DE1916353A1 - Digital phase meter - Google Patents

Digital phase meter

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DE1916353A1
DE1916353A1 DE19691916353 DE1916353A DE1916353A1 DE 1916353 A1 DE1916353 A1 DE 1916353A1 DE 19691916353 DE19691916353 DE 19691916353 DE 1916353 A DE1916353 A DE 1916353A DE 1916353 A1 DE1916353 A1 DE 1916353A1
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phase difference
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Alexander Prichodjko
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    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
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Description

Digitaler Phasonmesserb Phasenmessungen sind bekanntlich Phasendifferenzmessungen, durch die die Phasendifferenz zwischen einem Meßsignal 5M und einem Bezugssignal SB, die beide gleichfrequent sind, bestimmt wird. Bekanntlich sind solche Phasendifterenzmessungen besonders dann sehr schwierig, wenn die Frequenz des Meßsignals oder des Bezugssignals unbekannt ist und die Pha3endifferenzmessung nicht nur vollautomatisch, sondern auch in kürzester Zeit durchzuführen ist. Digital Phasonmesserb Phase measurements are known to be phase difference measurements, by which the phase difference between a measurement signal 5M and a reference signal SB, both of which have the same frequency, is determined. Such phase difference measurements are known especially very difficult when the frequency of the measurement signal or the reference signal is unknown and the phase difference measurement is not only fully automatic, but can also be carried out in the shortest possible time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Phasenmesser ansugeben, der digital arbeitet und diese Schwierigkeiten vermeidet.The invention is based on the object of specifying a phase meter, who works digitally and avoids these difficulties.

Der zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagene digitale Phasenmesser ist dadurch gekennzeichnet, daß vom sinusförmigen kleßaignal 5M und vom sinusförmigen Bezugssignal SB mit an sich bekannten Mitteln zunächst Zeitmarken ZM und abgeleitet werden, die in Falle beider Signale das zeitliche Auftreten der gleichen Phase markieren, daß zur Gewinnung eines Maßes der zeitlichen Länge der periode des Bezugssignals SB und/oder des Meßsignals SM die durch zwei aufeinanderfolgende Zeitmarken ZB gekennzeichnete Periode TB des Bezugssignals Sg und/oder die durch zwei aufeinanderfolgende Zeitmarken ZM gekennzeichnete Periode TM des Meßsignals SM mit Impulsen I, die die zumindest angenähert konstante Impulsfolgefrequenz fI besitzen, ausgezählt und dadurch in ersterem Falle der Zählwert WB und im letzteren Falle der Zählwert WM gewonnen und angezeigt und/oder ausgegeben wird, wobei gilt =TB.fI=WM=TM daß zur Gewinnung eines Maßes der Phasendifferenz zwischen dem Bezugssignal SB und dem Meßsignal SM das Zeitintervall TBM, das mit dem zeitlichen Auftreten einer Zeitmarke ZB beginnt und mit den zeitlichen Auftreten der dieser Zeitmarke Z zeitlich unmittelbar folgenden Zeitmarke ZM endet, mit Impulsen I, die die zumindest angenähert konstante Impulsfolgefrequenz fI besitzen, ausgezählt und dadurch der Zählwert WBM gewonnen, angezeigt und/oder ausgegeben wird und/oder daß zur Gewinnung eines Maßes der Phasendifferenz zwischen dem Meßsignal S14 und dem Besuggsignal SB das Zeitintervall TMB, das mit dem zeitlichen Auftreten einer Zeitmarke ZM beginnt und mit dem zeitlichen Auftreten der dieser Zeitmarke ZM zeitlich unmittelbar folgenden Zeitmarkte Eg endet, mit Impulsen I, die die zumindest angenähert konstante Impulsfolgefrequenz f1 besitzen, ausgezählt und dadurch der Zählwert W14B gewonnen, angezeigt und/oder ausgegeben wird, daß zur Gewinnung der Phasendifferenz dann mit an sich bekannten Rechenmitteln einer der Zählwerte WBM oder WMB dividiert wird durch einen der Zählwerte WB oder ltM und das dadurch orhaltene Ergebnis multipliziert wird mit einem der Werte 360°, 2# oder 1@, und das Ergebnis dieser Multiplikation angezeigt und/oder ausgegeben wird (hierbei ist zu beachten, daß Je nach den verwendeten Werten das Ergebnis entweder in Gradmaß, Bo.The digital phase meter proposed to solve this problem is characterized in that the sinusoidal kleßa signal 5M and the sinusoidal Reference signal SB first time stamps ZM and derived using means known per se which in the case of both signals mark the temporal occurrence of the same phase, that to obtain a measure of the temporal length of the period of the reference signal SB and / or the measurement signal SM identified by two successive time stamps ZB Period TB of the reference signal Sg and / or that of two successive time stamps ZM marked period TM of the measurement signal SM with pulses I, which at least have approximately constant pulse repetition frequency fI, counted and thereby in in the former case the count value WB and in the latter case the count value WM obtained and is displayed and / or output, where = TB.fI = WM = TM that to obtain a Measure of the phase difference between the reference signal SB and the measurement signal SM the Time interval TBM, which begins with the occurrence of a time stamp ZB and with the temporal occurrences of those immediately following this time mark Z in time Time stamp ZM ends with pulses I, which are at least approximately the constant pulse repetition frequency fI, counted and thereby the Count value WBM obtained, displayed and / or is output and / or that to obtain a measure of the phase difference between the measurement signal S14 and the Besuggsignal SB the time interval TMB, which with the temporal occurrence of a time stamp ZM begins and with the temporal occurrence the time marks Eg immediately following this time mark ZM ends with Pulses I which have the at least approximately constant pulse repetition frequency f1, counted and thereby the count value W14B obtained, displayed and / or output is that to obtain the phase difference then with known computing means one of the count values WBM or WMB is divided by one of the count values WB or ltM and the result obtained is multiplied by one of the values 360 °, 2 # or 1 @, and the result of this multiplication is displayed and / or output (note that depending on the values used, the result is either in degrees, Bo.

genmaß oder in einem durch k bestimmten J4aß gewonnen wird und entweder die wirkliche Phasendifferenz oder aber die Differenz zwischen 3600, 2# oder k und der wirklichen Phasendifferenz darstellt), daß im Falle des gleichzeitigen Auftretens der Zeitmarken ZM und ZB keine Impulszählungen und keine Berechnungen durchgeführt werden, sondern als Ergebnis der Phasendifferenzmessung der Wert lTull angezeigt and/oder ausgegeben wird.gen Maß or in a J4ass determined by k and either the real phase difference or the difference between 3600, 2 # or k and represents the real phase difference) that in the case of simultaneous occurrence of the time stamps ZM and ZB, no pulse counts and no calculations are carried out instead, the value lTull is displayed as the result of the phase difference measurement and / or is issued.

Die Abbildungen dienen der Erläuterung vorteilhafter Auführungsbeispiele der Erfindung.The figures serve to explain advantageous examples the invention.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines typischen Ausführungsbeispiels der Erfindung.Fig. 1 shows the block diagram of a typical embodiment the invention.

Die Quelle des Meßsignals trägt die Bezeichnung QM, diejenige des Bezugssignals die Bezeichnung QB. Diese Quellen können z. B. sein Antennen oder Generatoren.The source of the measurement signal is called QM, that of the Reference signal the designation QB. These sources can e.g. B. his antennas or Generators.

Beide Quellen sind nur dann mit je einem Kanal VM bzw.Both sources are only then available with one channel VM resp.

eines sogenannten Doppelkanalverstärkers V verbunden, wenn die von den Quellen gelieferten Signale für einen Phasenvergleich zu hochfrequent oder zu schwach sind. Der Verstärker V kann also ein reiner Doppelkanalempfänger (wie z. B. der TELEGON-V) oder ein Doppelkanalverstärker sein.a so-called double-channel amplifier V connected when the from Signals supplied to the sources are too high-frequency or too high for a phase comparison are weak. The amplifier V can therefore be a pure double-channel receiver (such as e.g. B. the TELEGON-V) or a double channel amplifier.

Die Quellen QM und QB oder diq zwei Ausgänge des Doppelkanalverstärkers V sind mit den Zeitmarkenformern FN und FB verbunden, die vom Meßsignal SM die Zeitmarken ZM und vom Bezugssignal SB die Zeitmarken ZQ ableiten und an die Meßstufe M weitergeben. In dieser Neßstufe 1 wird der Zählwert WM oder WB und der Zählwert WMB oder WBM gewonnen und an die Rechenstufe R weitergereicht, die aus diesen zwei Zählwerten die Phasendifferenz errechnet und ausgibt an æ. B.The sources QM and QB or diq two outputs of the double channel amplifier V are connected to the time stamp formers FN and FB, the time stamps from the measurement signal SM ZM and derive the time markers ZQ from the reference signal SB and pass them on to the measuring stage M. In this measurement level 1, the count value WM or WB and the count WMB or WBM obtained and passed on to the computing stage R, which consists of these two Counter values, the phase difference is calculated and output to æ. B.

eine Anzeigeeinrichtung D. a display device D.

Fig. 2 zeigt die Prinzipschaltung eines tggischen Ausführungsbeispiels der Meßstufe M. Fig. 2 shows the basic circuit of a typical embodiment the measuring stage M.

In Fig. 2 stellt Flip-Flop 24 den elektronischen Schalter zur Inbetriebnahme der Meßstufe dar. In Fig. 2, flip-flop 24 represents the electronic switch for commissioning the measuring stage.

zur Abschaltung des Betriebes der Meßstufe wird den Eingang EA ein kurzes Signal zugeführt und dadurch an den R-Eingang des Flip-Flops 24 weitergeleitet, so daß dieser Flip-Flop umschaltet und dann an seinen Q-Ausgang eine Spannung liefert, die den R-Eingang des Flip-Flops 20 zugeführt wird und dadurch verhindert, daß Flip-Flop 20 eine Spannung an seinen Q-Ausgang liefert. to switch off the operation of the measuring stage the input EA is on Short signal supplied and thereby passed on to the R input of the flip-flop 24, so that this flip-flop switches over and then supplies a voltage to its Q output, which is fed to the R input of flip-flop 20 and thereby prevents flip-flop 20 supplies a voltage at its Q output.

Zur Einschaltung des Betriebes der Meßstufe wird dem Eingang EE ein kurzes Signal zugeführt und dadurch an den S-Eingang des Flip-Flops 24 weitergeleitet, so daß dieser Flip-Flop umschaltet und von dann an seinen Q-Ausgang eine Spannung liefert. Durch das Einschalten dieser Spannung wird der sogenannte Single-Shot 25 veranlaßt, einen Impuls zu erzeugen, der dem Eingang des Flip-Flops 6 zugeführt wird und dadurch diesen Flip-Flop umschaltet, so daß Flip-Flop 6 von jetzt an an seinen Q-Ausgang eine Spannung liefert. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, wird diese Spannung zur Nullrückstellung der Flip-Flops 9 bis 12 und der Zähler 17 und 18 verwendet. Wenn diese Nullrückstellung erfolgt ist (Flip-Flops 9 bis 12 liefern ihrem Q-Ausgang und Zähler Z1 und Z2 an ihren A0-Ausgang eine entsprechende Spannung), ist auch Und-Tor 13 geöffnet und liefert dem R-Eingang von Flip-Flop 6 und dem Eingang von Flip-Flop 20 eine Spannung.To switch on the operation of the measuring stage, input EE is on short signal supplied and thereby passed on to the S input of flip-flop 24, so that this flip-flop switches over and then a voltage at its Q output supplies. When this voltage is switched on, the so-called single shot 25 causes a pulse to be generated which is fed to the input of the flip-flop 6 is and thereby switches this flip-flop, so that flip-flop 6 from now on its Q output supplies a voltage. As can be seen from Fig. 2, this Voltage used to reset flip-flops 9 to 12 and counters 17 and 18 to zero. When this reset is done (flip-flops 9 to 12 provide their Q output and counters Z1 and Z2 have a corresponding voltage at their A0 output), is also AND gate 13 opens and supplies the R input of flip-flop 6 and the input of Flip-flop 20 a voltage.

Dadurch werden diese beiden Flip-Flops umgeschaltet und Flip-Flop 6 liefert jetzt eine Spannung an seinen Ausgang 4, die je einen Eingang der Und-Tore 1, 4 und 5 zugeführt wird, während Flip-Flop 20 jetzt eine Spannung an seinen Ausgang Q liefert, die Je einen anderen Eingang der Und-Tore 1, 4 und 5 und dem einen Eingang des Und-Tores 23 zugeführt wird. Damit ist die Meßstufe betriebsbereit für die erste lEessung.This toggles these two flip-flops and flip-flops 6 now supplies a voltage to its output 4, each of which has an input of the AND gates 1, 4 and 5 is fed, while flip-flop 20 now has a voltage at its output Q delivers a different input of each of the AND gates 1, 4 and 5 and to which one input of the AND gate 23 is fed. The measuring stage is now ready for operation for the first reading.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel der Meßstufe ist willkürlich so ausgelegt, daß nach der Herstellung der Meß-Betriebsbereitschaft die Messung stets begonnen wird, sobald die Meß-Zeitmarke ZM auftritt und nicht etwa die Bezugszeitmarke ZB. (Natürlich treten ZM und ZB dann gleichzeitig auf, wenn das Meßsignal SM und das Bezugssignal SB die gleiche Phase besitzen, doch wird dieser Sondorfall erst steter behandelt).The embodiment of the measuring stage shown in FIG. 2 is arbitrary designed in such a way that the measurement can be carried out after the measurement readiness for operation has been established A start is always made as soon as the measurement time mark ZM occurs and not the reference time mark, for example E.g. (Of course, ZM and ZB occur simultaneously when the measurement signal SM and the reference signal SB have the same phase, but this special case will only be treated more often).

Aagenonnen es trifft jedoch zuerst nur die Bezugszeitmarke ZB ein, so gelangt sie von der. für sie vorgesehenen Eingang EB u. a. zun Und-Tor 5. Dieses Tor ist jedoch gesperrt, da Flip-Flop 9 noch auf Null gestellt ist und somit an seinem Q-Aus£ang, der u. a. flit einem Eingang des Und-Tores 5 verbunden ist, keine Spannung liefert. Infolgedessen wird diese Bezugszeitmarke von der Meßstufe ignoriert.Aagenonnen, however, only the reference time stamp ZB occurs first, so it comes from the. Entrance EB intended for them, inter alia. to and gate 5. This The gate is blocked, however, since flip-flop 9 is still set to zero and is therefore on his Q-Aus £ ang, which inter alia. flit is connected to an input of the AND gate 5, none Voltage supplies. As a result, this reference time stamp is ignored by the measuring stage.

Trifft nun aber die erste Meß-Zeitmarke ZM an dem für sie vorgesehenen Eingang EK ein, dann gelangt sie zum Und-Tor 4 und öffnet und passiert es; denn an drei von vier Eingängen des Und-Tores 4 liegen Ja bereits vor den Eintreffen der Meß-Zeitmarke ZM Spannungen: erstens die Ausgangsspannung des Inverters 11 (da an Eingang EB keine Bezugszeitmarke auftritt), zweitens die Spannung der Q-Ausgangs von Flip-Flop 6 und drittens die Spannung des Q-Ausgangs von Flip-Plop 20. Diese erste Meß-Zeitmarke ZN passiert also Und-Tor 4 und gelangt u. a. zu den S-Eingängen der Flip-Flops 9 und d0 und schaltet diese Flip-Flops um. Da durch wird Und-Tor 13 gesperrt, Und-Tor 5 wird durchlaßbereit für die nächste Bezugszeitmarke ZB, und die Und-Tore 14 und 15 werden geöffnet, so daß ab sofort die vom Generator 19 erzeugten Zählimpulse, die bereits an den einen Eingängen der Und-Tore 14 und 15 liegen (Und-Tor 16-ist Ja geöffnet, da Flip-Flop 20 an seinen Q-Ausgang eine Spannung liefert) zu den Zähleingängen EZ der zähler 17 und i8 gelangen und in diesen ählern gezählt werden. Die sich erend gebenden momentanen Zähl/endwerte werden fortlaufend von den Zählwertausgängen AW der Zähler 17 und 18 den Eingängen der vorläufig noch gesperrten Und-Tore 21 und 22 übermittelt.But if the first measuring time mark ZM hits the one intended for it Input EK on, then it arrives at AND gate 4 and opens and passes it; because at three of the four entrances of the AND gate 4 yes are already before the arrival the Measurement time mark ZM voltages: firstly, the output voltage of inverter 11 (since an Input EB no reference time mark occurs), secondly the voltage of the Q output from flip-flop 6 and thirdly the voltage of the Q output of flip-flop 20. These The first measurement time marker ZN therefore passes AND gate 4 and arrives, among other things. to the S inputs the flip-flops 9 and d0 and switches these flip-flops over. This becomes an AND gate 13 blocked, AND gate 5 is ready for the next reference time marker ZB, and the AND gates 14 and 15 are opened, so that the generator 19 generated from now on Counting pulses that are already at one of the inputs of the AND gates 14 and 15 (AND gate 16-Yes is open, since flip-flop 20 supplies a voltage at its Q output) to the counting inputs EZ of counters 17 and i8 arrive and counted in these counters will. The resulting current count / end values are continuously from the count value outputs AW of the counters 17 and 18 the inputs of the temporarily blocked AND gates 21 and 22 transmitted.

Sobeld die nächste Bezugszeitmarke ZB am Eingang EB eintrifft, gelangt sie zum Und-Tor 5 und öffnet und passiert es; denn an vier von fünf Eingängen des Und-Tores 5 liegen ja bereits vor dem Eintreffen dieser.Bezugszeitnarke Spannungen, nänlich erstens die Ausgangsspannung des Inverters I2 (da am Eingang EM keine Meß-Zeitmakre auftritt), zweitens die Spannung des Q-Ausgangs von Flip-Flop 6, drittens die Spannung des Q-Ausgangs von Flip-Flop 20 und viertens die Spannung des Q-Ausgangs von Flip-Flop 9. Diese Bezugszeitmarke passiert also Und-Tor 5 und gelangt zuin S-Eingang des Flip-Flop 11, der dadurch umgeschaltet wird und deshalb nicht länger mehr an seinem Q-Ausgang eine Spannung liefert, die zum Offenhalten des Und-Tores 14 eine Voraussetzung ist. Somit sperrt jetzt Und-Tor i4 und der Zähler 17 kann Leine Zähliripulse mehr erhalten und zählen.As soon as the next reference time stamp ZB arrives at the input EB, it arrives she to the AND gate 5 and opens and passes it; because at four out of five entrances to the And-gates 5 are already before the occurrence of these. Firstly, the output voltage of the inverter I2 (there at the entrance EM no measurement time marker occurs), secondly the voltage of the Q output of the flip-flop 6, third the voltage of the Q output of flip-flop 20 and fourth the voltage of the Q output of flip-flop 9. This reference time mark thus happens and gate 5 and goes to the S input of the flip-flop 11, which is toggled thereby and therefore no longer supplies a voltage at its Q output that is necessary to keep it open of the AND gate 14 is a prerequisite. Thus, the AND gate i4 and the counter are now blocked 17 Leine can receive and count more counting pulses.

Der Zählendwert des Zählers 17 ist ein Maß der Phasendifferenz zwischen dem Meßsignal SM und dem Bezugssignal Sg, Die Zähloperation des Zählers 18 wird jedoch nicht gestoppt, sondern geht weiter bis zum Eintreffen der nächsten Meß-Zeitmarke ZM.The final count of the counter 17 is a measure of the phase difference between the measurement signal SM and the reference signal Sg, The counting operation of the counter 18 becomes however, it is not stopped, but continues until the next measurement time stamp arrives ZM.

Trifft nun die nächste Meß-Zeitmarke ZM am Eingang EM ein, so gelangt sie zum Und-Tor 4, öffnet und passiert dieses Tor, öffnet und passiert Und-Tor 7, an dessen einem Eingang ja bereits die Spannung des Q-Ausganges von Flip-Flop lt liegt, passiert Oder-Tor 8 und gelangt zum Eingang von Flip-Flop 12, der dadurch umgeschaltet wird und dadurch nicht länger mehr die zur Offenhaltung von Und-Tor 15 benötigte Spannung von seinem Q-Ausgang liefert. Deshalb können nun die Zählimpulse des Generators 19 auch nicht länger nehr zun Zähler 18 gelangen und gezählt werden. Der Zählendwert des Zählers 18 ist ein Maß der Phasendifferenz von 2X bzw.If the next measuring time stamp ZM arrives at the input EM, then it arrives she to the AND gate 4, opens and passes this gate, opens and passes the AND gate 7, at one input of which the voltage of the Q output of the flip-flop already lt lies, passes OR gate 8 and reaches the input of flip-flop 12, which thereby is switched and thus no longer the one to keep the AND gate open 15 needed Supplies voltage from its Q output. Therefore can now the counting pulses of the generator 19 no longer reach the counter 18 either and be counted. The end value of the counter 18 is a measure of the phase difference from 2X resp.

Da nunmehr Flip-Flop 12 von seinem Q-Ausgang aus eine Spannung je einen der Eingänge der Und-Tore 25 und 22 zuführt, werden diese zwei Und-Tore geöffnet und der Zählendwert des Zählers 17 verläßt die Meßsstufe über Ausgang hD, der Zählendwert des Zählers i3 dagegen über Ausgang Ap.Since now flip-flop 12 from its Q output from a voltage each one of the entrances of the AND gates 25 and 22 leads, these two AND gates are opened and the final count of counter 17 leaves the measuring stage via output hD, the final count of the counter i3, however, via output Ap.

Da die beiden Zählendwerte gleichzeitig ausgegeben werden, öffnet Und-Tor 23 und liefert über Oder-Tor 26 an den S-Eingang von Flip-Flop 6 ein Signal, das den Flip-Flop 6 umschaltet, so daß jetzt wieder sein Q-Ausgang die Spannung liefert, die zur bereits beschriebenen Nullrückstellung der Flip-Flop 9 bis i2 und der Zähler 17 und 13 benötigt wird, d. h. zur Herstellung der neuen Neß-Betriebsbereitschaft. Die Meßoperationen wiederholen sich also fortlaufend in gleicher Weise, bis sie durch Zuführen eines kurzen Signals an den Eingang EA und somit an den R-Eingang vön Flip-Flop 24 gestoppt werden (Abschaltung!).Since the two end-of-count values are output at the same time, opens AND gate 23 and supplies a signal via OR gate 26 to the S input of flip-flop 6, that switches the flip-flop 6, so that its Q output now has the voltage again supplies, which for the already described zero resetting of the flip-flop 9 to i2 and the counters 17 and 13 are required, d. H. to produce the new Neß operational readiness. The measuring operations repeat themselves continuously in the same way until they by supplying a short signal to input EA and thus to the R input be stopped by flip-flop 24 (shutdown!).

Im bereis erwähnten Sonderfall des gleichzeitigen Ein fons der Meß-Zeitmarke ZM und der Bezugszeitmarke ZB (d. h.In the special case of simultaneous Ein fons the measurement time stamp ZM and the reference time stamp ZB (i.e.

Phasendifferenz ist Null) wird Und-Tor 1 geöffnet und liefert über das Oder-Tor 18 dem S-Eingang von Flip-Flop 12 eine Spannung, die diesen Flip-Flop umschaltet und dadurch die sofortige Ausgabe der nonentanen Zählendwerte der beiden Zähler 17 und 18 bewirkt. Hierbei-ist zubeachten, daß die Zähler in diesen Sonderfalle Ja überhaupt noch nicht gezählt haben, so daß also zwei Werte Null ausgegeben werden.Phase difference is zero) AND gate 1 is opened and delivers over the OR gate 18 to the S input of flip-flop 12 a voltage that this flip-flop toggles and thereby the immediate output of the nonentan end-of-count values of the two Counter 17 and 18 effected. It should be noted that the counter in this special case Yes, have not counted at all, so that two values zero are output.

Natürlich kann anstelle des hier beschriebenen und willkürlich gewählten Ausführungsbeispiels der Meßstufe auch eine an sich beliebige andere geeignete Meßstufenschaltung verwendet werden.Of course, instead of what is described here and chosen arbitrarily Embodiment of the measuring stage also any other suitable measuring stage circuit be used.

Wie bereits erwähnt, ergibt sich die Phasendifferenz z. B.As already mentioned, the phase difference z. B.

wie folgt: Phasendifferenz kennzeichnender Phasendifferenz=Zählwert/Gesamtperiode.2#(bzw.360°,bzw.k).as follows: phase difference characterizing phase difference = counter value / total period. 2 # (or 360 °, or k).

kennzeichnender Zählwert Dafür kann auch vereinfacht geschrieben werden und es gilt somit auch WD.K=WP.##. (2) Nun ist ja X frei wählbar, d. h. vorgegeben und entweder gleich 2#, 360° oder k. Weiterhin werden die zwei Zähl werte WD und Wp Ja durch die zwei Zähloperationen gewonnen.Characteristic counter value For this it is also possible to write in a simplified manner and therefore WD.K = WP. ## also applies. (2) Now X is freely selectable, ie given and either equal to 2 #, 360 ° or k. Furthermore, the two count values WD and Wp Ja are obtained through the two counting operations.

Sonit ist es völlig gleichgültig, ob die Phasendifferenz auf direkten Wege gemäß Gleichung (1) oder auf indirektem Wege gemäß Gleichung (2) gewonnen wird. Während die Ge winnung der Phasendifferenz auf direkten tge einfach zu verstehen und mit allgemein bekannten Divisions- und Multi plikationeschaltungen. also z. B. auch-mit einem normalen Digitalrechner leicht durchführbar ist, gestattet die Beo stimmung der Phasendifferenz auf indirektem Wege, nämlich gemäß Gleichung (2) unter Umständen die Gewinnung besondew rer Operationsvorteile und die Verwendung weniger aufwendiger Rechenschaltungen, die jedoch weniger gut bakannt sind.Sonit it is completely indifferent whether the phase difference on direct Paths according to equation (1) or indirectly according to equation (2) is obtained. While the extraction of the phase difference is easy to understand on direct days and with well-known division and multiplication circuits. so z. B. can also be easily carried out with a normal digital computer, allows the Determination of the phase difference in an indirect way, namely according to equation (2) possibly the acquisition of special operational advantages and the use less complex computing circuits, which are, however, less well known.

Dies sei im folgenden näher beschrieben.This is described in more detail below.

Da die Bestimmung der beiden Zählwerte ohnehin durch Zählen der Impulse von zwei Impulszügen ganz bestimmter Länge erfolgt, könnte die Ermittlung der Phasendifferenz auch vorteilhaft durch Verwendung sogenannter Binary Rate Multiplier erfolgen, die im "Handbook of Automation, Computation and Control", Volume 2, by Thompson Ramo Wooldridge Inc., Verlag John Wiley & Sons, Inc., New York ausführlich auf den Seiten 28-11 bis 28-15 und 29-05 bis 29-14 beschrieben sind, Betrachtet man nämlich das in der oben genannten Veröffentlichung auf Seite 29-06 gezeigte Blockschaltbild (Fig. 1), so ist es zu erkennen, daß der gezeigte sogenannte Binary Rate Multiplier sich vorzüglich eignet, um gemäß Gleichung (2) direkt das Produkt (WD . K) zu gewinnen und in einem in der zitierten Figur nicht gezeigten und als Speicher verwendeten Zähler, dessen Eingang mit dem Ausgang des gezeigten Oder-Tores zu verbinden ist, zu speichern. In diesen Falle würde WD dargestellt von dem Impulszug, der in der oben bereits beschriebenen Meßschaltung (Fig. 2) das Und-Tor 14 während einer Zählperiode des Zählers Z1 passiert, Der in Fig. 1 der zitierten Veröffentlichung gezeigte Wert des sogenannten Multiplier wurde dargestellt vom vorgegebenen (und somit fest einspeicherbaren) K.Since the determination of the two count values is anyway by counting the pulses of two pulse trains of a very specific length, the phase difference could be determined also advantageous through the use of so-called binary rate multipliers take place, those in the Handbook of Automation, Computation and Control, Volume 2, by Thompson Ramo Wooldridge Inc., Verlag John Wiley & Sons, Inc., New York in detail on pages 28-11 to 28-15 and 29-05 to 29-14, consider namely, the block diagram shown in the above publication on pages 29-06 (Fig. 1), it can be seen that the so-called binary rate multiplier shown is particularly suitable for directly obtaining the product (WD. K) according to equation (2) and in one not shown in the cited figure and used as a memory Counter, the input of which is to be connected to the output of the shown OR gate, save. In this case, WD would be represented by the pulse train shown in the measuring circuit already described above (FIG. 2) the AND gate 14 during a counting period of the counter Z1 happens, the value shown in Fig. 1 of the cited publication the so-called multiplier was represented by the given (and thus permanently storable) K.

Würde in einen weiteren sogenannten Binary Rate Multiplier die Multiplier-Eingabe (a1 bis a) dargestellt sein von z.B.The multiplier input would be entered into another so-called binary rate multiplier (a1 to a) can be represented by e.g.

den Zähler 18 (Z2) der oben beschriebenen Neßstufe, so könnten nach Beendigung einer Zählperiode des Zählers 18 als (bisher noch unbekannten) sogenannte Multiplicand Zählimpulse I verwendet und so lange gezählt werden (z. Be im C2-Register), bis die Summe der vom Oder-Tor der zitierten Veröffentlichung ausgegebenen Impulse zumindest angenähert gleich den mit dem anderen Binary Rate Multiplier ermittelten Produkt (WD.K) ist. Dann stellen die gezählten Zählimpulse I nänlich die gesuchte Phavendiffe renz dar.the counter 18 (Z2) of the Neßstufe described above, so could after Termination of a counting period of the counter 18 as a (hitherto unknown) so-called Multiplicand counting pulses I are used and counted for as long (e.g. in the C2 register), up to the sum of the impulses output by the Oder gate of the cited publication at least approximately the same as those determined with the other binary rate multiplier Product (WD.K) is. Then the counted counting pulses I represent the one sought Phase difference.

Anstelle dieses Verfahren kann jedoch z, B. auch eine Kombination des sogenannten Divider-Verfahrens, dessen Blockschaltbild (Fig. 7) auf der zitierten Seite 29-11 gezeigt ist, mit dem sogenannten (Binary)-Rate-Multiplier-Verfahren verwendet werden.Instead of this method, however, a combination, for example, can also be used of the so-called divider method, the block diagram of which (FIG. 7) is based on the quoted Page 29-11, with the so-called (binary) rate multiplier method be used.

Man sieht also, daß neben den gut bekannten vollautomatischen Rechenmitteln auch die weniger bekannten sehr vorteilhaft verwendbar sind.So you can see that in addition to the well-known fully automatic computing means even the less known ones can be used very advantageously.

Claims (1)

P a t e n t a n s p r ü c h P a t e n t a n s p r ü c h Digitaler Phasenmesser, dadurch gekennzeichnet, daß vom sinusförmigen Meßsignal SM und vom sinusförmigen Bezugssignal SB mit an sich bekannten Mitteln zunächst Zeitmarken ZM und ZB abgeleitet werden, die in Falle beider Signale das zeitliche Auftreten der gleichen Phase markieren, daß zur Gewinnung eines Maßes der zeitlichen Länge der Periode des Bezugssignals Sg und/oder des Meßsignals SM die durch zwei aufeinanderfolgende Zeitmarken ZB gekennzeichnete Periode TB des Bezugssignals SB und/oder die durch zwei aufeinanderfolgende Zeitmarken ZM gekennzeichnete Periode TM des Meßsignals SM mit Impulsen I, die die zunindest angenähert konstante Impulsfolgefrequenz fI besitzen, ausgezählt und dadurch in ersterem Falle der Zählwert WB und im letzteren Falle der Zählwert WM gewonnen und angezeigt und/oder ausgegeben wird, wobei gilt WB=TB.fI=WM=TM daß zur Gewinnung eines Maßes der Phasendifferenz zwischen den Bezugssignal 5B und dem Meßsignal SW das Zeitintervall TBM, das mit dem zeitlichen Auftreten einer Zeitmarke ZB beginnt und mit dem zeitlichen Auftreten der dieser Zeitmarke TB zeitlich unmittelbar folgenden Zeitmarke ZM endet, mit Impulsen I, die die zumindest angenähert konstante Impulsfolgefrequenz fI bestizen, ausgezählt und dadurch der Zählwert WBM gewonnen, angezeigt und/oder ausgegeben wird und/oder daß zur Gewinnung eines Maßes der Phasendifferenz zwischen dem Meßsignal SM und dem Bezugssignal SB daß Zeitintervall TMB, das mit dem zeilichen Auftreten einer Zeitmarke ZM beginnt und mit dem zeitlichen Auftreten der dieser Zeitmarke ZM zeitlich unmittelbar folgenden Zeitmarke ZB endet, mit Impulsen I, die die zumindest angenähert konstante Impulsfolgefrequenz fI besitzen, ausgezählt und dadurch der Zählwert WMB gewonnen, angezeigt und/oder ausgegeben wird, daß zur Gewinnung der Phasendifferenz dann mit an sich bekannten Rechenmitteln einer der Zählwerte WMB oder WMB dividiert wird durch einen der Zählwerte WB oder WM und das dadurch erhaltene Ergebnis multipliziert wird mit einem der Werte 360°, 2# oder k, und das Ergebnis dieser Multiplikation angezeigt und/oder ausgegeben wird (hierbei ist zu beachten, daß je nach den verwedeten Werten das Ergebnis entweder im Gramaß, Bogenmaß oder in einem durch k bestimmten Maß gewonnen wird und entweder die wirkliche Phasendifferenz oder aber die Differenz zwischen 360°, 2# oder k und der wirklichen Phasendifferenz darstellt), daß im Falle des gleichzeitigen Auftretens der Zeitmarken ZW und Zg keine Impulszählungen und keine Berechnungen durchgeführt werden, sondern als Ergebnis der Phasendifferenzinessung vorzugsweise der Wert Null angezeigt und/oder ausgegeben wird.Digital phase meter, characterized in that the sinusoidal Measurement signal SM and from the sinusoidal reference signal SB with means known per se first time stamps ZM and ZB are derived, which in the case of both signals the temporal occurrence of the same phase mark that to gain a measure the length of the period of the reference signal Sg and / or the measurement signal SM the period TB des marked by two successive time stamps ZB Reference signal SB and / or marked by two successive time stamps ZM Period TM of the measurement signal SM with pulses I which are at least approximately constant Have pulse repetition frequency fI, counted and thereby the count value in the former case WB and in the latter case the count WM obtained and displayed and / or output where WB = TB.fI = WM = TM that is used to obtain a measure of the phase difference the time interval between the reference signal 5B and the measurement signal SW TBM, that begins with the temporal occurrence of a time stamp ZB and with the temporal one Occurrence of the time stamp ZM immediately following this time stamp TB ends, with pulses I, which determine the at least approximately constant pulse repetition frequency fI, counted and thereby the count value WBM obtained, displayed and / or output and / or that to obtain a measure of the phase difference between the measurement signal SM and the reference signal SB that time interval TMB that begins with the line occurrence a time stamp ZM begins and with the temporal occurrence of this time stamp ZM immediately following time stamp ZB ends with pulses I that at least have approximately constant pulse repetition frequency fI, counted and thereby the Count WMB won, displayed and / or output that to obtain the Phase difference then one of the count values WMB with per se known computing means or WMB is divided by one of the count values WB or WM and the one obtained thereby Result is multiplied by one of the values 360 °, 2 # or k, and the result this multiplication is displayed and / or output (please note that that depending on the values used, the result is either in grams, radians or is obtained to an extent determined by k and either the real phase difference or the difference between 360 °, 2 # or k and the real one Represents phase difference) that in the case of the simultaneous occurrence of the time stamps ZW and Zg no pulse counts and no calculations are carried out, but the value zero is preferably displayed and / or as a result of the phase difference measurement is issued.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3901306A1 (en) * 1989-01-18 1990-07-19 Olympia Aeg Ink-ribbon device for typewriters or office machines of similar design
DE4020360A1 (en) * 1990-06-27 1992-01-02 Bodenseewerk Geraetetech CIRCUIT ARRANGEMENT FOR COMPARING A MEASURING FREQUENCY WITH A REFERENCE FREQUENCY MULTIPLIED BY A FACTOR

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