SU1020781A1 - Цифровой фазометр и его варианты - Google Patents

Abstract

1. Цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи , два перемножитёл , подкл оченные к выходу аналого-цифрового преобразовател  и соединённый с ними через два сумматора с регистрами вычислительный блок, блок посто нной Л .1 пам ти, формирователь, генератор им пульсов, последовательно соединенные ;элемент И, подключенный входами к формирователю и генерат0РУ импульсов, счетчик дробной част , счетчик целой части, о т л и ч а ю щ. и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  в диапазоне частот, в него введены последовательно соединенные второй блок посто йной пам ти, соединенный с выходом счетчика дробной части, реверсивный счетчик, вторым входом соединенный с элементом И, и счетчик адреса, который по выходу соединён с первьш и вторым блоками посто нной пам ти, а по входу - с аналого-цифровым и стробоскопическими преобразовател ми , причем третий вход реверсивО ) ного счетчика соединен со ечётчиком целой части, а выходы блока посто йной пам ти подключены к входам перемножителей соответственно. 4 00

Description

2. Цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи , два перемножител  подключенные к выходу аналого-цифрового преобразовател , и соединенный с ними через два сумматора с регистрами вычислительный блок, формирователь, блок ПОСТОЯННОЙ пам ти, последовательно соединенные генератор импульсов, первый элемент И, соединенный входом С формирователем, первый счетчик дробной части и счетчик целой .части, первый блок совпадени  кодов и первый счетчик, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности изме рени  в диапазоне частот, в него введены счетчик.адреса, соединенный с блоком посто нной пам ти, выходы которого подключены к входам перемножителей соответственно, второй блок совладени  кодов, соединенный с выходом первого счетчика дробной части, второй счетчик, соединенный с вторым входом второго блока совпадени  кодов, последовательно соединенные триггер, подключенный к входу и выходу соответственного первого и второго блоков совпадени  кодов, второй эленент И, соединенный с выходом генератора импульсов, второй счетчик дробной части, соединенный с входом второго счетчика, блок запрета, соединенный с вторым входом второго элемента И, выход блока запрета соединен с входом первого счетчика, причем входы первого блока совпадени  кодов стробоскопического .и аналого-цифрового преобразователей объединены и соединены с входом адресного счетчика.

i

Изобретение относитсй к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке цифровых фазометров повышенной точности.

Известен измеритель сдвига фаз, содержащий стробоскопический и аналого-цифровой преобраз ователи, два перемножител , два сумматора с регистрами , вычислительный блок, синхронизирующий блок, делитель частоты, дешифратор , посто нный запоминающий элемент и формирователь (1),

Недостатком устройства  вл етс  ограниченный частотный диапазон измерени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  цифровой фазометр, содержащий стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи , первый делитель частоты, два перемножйтел  и соединенный с ними через два сумматора с регистрами вычислительный блок, формирователь, посто нный запоминающий элемент, последовательно соединенные элемент И, подключенный к формирователю, первый счетчик, второй делитель частоты, третий перемножитель, регистр пам ти и последовательно соединенные второй счетчик, блок совпадени  кодов, а также генератор импульсов, соединенный с элементом И, причем посто нный запоминающий элемент соединен с вторам делителем частоты, блок совпадени  кодов - с третьим перемножителем, первый счетчиком, вычислительным блоком , формирователем, стробоскопическим и аналого-цифровым преобразовател ми , вычислительный блок соединен с регистром пам ти, первым и вторым перемножител ми , а первый делитель частоты - с элементом И и вторым счетчиком 2 .

Недостаток устройства состоит в том, что высока  точность измерени  обеспечиваетс  лишь на определенных частотах входного сигнала.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  в диапазоне частот. ; Поставленна  цель в первом варианте достигаетс  тем, что в известный фазометр, содержащий последовательно соединенные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи, два перемножител , подключенные к выходу аналого-цифрового преобразовател  и соединенный с ними через два сумматора с регистрами вычислительный блок, блок посто нной пам ти, формирователь генератор импульсов, последовательно соединенные элемент И, подключенный входами .к формирователю и генератору импульсов, дробной части, счетчик целой части, введены последовательно соединенные второй блок посто нной пам ти, соединенный с выходом счетчика дробной части, реверсивный счетчик, вторым входом соединенный с элементом И, и счетчик адреса, который по соединен с первым и вторым блоками посто нной пам ти, а по входу - с аналого-цифровым и стробоскопическими преобразовател ми, причем третий вход реверсивного счетчика соединен со счетчиком целой части , а выходы блока посто нной пам ти подключены к входам перемножителей cooTBeTCTBeHHia,

Во втором варианте в цифровой фаэометр , содержащий последовательно 310 соединенные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи, два перемножител , подключенные к выходу аналого-цифрового преобразовател , и соединеивый: с ними через два сумматора с.регистрами вычислительный блок, формирователь, блок посто нной пам ти , последовательно соединенные генератор , импульсов, первый элемент И, соединенный в-ходом с формирователем. первый сГчетчйк дробной части, счётчик целой части, первый блок совпадени - кодов и первый счет.чик, введены счетчик адреса, соединенный с блоком посто нной .пам тиj выходы, которого подключены к входам перемножителей соответственно, второй блок совпадени  кодов, соединенный с выходом пер вого сч.етчика дробной части,, второй счетчик, соединенный с вторым входом второго блока совпадени  кодов, последовательно соединенные триггер, подключенный к входу и выходу соответственно первого и второго блоков совпадени  кодов, второй элемент И, соединенный с выходом генератора импульсов , второй счетчик дробной , соединенный с входом второго сче чика, блок запрета, соединенный с вторым входом второго элемента И, вы ход блока запрета соединен и входом первого счетчика, причем входы перво го блока совпадени  кодов стробоскопического и аналого-цифрового преобразователей объединены и соединены с входом адресного счетчика. Сущность изобретени  состоит в формировании, отсчетных импульсов, ра пределение которых в периоде входного Сигнала максимально приближено .к равномерному при работе в диапазоне част.от. В первом- варианте используетс  блок посто нной-пам ти, в котором хранитс  заранее рассчитанна  таблица . Информаци , извлекаема  из этого блокав определенные моменты времени , позвол ет сформировать отсчетные импульсы, при которых обеспечиваетс  значительное уменьшение погрешности -измерени . Отличие второ Го варианта от первого состоит в том , что задача решаетс  аппаратурным путем. На фиг. 1 изображена блок-схема одного варианта цифрового фазометра; йа фиг, 2 - блок-схема второго варианта .. . . В первом варианте цифровой фазо-метр состоит из стробоскопического преобразовател  1,.соединенного аналого-цифровой преобразователь 2 с перемножител ми 3 и 4, которые подключены к сум«1а;Торам 5 .и 6 с ре .гистрами, а также к первому блоку 7 посто нной пам ти-. В состав устройст ва ёгсодит второй блок 8 посто нной пам ти и вычислительный блок 9. Вто . Ой вход устройства подключен к форi мирователю 10, который как и генератор 11 импульсов лодключен к элементу-12 И, соединенному со счетчиком 13 дробной части. Счетчик 14 адреса соединен через реверсивный счётчик 15 со счетчиком 16 целой Части. Во .втором варианте, цифровой фазометр состоит из стробоскопического преобразовател  1, соединенного через аналого-цифровой преобразователь с перемножител ми 3 и 4, к которым 2 подключены сумматоры 5 .и б с регистрами и блок 7 посто нной Лам -ти, соединенный со счетчиком. 8 адреса-. В вычислительном блоке 9 про.изводитс  вычисление результата измерени  и его индикации. Второй вход устройст&а подключен к формирователю 1Q-, который Как и генератор 11 импульсов пОдключен к первому элементу 12 И., сое- .динённому со втОрым элементом И и первым счетчиком 13 дробной части. Кроме того, в. состав устройства вход т .второй счетчик 15 дробнОй части, подключенный к первому блоку 17 совпадени  кодов, второй блок -18 совпадени  кодов, блок 19 запрета, соединенный с пеЕ)Вым счетчком 20/ второй счетчик 21 и триггер 22.Устройство в riepBOM варианте работает следующим образом. На входы поступают напр жени  с измep eмы 1 фазовым сдвигом. Формирователь 10, генератор 11импульсов и элемент 12 И представл ют собой преобразователь длительности периода входного сигнала в количество импулЬг сов Np. Емкость счетчика 13 дробной части равна количеству точек отсче-. та Р, поэтому в нем по окончании первого периода оказывае.тс  число ьС, а в сче.тчике 16 целой части - число , т. Емкость второго блока 8 посто нной пам ти равна Р  чеек: дл  каждого значени  дробной части (из Р воз .можных) в Р  чейках (по количеству {точек отсчета) предварительно записаны Г либо О.- . . Формирование отсчетньк импульсов происходит следующим путем. В момент начала одного из периодов по .опОрному каналу в реверсивный счетчик 15 перенос11тс  число m из счетчи-ка 16 целой части-. По Суммирующему входу ксодерхсимому реверсивного счетчика 15 добавл етс  1/ если в соответствувдей  чейке второго блока 8 посто нной пам ти записана 1. Выбор  чейки опреде лаетс  состо нием счетчика 13 дрОбной части и счетчика 14 адреса. После этого на вычитающий вход реверс 1вного счетчика 15 .начинают поступать им- . пульса до тех пор, .пока -записанное-в нем число не уменьшитс  д6 0. В этот момент формируетс  отсчетный импульс по которому .запускаетс  стробоскопический преобразователь 1, .т.е. начинаетс  очередной цикл преобразовани  мгновенного значени  входного сигна ла в цифровой код. Значение m снова переноситс  из счетчика 16 целой час ти в реверсивный счетчик 15 и работа продолжаетс  аналогично вышеописанно му. Счетчик 14 адреса накапливает о счетные импульсы, формиру  тем самым номер считываемой точки дл  вызова тригонометрических коэффициентов, хр нимых в первом блоке 7 посто нной па м ти дл  вычислений в соответствии С выражением LX . siH l/.arctcf IHx .cosiWdt Устройство во втором варианте работает следующим образом. Формирователь 10, первый элемент 12 И и генератор И импульсов  вл ютс  преобразователем длительности периода входного сигнала в количеств .о импульсов. В первом счетчике 14 дробной части записываетс  значение дробной части dL отношени  , где N - числовое выражение длительности периода входного сигнала, Р - количество точек отсчета,.равное емкости счетчиков 14 и 15 дробной части. В счетчике 16 целой части записываетс  значенче целой части m отноше ни  . Дл  d -О блок запрета 19 открыт дл  всех проход щих через него импул CQB. В момент .совпадени  числа в пер вом счетчике 20 с числом т, хранимым в счетчике 16 целой части, что вы вл етс  первым блоком 17 совпадени  кодов, формируетс  отсчетный импульс запускаквдий стробоскопический и аналого-цифровой преобразователь 1 и 2, т.е. .начинаетс  очередной цикл преоб разовани  мгновенного значени  входногр сигнала в цифровой ксэд. .Отсчетные импульсь накапливаютс  в счетчике 8 адреса, с помс цью которого производитс  извлечение тригонометричес ких коэффициентов, хранимых в блоке 7 посто нной пам ти, дл  вычислени  в соответствии с выражением (1). В момент формировани  отсчетного импульса первый счетчик 20 обнул етЬ . Дл  случа  ot # О работа происходит следующим образом. Триггер 22 запускаетс  сформированным отсчетным импульсом и открывает второй элемент 13 И. Сбрасывает триггер 22 в нулевое состо ние в момент , когда сравниваютс  число с , записанное в первом счетчике 14 дробной части, и число, накапливаемое во втором счетчике 21, что вы вл етс  вторым блоком 18 совпадени  кодов. В этот момент второй счетчик 21 обнул етс . Таким образом, блоки 13, 22, 21 и 18 совместно с.блоком 14 формируют пачку импульсов генератора 11 на каждый отсчетный импульс. Количество импульсов в каждой пачке равно дробной части ot . Эти импульсы просчитываютс  также вторым счетчиком 15 дробной части. В момент его переполнени  блок 19 запрета запрещает прохождение на первый счетчик 20 одному импульсу, увеличива  тем самым врем  до очередного отсчетного импульса на период генератора 11 импульсов. Таким путем происходит коррекци  положени  отсчетных импульсов в пределах периода входного сигнала. Это приводит к уменьшению погрешности измерени . Отсчеты мгновенных значений входного сигнала с вьрсода аналого-цифрового преобразовател  2 перемножаютс  в перемно сител х 3 и 4 с весовьо и тригонометрическими коэффициентами, извлекаекилми из блока 7 посто нной Пам ти, соответствующие произведени  накапливаютс  в сумматорах 5 .и б с регистрами, а результат измерени  вычисл етс  в вычислительном блоке 9. Таким образом, введение перечисленных элементов в их взаимосв зи с остальными элементами обеспечивает технико-эконс 1ический эффект, состо щий в повышении точности измерени  при работе в диапазоне частот. Аппаратурна  реализаци  устройства не требует применени  каких-либо блоков, технические характеристики которых могут создать трудности при серийном производстве фазометра.

ме. 2

Claims (1)

1. Цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи , два перемножитёля, подключённые к выходу аналого-цифрового преобразователя и соединённый с ними через два сумматора с регистрами вычислительный блок, блок постоянной памяти, формирователь, генератор и»?¹' пульсов, последовательно соединенные элемент И, подключенный входами к формирователю и генератору импульсов счетчик дробной части, счетчик целой части, отличаю щийс я тем, что, с целью повышения точности измерения в диапазоне частот, в него введены последовательно соединенные второй блок постоянной памяти, соединенный с выходом счетчика дробной части, реверсивный счетчик, вторым входом соединенный с элементом И, и счетчик адреса, который по выходу соединён с первьии и вторым блоками постоянной памяти, а по входу - с аналого-цифровым и стробоскопическими преобразователями, причем третий вход реверсивного счетчика соединен со счетчиком целой части, а выходы блока постоянной памяти множителей подключены к входам пересоответственно.