Цифровой фазометр

Цифровой фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (ii>935818

1 ес

Щ

//

C (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 20.11.80 (21)3007214/18-21

)31)М Кп. с присоединением заявки ¹

G R 25/00

Государственный квинтет

СССР но делаи изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150682.Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (33) УДН 621.317

° 77(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Самусь, Г. Х. Такиди и д t

« ",- 1

»« 4." «4»

Северо-Западный заочный политехнический йнстйтут (71) Заявитель

1 . «: «: «» «„ (54) ЦИФРОВОИ ФАЗОИЕТР

Изобретение относится к фазометрии и может найти применение при создании устройств для измерения сдвига Фаз гармонических сигналов в присутствии помех.

Известно устройство для измерения мгновенных фазовых сдвигов, содержащее два канала, каждый из которых содержит высокочастотные ключи, низкочастотный фазометр, секционированную линию задержки, регистр и генератор (I).

Однако это устройство не позволяет измерять усредненный сдвиг Фаз.

Наиболее близким к изобретению является цифровой фазометр, содержащий два Формирователя, выходами соединенные со входами триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения, ко второму входу которого подключен генератор импульсов, выход которого соединен со входом делителя частоты, выход которого соединен со входом второго триггера, последовательно соединенным со вторым элементом совпадения и электронным счетчиком, ко второму входу второго элемента совпадения подключен выход первого: элемента совпадения (2j.

Однако известный цифровой фозометр имеет недостаточную точность измерения разности фаз гармонических сигналов в присутствии помех. Это объясняется тем, что воздействие помех на сигнал приводит к значительному смещению моментов перехода сигналов через нулевой уровень.

10 Цель изобретения — повышение точности измерения разности фаз гармонического сигнала в присутствии помех.

Указанная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, триггер, первый вход которого подключен к выходу первого формирователя, а второй вход - к выходу второго формирователя, элемент совпадений, первый вход которого подключен к выходу триггера, генератор образцовой частоты, выход которого подключен ко второму входу элемента совпадений, блок пересчета и сумматор, уп25 равляющий вход которого подключен к выходу блока пересчета, введены статистический анализатор длительностей импульсов и формирователь заднего фронта, входы которых объе30 динены и подключены к выходу триг935818 гера, а также селектор импульсов по длительности, подключенный первым сигнальным входом к выходу элемента совпадений, вторым сигнальным входом - к выходу статистического анализатора длительностей импульсоВ управляющим входом - к выходу формирователя заднего фронта, перным выходом — ко входу сумматора,. а вторым выходом - ко входу блока пересчета. Кроме того, селектор импульсов по длительности содержит счетчик импульсов, блок сравнения, элемент задержки. и блок перезаписи, причем вход счетчика импульсов является первым сигнальным входом селектора импульсов по длительности, первая группа входов блока сравнения подключена к выходам счетчика импульсов, вторая группа входов является вторым сигнальным входом селектора импульсов по длительности, управляющий вход - управляющим входом селектора импульсов по длительности, элемент задержки подключен входом к входу блока сравнения, а выходом — ко входу Сброс счетчика импульсов, блок перезаписи подключен сигнальными входами к выходам счетчика импульсов, а управляющим входом к выходу блока сравнения, выходы блока перезаписи являются первым выходом селектора импульсов по длительности, а выход блока сравнения вторым выходом селектора импульсов по длительности.

На фиг.l приведена структурная схема цифрового фазометра; на фиг.2 — структурная схема селектора импульсов по длительности.

Цифроной фазометр содержит формирователи 1 и 2, триггер 3, элемент 4 совпадений, генератор 5 образцовой частоты, формирователь 6 заднего фронта, статистический анализатор 7 длительностей импульсов,. селектор 8 импульсов по длительности, блок 9.пересчета и сумматор 10.

Селектор 8 импульсов по длительности содержит счетчик 11 импульсов, блок 12 сравнения, элемент 13 задержки, блок 14 перезаписи, перный вход 15 селектора 8 импульсов по длительности, управляющий вход 16 селектора 8 импульсов по длительноси, второй вход 17 селектора 8 импульсов по длительности, первый выход 1& селектора 8 импульсов по длительностк, второй выход 19 селектора 8 импульсов по длительности.

Первый вход фазометра подключен через формирователь 1 к первому входу триггера 3, а второй нход фазометра подключен через формирователь

2 ко второму входу триггера 3. Выход триггера 3 соединен с первым входом элемента 4 совпадений, входом фории-.

10 селектора 8 импульсов по длительности подключен к сигнальному входу сумматора 10, управляющий нход коf5

25 поступающие на входы фазометра гармонические сигналы преобразуются с помощью формирователей 1 и 2 н короткие импульсы, соответствующие

55 б0 рователя 6 заднего фронта и входом анализатора 7 длительностей импульсов. Выход генератора 5 подключен ко второму входу элемента 4 совпадений, выход которого подключен к первому входу 15 селектора 8 импульсов по длительности. Выход формирователя 6 заднего фронта подключен к

Управляющему входу 16 селектора 8 импульсов по длительности. Выход 18 торого подключен через блок 9 пересчета ко второму выходу 19 селектора 8 импульсов по длительности. Выходы счетчика 11 подключены ко входам блока 12 сравнения и ко входам блока 14 перезаписи.. Выход блока 12 сравнения подключен к управляющему входу блока 14 перезаписи, а вход через элемент 13 задержки - ко входу счетчика 11.

Фазометр работает следующим образом. моментам перехода сигнала через нулевой уровень. Импуль йи с выхода формирователя 1 устанавливают триггер

3 в положение Г, а импульсы с выхода формирователя 2 возвращают триггер 3 в положение 0 . Таким образом на выходе триггера 3 формируются прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна разности фаз измеряемых сигналов.

Эти импульсы с выхода триггера 3 поступают на анализатор 7 длительностей импульсов, который определяет плотность распределения длительностей этих импульсов. Это достигается тем, что в анализаторе 7 длительностей импульсов весь диапазон возможных разностей фаз (длительностей импульсов) на ныходе триггера 3 разбивается на N соприкасающихся поддиапазонов (Со, с„), (,, 0< ), ... (7н,, C> ) . Каждый 1-ый импУльс на выходе триггера 3 в зависимости от era длительности попадает в соответствующий поддиапазон. Это собы- тие фиксируется канальным счетчиком соответствующего поддиапазона.

Например, импульс на выходе триггера 3 с длительностью, удовлетворяющей условию t с%; (с,к, фиксируется k-ым канальным счетчиком. За йремя анализа в анализаторе 7 длительностейей импульсов прои сходит п ереполнение того канального счетчика, который соответствует поддиапазону

Длительностей импульсов, наиболее часто возникающих на выходе триггера

3. Очевидно, что в отсутствие по935818 мех дли тель н ос ти все х выходных импульсов триггера 3 принадлежат одному поддиапазону.

По окончании анализа на выходе анализатора 7 длительностей импульсов возникает параллельный код, со- 5 ответствующий переполненному поддиапазону. Этот код поступает на второй вход 17 селектора 8 импульсож по длительности.. С этого момента начинается измерение разности Фаз 10 входных сигналов. Каждый импульс на выходе триггера 3 преобразуется с помощью элемента 4 совпадений и генератора 5 в пачку импульсов, число которых соответствует длительности )5 импульса. Формирователь 6 заднего фронта формирует из заднего фронта импульса на выходе триггера 3 короткий импульс, который поступает на управлщий вход 16 ектора 8 20 импульсов по длительности и опраши.вает последний. Если число S„. импульсов в пачке, поступившей на йервый вход 15 селектора 8 импульсов по длительности, соответствует поддиа пазону, выбранному анализатором 7 длительности. импульсов, то оно переписывается в,параллельном коде в сумматор,10 ° Если число S не соответствует указанному поддиапазону, оно не переписывается в сумматор.

Таким образом в сумматоре 10 фазометра фиксируются только те длительности выходных импульсов триггера 3, которые наиболее близки к величине, которая была бы в отсутствии помех. 35

Тем самым исключаются выходные импульсы триггера 3, которые в большей степени искажены помехами.

Периодический сброс счетчика 11 осуществляется непосредственно пос- 40 ле окончания каждого импульса на выходе триггера 3 с помощью формирователя 6 заднего фронта и элемента 13 задержки.

Параллельный код на выходе анализа45 тора 7 длительностей импульсов, соответствующий переполненному поддиапазону, обновляется с периодом, равным времени анализа анализатора 7 длительностей импульсов. 50

Блок 9 пересчета служит для задания числа периодов гармонических сигналов, между которыми производится измерение разности фаз, участвую1 щих в усреднении.

Таким образом, введение новых элементов — статистического анализатора длительностей, селектора импульсов по длительности и формирователя заднего фронта позволяет измерять усредненный фазовый сдвиг гармонических сигналов сильно искаженных помехами со значительно большей точностью

Формула изобретения

1. Цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, триг- гер, первый вход которого подключен к выходу первого Формирователя, а второй вход - к выходу второго Формирователя, элемент совпадений, первый вход которого подключен к выходу триггера, генератор образцовой частоты, выход которого поЯключен к второму входу элемента совпадений, блок пересчета и сумматор, управляющий вход которого подключен к выходу блока пересчета, о т Л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения разности фаз в присутствии помех, в него введены статистический анализатор длительностей импульсов и форми-. рователь заднего фронта, входы которых объединены и подключены к выходу триггера, а также селектор импульсов по длительности, подключенный первым сигнальным входом к выходу элемента совпадений, вторым сигнальным входом - к выходу статистического анализатора длительностей импульсов, управляющим входом — к выходу формирователя заднего Фронта, первым выходом — к входу сумматора, а вторым выходом - к входу блока пересчета.

2. Фазометр по п.l, о т л и ч а— ю шийся тем, что селектор импульсов по длительности содержит. счетчик импульсов, блок сравнения, элемент задержки и блок перезаписи, причем вход счетчика импульсов является первым сигнальным входом селектора импульсов по длительнос.ти, первая группа входов блока сравнения подключена к выходам счетчика импульсов, вторая группа входов является вторым сигнальным входом селектора импульсов по длительности, управляющий вход — управляющим входом селектора импульсов по длительности, элемент задержки подключен входом к входу блока сравнения, а выходом — к входу Сброс счетчика импульсов, блок перезаписи подключен сигнальными входами к выходам счетчика импульсов, а управляющим входом, к выходу блока сравнения, выходы блока перезаписи являются первым выходом селектора импульсов по длительности, а выход блока сравнения — вторым выходом селектора импульсов по длительности.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 371526, кл. G OI R 25/00, 16.11.71.

2. Галахова О.П. и др. Основы фазометрии. Л., Энергия, \976, с. 159, рис. 4-18.

935818

Составитель Н.Агеева .

Техред A. Бабннец Корректор В. Бутяга

Редактор Л.Алексеенко

Подписное

Филиал ППЦ Патент, г. Ужгород,ул. Проектная, 4

Заказ 4200/45 Тираж 717

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытнй

113035, Москва, )X-35, РаушСкая наб,, д. 4/5