8 задержки, реверсивный счетчик 9, блок 10 управления, блок 11 вычитания, регистр 12, первый и второй бло- ки 13 и 14 сравнения. Входы 15 и 16 являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, Входы 17 блока 14 являются установочными входами устройства, Блок управления 10 (фиг.2) содержит четыре элемента 18 — 21 И; двэ элемента 22 и

23 ИЛИ и элемент 24 НЕ, причем первый вход блока вычитания соединен с первым выходом первого блока сравнения 13, второй вход — с вторым выходом блока 13, третий вход — с выходом блока 1 4 и четвертый вход— с выходом второго делителя частоты 6.

Блок 11 вычитания (фиг.3) содержит первую группу 25 и вторую группу 26 сумматоров по модулю два и полный сумматор 27, причем первый и второй входы блока вычитания соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 13 сравнения, Фазометр работает следующим образом.

Формирователь 1 мерных интервалов формирует импульс, длительность которого пропорциональна разности фэз входных сигналов, поступающих на входы 15 и 16 фазометра, На выходе ключа 2 формируется пачка импульсов, число импульсов в которой пропорционально разности фаз, а частота равна частоте импульсов, генерируемых генератором 5, Делитель 3 служит для выбора коэффициента пропорциональности. Делители 3, 6 и 7 в совокупности определяют требуемую скорость обработки информации (отслеживания изменений разности фаз) и точность измерения. Счетчик 4 преобразует информацию, поступающую на его вход в аиде пачки импульсов,в цифровой двоичный код. По сигналу с выхода делителя 7 информация из счетчика 4 переписывается в регистр 12 в параллельной форме, После этого импульсом с выхода элемента задержки 8 счетчик 4 сбрасывается в исходное состояние и начинает новый цикл измерения, Разрядность блоков 4, 9 и 12 одинакова. В блоке

13 сравнения сравнивается информация, содержащаяся в блоках 9 и 12. На первом выходе блока 13 появляется положительный ,сигнал в том случае, когда содержимое реверсивного счетчика 9 больше содержимого регистра 12; на втором вь ходе —. при противоположной ситуации, При равенстве кодов сигналы на обоих выходах блока 13 — нулевые. Блок !1 вычитания реализует вычитание иэ большего числа меньшего путем (фиг.3) преобразования меньшего числа в дополнительный код и суммирования его c большим числом, В соответствии с алгоритмом получения дополнительного кода числа в разряд переноса сумматора 27 добавляется "единица", э информационные разряды преобразуемого числа инвертируются. Выбор числа, для которого определяется дополнительный код, определяется сигналами управления с блока сравнения 13.

В блоке сравнения 14 осуществляется сравнение полученной разности с кодом

"М/2" — половина максимально возможного кода "M". Результат сравнения определяет направление отслеживания изменения разности фаэ. Для выбранной разрядности блоков фазометра значение "М/2" является постоянным. Нэ выходе блока 14 формируется положительный потенциал в том слу1 148085 чае, когда код разности больше кода "М/2".

В противном случае значение этого сигнала — нулевое, а на выходе элемента НЕ 24 в блоке 10 управления — единичное, При получении фазометром новой информации (в регистре 12) возможны (кроме совпадения с предыдущим отсчетом) четыре разЛичные ситуации: содержимое блока 9 больше содержимого блока 12; разность больше значения "М/2"; целесообразен (по быстродействию) режим сложения (с переходом через "нуль"); содержимое блока 9 меньше содержимого блока 12; разность меньше значения "М/2"; целесообразен режим сложения; содержимое блока 9 меньше содержимого блока 12, разность больше значения "М/2", целесообразен режим вычитания (с переходом через "нуль"); содержимое блока 9 больше содержимого блока

12; разность меньше значения ".M/2", целесообразен режим вычитания.

Предположим, для ситуации a(M = 1000) (М/2 =500), содержимое реверсивного счетчика 997, содержимое регистра 003, При этом положительный сигнал формируется на первом выходе блока 13 и, поступая на блок вычитания 11, формирует дополнительный код содержимого регистра

12, С выхода сумматора 27 формируется (двоичный) код разности, десятичный эквивалент которого равен "994"; этот код в блоке 14 сравнивается с кодом "500", в результате чего на выходе блока 14 формируется положительный сигнал, поступающий на третий вход блока 10 управления. На выходе элемента НЕ 24 — нулевой сигнал.

Таким образом, на обоих входах элемента И

18 — единичные сигналы, и импульсы с делителя 6 проходят на его выход, и через элемент 22 ИЛИ поступают на вход сложения реверсивного счетчика, С каждым импульсом реверсивный счетчик последовательно проходит состояния; 998, 999 и 000; в момент перехода в состояние "000" содержимое счетчика 9 оказывается меньше, чем содержимое регистра 12, что вызывает исчезновение сигнала на первом выходе блока 13 и появление сигнала на его втором выходе; в тот же момент времени блок вычитания вычитает содержимое счетчика из содержимого регистра и, так как разность теперь меньше чем "М/2", на его выходе формируется нулевой сигнал, а на выходе элемента НЕ 24 — единичный. Таким образом открывается элемент И 19 и импульсы с делителя 6 далее проходят через него, а не через закрытый элемент И 18. Сложение продолжается — в данном случае последовательно по кодам: 001, 002 и 003, после чего на обоих выходах блока 13 формируются нулевые сигналы, элементы 18-21 закрываются и процесс отслеживания заканчивается.

В остальных ситуациях устройство функционирует аналогично, реализуя оптималь5 ное направление отслеживания изменений в разности фаз для каждой пэры отсчетов входной информации. При этом в ситуации в (аналогично ситуации а) и роисходит в процессе отслеживанйя переключение с одного

10 элемента И в блоке управления на другой, а в остальных ситуациях такого переключения не происходит.

Таким образом, при любом сочетании содержимого блоков 9 и 12 фазометр осуще15 ствляет отработку(отслеживание) изменения разности фаз в оптимальном направлении, что повышает его быстродействие, Формула изобретения

Цифровой следящий фазометр, содер20 жащий последовательно соединенные формирователь мерных интервалов, входы которого соединены с информационными входами устройства, ключ, первый делитель частоты и счетчик, последовательно соеди25 ненные генератор измерительных импульсов, второй и третий делители частоты и элемент задержки, причем выход генератора измерительных импульсов соединен также с вторым входом ключа, регистр, первый

30 блок сравнения, реверсивный счетчик и блок управления, причем первый и второй выходы первого блока сравнения и выход второго делителя частоты соединены соответственно с первым, вторым и четвертым

35 входами блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика, выходы регистра и реверсивного счетчика соединены соответ40 ственно с первыми и вторыми входами первого блока сравнения, информационные входы регистра соединены с выходами счетчика, отл и чаю щийс ятем,что,с целью повышения быстродействия, в него введены

45 второй блок сравнения, выход которого соединен с третьим входом блока управления, и блок вычитания, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами первого

50 блока сравнения, выходы реверсивного счетчика и регистра соединены с первыми и вторыми информационными входами блока вычитания, выходы которого соединены с первой группой входов второго блока сравне55 ния, вторая группа входов которого является установочной группой входов устройства, выход третьего делителя частоты соединен с управляющим входом регистра, выход элемента задержки соединен с входом сброса счетчика.

ФАЗ

Составитель С.Кишенский

T åõðåä M,Моргентал Корректор Т,Палий

Редакгор Н Гсрлат (1р(! Мп лг rл 1a1бинаг "Пагент". г. Ужгород, ул.Гагарина 101."1а каз 2502 1 ираж Подписное

FTf 3l1k1f1l1 Г::сударе геенно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11111,35, 1Лпскеа, Ж:35, Раушская наб., 4/5