RU60733U1

RU60733U1 - PHASOMETER

Info

Publication number: RU60733U1
Application number: RU2006128680/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Минаев; Игорь Викторович Девятов; Сергей Анатольевич Филимонов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный московский завод "Салют"
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2007-01-27

Abstract

Полезная модель относится к радиоизмерительной технике и может быть использована для измерения сдвига фаз в различных радиоэлектронных устройствах. Предлагаемое устройство содержит первый и второй формирователи, подключенные к источникам опорного и исследуемого сигналов, генератор счетных импульсов, дешифратор, цифровой индикатор, первый и второй фильтры, триггер, преобразователь и аналого-цифровой преобразователь. Техническими результатами при реализации полезной модели являются повышение уровня помехоустойчивости фазометра, снижение инструментальной погрешности при измерении сдвига фаз, уменьшение габаритов устройства.The utility model relates to radio measurement technology and can be used to measure phase shift in various electronic devices. The proposed device contains the first and second shapers connected to the sources of the reference and studied signals, a counting pulse generator, a decoder, a digital indicator, the first and second filters, a trigger, a converter, and an analog-to-digital converter. The technical results in the implementation of the utility model are to increase the noise immunity level of the phase meter, reduce the instrumental error in measuring phase shift, and reduce the dimensions of the device.

Description

Полезная модель относится к радиоизмерительной технике и может быть использована для измерения сдвига фаз в различных радиоэлектронных устройствах.The utility model relates to radio measurement technology and can be used to measure phase shift in various electronic devices.

Известен цифровой фазометр (А.с. СССР №637682), содержащий формирователи, подключенные к источникам опорного и исследуемого сигналов, генератор импульсов, соединенный через блок управления со счетчиком, и блок индикации. Для повышения помехоустойчивости в него введены цифровой управляемый фильтр, блок усреднения и следящий умножитель.A well-known digital phasometer (AS USSR No. 637682), containing shapers connected to the sources of the reference and studied signals, a pulse generator connected through the control unit to the counter, and an indication unit. To increase noise immunity, a digital controlled filter, an averaging unit, and a tracking multiplier are introduced into it.

Известен цифровой фазометр (А.с. СССР №1273831), содержащий времяимпульсный преобразователь с подключенным к нему генератором счетных импульсов, счетный триггер и два идентичных канала, включающих в себя формирующее устройство, четыре элемента совпадений и реверсивный счетчик. С целью повышения помехоустойчивости в него введены в каждом канале четыре стандартизатора импульсов, второй реверсивный счетчик, два дешифратора и триггер, а также общий для обоих каналов формирователь импульсных последовательностей.A well-known digital phasometer (AS USSR No. 1273831) containing a time-pulse converter with a counting pulse generator connected to it, a counting trigger and two identical channels, including a forming device, four coincidence elements and a reversible counter. In order to increase the noise immunity, four pulse standardizers, a second reversible counter, two decoders and a trigger, as well as a pulse sequence generator common to both channels, were introduced into each channel.

Известен также цифровой измеритель сдвига фаз (А.с. СССР №868625), содержащий последовательно соединенные блок формирования, блок совпадения и счетчик импульсов, генератор импульсов, блок управления. С целью повышения помехоустойчивости в него введены блок перемножения, сумматор, реверсивный счетчик и блок преобразования кодов.Also known is a digital phase-shift meter (AS USSR No. 868625), comprising a series-forming unit, a coincidence unit and a pulse counter, a pulse generator, a control unit. In order to increase noise immunity, a multiplication unit, an adder, a reversible counter, and a code conversion unit are introduced into it.

Недостатками данных устройств являются низкая точность и значительная погрешность измерения, ограничение быстродействия и низкая помехоустойчивость.The disadvantages of these devices are low accuracy and significant measurement error, speed limitation and low noise immunity.

В устройстве для измерения фазовых сдвигов (Чернушенко A.M., In a device for measuring phase shifts (Chernushenko A.M.,

Майбородин А.В. Измерение параметров электронных приборов дециметрового и сантиметрового диапазонов волн. М.: Радио и связь, 1986 г., стр.162, рис.6.10) используются первый и второй формирователи, подключенные к источникам опорного и исследуемого сигналов, ключ, генератор, счетчик, дешифратор и индикатор. Данное устройство является наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемой полезной модели.Mayborodin A.V. Measurement of parameters of electronic devices of decimeter and centimeter wave ranges. M .: Radio and communication, 1986, p. 162, Fig. 6.10) the first and second shapers connected to the sources of the reference and studied signals, a key, a generator, a counter, a decoder and an indicator are used. This device is the closest analogue (prototype) of the claimed utility model.

Недостатком указанного устройства является низкая помехоустойчивость при незначительном зашумлении входных сигналов (при отношении сигнал /шум не менее 60 дБ), которая вызывает эффект «мерцания» показаний индикатора фазометра.The disadvantage of this device is the low noise immunity with a slight noise of the input signals (with a signal-to-noise ratio of at least 60 dB), which causes the effect of "flickering" of the phase meter indicator.

Задачей, на решение которой направлено создание полезной модели, является расширение арсенала технических средств указанного назначения с одновременным улучшением эксплуатационных характеристик, в частности, создание устройства для измерения сдвига фаз с повышенной точностью и помехоустойчивостью.The task to which the creation of a utility model is directed is to expand the arsenal of technical means of the indicated purpose while improving operational characteristics, in particular, creating a device for measuring phase shift with increased accuracy and noise immunity.

Техническим результатом при реализации полезной модели являются повышение уровня помехоустойчивости фазометра, снижение инструментальной погрешности при измерении сдвига фаз, уменьшение габаритов устройства.The technical result in the implementation of the utility model is to increase the noise immunity of the phase meter, reduce the instrumental error in measuring phase shift, and reduce the dimensions of the device.

Для достижения указанного технического результата из устройства измерения фазовых сдвигов изымается ключ, счетчик и соответствующие им связи, а вводятся два идентичных фильтра, триггер, преобразователь и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Фазометр содержит первый и второй формирователи, подключенные к источникам опорного и исследуемого сигналов, генератор счетных импульсов, дешифратор, цифровой индикатор, первый и второй фильтры, триггер, преобразователь и АЦП. Первый формирователь через первый фильтр соединен с первым входом триггера, второй формирователь через второй фильтр соединен со вторым входом триггера, выход триггера через преобразователь подключен к второму входу АЦП. Выход АЦП через дешифратор соединен со вторым To achieve the specified technical result, the key, the counter and the corresponding connections are removed from the phase shift measuring device, and two identical filters, a trigger, a converter and an analog-to-digital converter (ADC) are introduced. The phasometer contains the first and second shapers connected to the sources of the reference and studied signals, a counting pulse generator, a decoder, a digital indicator, the first and second filters, a trigger, a converter, and an ADC. The first driver through the first filter is connected to the first input of the trigger, the second driver through the second filter is connected to the second input of the trigger, the output of the trigger through the converter is connected to the second input of the ADC. ADC output through decoder connected to the second

входом индикатора, а выход генератора подключен к первым входам АЦП, дешифратора и индикатора. Отличительным признаком предлагаемого устройства от прототипа является введение в схему после триггера преобразователя длительности импульса в постоянное напряжение, что обеспечивает повышение помехоустойчивости предлагаемого фазометра, т.к. синхронизирующие импульсы используются для синхронизации АЦП, дешифратора и индикатора после преобразователя.the indicator input, and the generator output is connected to the first inputs of the ADC, decoder and indicator. A distinctive feature of the proposed device from the prototype is the introduction into the circuit after the trigger of the converter of the pulse duration to a constant voltage, which provides increased noise immunity of the proposed phase meter, because clock pulses are used to synchronize the ADC, decoder and indicator after the converter.

На фиг.1 приведена структурная схема фазометра.Figure 1 shows the structural diagram of the phase meter.

Фазометр содержит первый формирователь 1, который через первый фильтр 2 соединен с первым входом триггера 3, второй формирователь 4, который через второй фильтр 5 соединен со вторым входом триггера 3. Выход триггера 3 через преобразователь 6 соединен со вторым входом АЦП 7. Выход АЦП 7 через дешифратор 8 соединен со вторым входом индикатора 9. Выход генератора 10 соединен с первыми входами АЦП 7, дешифратора 8 и индикатора 9.The phasometer contains the first driver 1, which is connected through the first filter 2 to the first input of trigger 3, the second driver 4, which through the second filter 5 is connected to the second input of trigger 3. The output of trigger 3 through the converter 6 is connected to the second input of the ADC 7. The output of the ADC 7 through a decoder 8 is connected to the second input of the indicator 9. The output of the generator 10 is connected to the first inputs of the ADC 7, the decoder 8 and the indicator 9.

Фазометр работает следующим образом. Исследуемый синусоидальный сигнал Uu (t)=UmuSm(ωt+φ) (где Umu - амплитуда исследуемого сигнала, ω - радианная частота сигнала, φ - сдвиг фазы между исследуемым и опорным сигналами) поступает на вход первого формирователя 1. Опорный синусоидальный сигнал Uo=UmoSin(ωt) (где Umo - амплитуда опорного сигнала) поступает на вход второго формирователя 4. Формирователи 1 и 4 из синусоидальных сигналов Uu и Uo формируют прямоугольные периодические импульсы Uu₁ и Uo₂. Фильтры 2 и 5 из прямоугольных импульсов Uu₁ и Uо₂ формируют очень короткие импульсные сигналы Uu₃ и Uo₄, положение которых на временных осях соответствует фронтам прямоугольных импульсов Uu₁ и Uo₂. Триггер 3 из двух периодических последовательностей Uu₃ и Uo₄ коротких импульсов формирует периодическую последовательность импульсного напряжения Us, длительность импульсов которого т пропорциональна сдвигу фазы φ между исследуемым Uu и опорным Uo синусоидальными сигналами.The phasometer works as follows. The studied sinusoidal signal Uu (t) = UmuSm (ωt + φ) (where Umu is the amplitude of the studied signal, ω is the radian frequency of the signal, φ is the phase shift between the studied and reference signals) is input to the first driver 1. Reference sinusoidal signal Uo = UmoSin (ωt) (where Umo is the amplitude of the reference signal) is fed to the input of the second shaper 4. Shapers 1 and 4 from the sinusoidal signals Uu and Uo form rectangular periodic pulses Uu ₁ and Uo ₂ . Filters 2 and 5 from the rectangular pulses Uu ₁ and Uo ₂ form very short pulse signals Uu ₃ and Uo ₄ , the position of which on the time axes corresponds to the edges of the rectangular pulses Uu ₁ and Uo ₂ . Trigger 3 from two periodic sequences of short pulses Uu ₃ and Uo ₄ forms a periodic sequence of pulse voltage Us, the pulse duration of which is proportional to the phase shift φ between the studied Uu and the reference Uo sinusoidal signals.

Преобразователь 6 осуществляет преобразование длительности τ импульсного напряжения U₅ в уровень постоянного напряжения U₆. Генератор 10 осуществляет синхронизацию работы АЦП 7, дешифратора 8 и индикатора 9. АЦП 7 осуществляет преобразование уровня постоянного напряжения U₆ в последовательный двоичный код фазы U₈. Дешифратор 8 выполняет преобразование последовательного двоичного кода фазы U₈ в параллельный двоично-десятичный код фазы U₉. Индикатор 9 осуществляет индикацию показаний фазометра.The Converter 6 converts the duration τ of the pulse voltage U ₅ into the DC voltage level U ₆ . The generator 10 synchronizes the operation of the ADC 7, the decoder 8 and the indicator 9. The ADC 7 converts the DC voltage level U ₆ into a serial binary phase code U ₈ . The decoder 8 converts the serial binary phase code U ₈ into a parallel binary decimal phase code U ₉ . Indicator 9 displays the phase meter.

Claims

The phasometer containing the first and second shapers connected to the sources of the reference and studied signals, a generator, a decoder and an indicator, characterized in that it contains a first filter, a second filter, a trigger, a converter and an analog-to-digital converter, the first shaper connected to the first filter the first input of the trigger, the second driver through the second filter is connected to the second input of the trigger, the output of the trigger through the converter is connected to the second input of the analog-to-digital converter, the output is analog o-digital converter through a decoder connected to the second input of the indicator, and the generator output is connected to first inputs of analog-to-digital converter, decoder and display.