Фазометрическое устройство

Фазометрическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Соцмаамстмческмк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ ()779907 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21 12 78 (?3) 2700231/18"21 с прмсоеднненмем заявим № (23) Приоритет

Опубликовано 15,1180. Бюллетень ¹ 42 (5!)М К, 3

G 01 R 25/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (5З) УДК 621 ° 317 ° .77 (088.8) Дата опубликования описания 18 ° 11 ° 80 (72) Авторы изобретения

В. С. Звездин и A. С. Ростовцев (71) Заявитель (54) ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЯСТВО .

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при создании фазометров высокой точности, в частности с цифровым отсчетом.

Известно фазометрическое устройство, содержащее смесители, фазовый детектор, делители частоты, генератор импульсов, блоки ключей, логику управления и индикатор (1)

Недостатком данного устройства является малая точность измерения из-за погрешностей, вносимых фазовым детектором.

Известно также фаэометрическое устройство, содержащее первый блок фаэовращателей с первым блоком ключей и первым регистром памяти, второй блок фазовращателей, триггер,генератор импульсов, фазовый детектор, логику управления и индикатор $2).

В этом устройстве используется блок фазовых детекторов, которые вносят значительные погрешности в результат измерения фазового сдвига.

Эти погрешности увеличиваются в слу,чае непостоянных амплитуд сигналов на входах ФД

Таким образом, недостатком упомянутого фазометрического устройства является малая точность измерения разности фаз двух сигналов, обусловленная погрешностями ФД.

Целью настоящего изобретения явля5 ется повышение точности измерения.

Данная цель достигается тем,что в устройство, содержащее блок управления, соединенный через первый регистр памяти и первый блок ключей .с первым

® блоком фаэовращателей, второй блок фаэовращателей, индикатор, генератор импульсов и триггер, соединенный с блоком управления, дополнительно введены первый и второй усилители-orpaf5 ничители, выходы которых через триггер соединены с дополнительно введенными первым и вторым, элементом совпадения, первый и второй счетчики, соединенные входами с первым и вторым

2О элементами совпадения соответственно и выходами через дополнительно введенный логический компаратор с блоком управления, последовательно соединенные второй регистр памяти и вто25 рой блок ключей, через которые блок управления соединен со вторым блоком фазовращателей, и арифметический узел, соединенный с входом индикатора и с выходами первого и второго регистров памяти, причем выходы первого и вто779907 рого блоков фазовращателей соединены ,с первым и вторым усилителями-ограничителями соответственно, выход гене- . ратора импульсов соединен с первым и. вторым Элементами совпадения и с блоком управления, при этом первый, второй и третий командные выходы блока управления соединены с первым и вторым регистрами памяти и с арифметическим узлом соответственно, четвертый командный выход блока управления сое- динен с первым и вторым счетчиками и логическим компаратором.

Кроме того, первый и второй блоки фаэовращателей выполнены в виде линий задержки с отводами на приборах с зарядовой связью. 15

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Фазбметрическое устройство состоит из первого и второго блоков фаэовращателей 1 и 2, первого и второго 2О усилителей-ограничителей 3 и 4, триггера 5, первого и второго элементов совпадения 6 и 7, первого и второго счетчика 8 и 9, логического компаратора 10, блока управления 11, первого и второго регистров памяти 12 и

13, первого и второго блоков ключей

14 и 15, арифметического узла 16,индикатора 17 и генератора импульсов 18, Работает устройство следующим образом.

Входные напрядения U и U, сдвиг фаэ Р, между которыми предстоит измерить, подаются на первый и второй блоки 1 и 2. В исходном состоянии первый и второй регистры памяти 12 и

13 включены так, что блоки 1 и 2 фазового сдвига не вносят, счетчики 8 и 9 обнулены.

С выходов блоков 1 и 2 напряжения поступают на усилители-ограничители

3 и 4. Выходные напряжения 0> и 04 усилителей-ограничителей 3 и 4 управпяют работой триггера 5, выходные напряжения которого несут информацию о сдвиге фаэ 9у,.

Ъ

Р = — ".3bO, -г или ч () з

50 Т где t t - временные интервалы меФ IL жду нулевыми значениями напряжений О, U ., Т - период напряжений 0„,0@.

Напряжения 08, 0> управляют работой первого и второго элементов совпадения 6 и 7 соответственно, на которые подаются также импульсы опорной частоты f от генератора 18. Импуль- 5О . сы с частотой $ заполняют временные . интервалы t u t подсчитываются счетчиками 8 и 9 соответственно. Полученные в двоичном коде числа и, и срао о вчиваются логическим компаратором 10. g5 н

Р = що — g y. p

Х .„, (11 где а„ = 0; 1 — коэффициенты, записанные в первом ре- гистре памяти 12 при знаке "-", или во втором регистре памяти 13 при знаке "+"; Р— величина i-го разряда первого и второго блоков фазовращателей 1,2;

n - количество разрядов.

Величина Р из узла 16 выдается на индикатор 17, на этом измерение ,заканчивается. Результат измерения в

;виде знака и величины Р мажет быть считан с индикатора 17.

Погрешность измерения предлагаемого устройства складывается иэ двух составляющих:

0 Р = +++ — погрешность измерения,обусловленная дискретизацией блоков фазовращателей; погрешность измерения,обугде Р

Если N) g Ngо (напряжение режает по фазе U<, то блок управления 11 в первом такте через арифметический узел 16 выдает на индикатор

17 знак "+", через второй регистр памяти 13 и второй блок ключей 15 включит старший разряд Р второго блока фаэовращателей 2, первый блок фазовращателей 1 блокирует командой запрета, а счетчика 8,9 сбросит в нуль. Ври этом временные интервалы ,t„ и изменятся, в счетчики 8,9, запишутся числа N",, и, причем, если h!, 7 N, то старшйй разряд Р выключается; если Ny (N,,то старг

4 ший разряд Pq останется включенным до конца измерения, блок управления

1,1 через второй регистр памяти 13 и второй блок ключей 15 включит второй разряд Р второго блока фазовращателей 2 и начнется второй такт.

Алгоритм работы устройства во втором и последующих тактах аналогичен описанному выше.

Если N y Й (напряжение U, отстао о ет по фазе от 0, то блок управления

11 в первом такте через узел 16 выдает на индикатор 17 знак "-", через первый регистр памяти 12 и первый блок ключей 14 включит старший разряд Р1 первого блока фазовращателей 1, второй блок фазовращателей 2 блокирует командой запрета, а счетчики

8,9 сбросит в нуль. Далее работа устройства аналогична случаю, когда

NO (NO

Я

По окончании последнего такта по команде иэ блока 11 узел 16 произвоцит вычисление:

779907 словленная конечной разрядностью в счетчиков:

Ф=ьы (-a>

Величина (2 -1) определяет колиf7l чество импульсов опорной частоты Г@, 5 прошедших за период времени Т:

2 -f=foT (4)

Дпя случая распределения разрядов блоков фазовращателей по двоичному закону величина 1> определяется млад1 шим разрядом:

+ -1ЬО I<" ()

С учетом (3), (5) выражение (2) примет вид

I 0Р <,Оо х-- > т.

Из выражений (4), (6) очевидно, 20 что, увеличивая количество разрядов в счетчиках и блоках фазовращателей, а также увеличивая опорную частоту погрешность измерения можно сделать как угодно малой что неосуще- 25 ствимо в известных ранее устройствах.

Кроме того, предлагаемое устройство не требует постоянства амплитуд входных.сигналов, что расширяет его возмо>кности.

Предлагаемое устройство легко реализуется в микроэлектронном исполнении в виде полупроводниковой микросхемы, выполненной по стандартной

MOII-технологии. Блоки фазоврацателей выполняются в виде лини задерх<ки с отводами на приборах с зарядовой связью (ПЗС), а вся остальная частьна NOII-транзисторах. Точность градуировки фазоврацателей такой микросхемы обеспечивается тем, что каж- 40 дый разряд, (дискретный фазоврацатель)

:содержит наперед заданное количество. элементарных звеньев задерх<ки на ПЗС.

Формула изобретения

1. Фазометрическое устройство,содерх<ащее блок управления, соединенный через первый регистр памяти и первый блок ключей с первым блоком фазовра щателей, второй блок фазовращателей, индикатор, генератор импульсов и триггер, соединенный с блоком управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повн>щения точности измерения, в устройство дополнительно введены первый и второй усилителиограничители, выходы которых через триггер соединены с дополнительно введенными первым и вторым элементами совпадения, первый и второй счетчики, соединенные входами с первым и вторым элементами совпадения соответственно и выходами через дополнительно введенный логический компаратор с блоком управления, последовательно соединенные второй регистр памяти и второй блок ключей, через которые блок управления соединен со вторым блоком фазовращателей, и арифметический узел, соединенный с входом индикатора и с выходами первого и второго регистров .памяти, причем выходы первого и второго блока фазоврацателей соединены с первым и вторым усилителями-ограничителями соответственно, выход генератора импульсов соединен с первым и вторым элементами совпадения и с блоком управления, при этом первый, второй и третий командные выходы блока управления соединены с первым и вторым регистрами памяти и с арифметическим узлом соответственно, четвертый командный выход блока управления соединен с первым и вторым счетчиками и логическим компаратором.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что первый и второй блоки фазовращателей выполнены в виде линии задержки с отвода-. ми на приборах с зарядовой связью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 336792, кл. H 03 K 13/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 394729, кл. G 01 к 25/08, 1971.

779907

Составитель М. Клыков

Редактор Н. Коляда Техред;С. Мигунова Корректор М,Шарохин

Заказ 9317/10 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", г. ужгород, ул. Проектная,4