SU1057878A1

SU1057878A1 - Infra low-frequency phase meter

Info

Publication number: SU1057878A1
Application number: SU802975138A
Authority: SU
Inventors: Владислав Тимофеевич Кондратов; Юрий Алексеевич Скрипник
Original assignee: Ордена Ленина Институт Кибернетики Ан Усср
Priority date: 1980-08-15
Filing date: 1980-08-15
Publication date: 1983-11-30

Abstract

ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЫЙ ФАЗОМЕТР , содержащий фо{ 4ирователь временных интервгиюв, блок управлени , цифровой отсчетный блок и последовательно соединенные генератор опорной частоты, управл вквлй делитель часто: ты, логический элемент И и счетчик йгщульсов, вход установки нул которого соединен с первым выходом блока управлени , вход которого подключ н к второму выходу формировател временных интервалов, входы которого вл ютс входами фазометра, от личающийс тем, что, с целью повышени точности измерени . введены первый, второй и третий регистры , задатчик числа, цифровой блок делени и блок перемножени чисел , выходы которого через первый регистр подключены к цифровог 1У отсчетному блоку, входы Множит1ел блока перемножени чисел соединены с выходами Зсшатчика чисел, входа Множимого - с выходами цифрового блока делени , входы Делимого и Делител которого подключены соответственно к выходам второго и третьего регистров, чьи одноименные входы соединены ме щу собой и подключены к согответствукщим выходам счетчика импульсов , при этом установочный вход второго регистра соединен с первым выходом формировател временных интервгшов , второй выход которого подключен к второму входу логического элемента И и установочному входу тре-1 тьего регистра, чьи выходы дополни- Q тельно соединены с входами управл е- 5 управл емого делител частоты, при этом установочный вход первого регистра соединен с вторьам выходом блока управлени .The INFRASTRUCTURE FREQUENCY PHASOMETER containing a phono {4 time interceptor, a control unit, a digital readout unit and a serially connected reference frequency generator, often has a control divider: a logic unit AND and a counter, the input of which has a zero point connected to the first output of the control unit whose input connected to the second output of the time interval generator, the inputs of which are the inputs of a phase meter, which differs in that in order to improve the measurement accuracy. the first, second and third registers, a number setting unit, a digital dividing unit and a number multiplication unit are introduced, the outputs of which are connected to the counting unit through the first register, the Multiply inputs of the number multiplier unit, and the Multiply input with the outputs of the digital division unit The inputs of the Divisible and Divider are connected respectively to the outputs of the second and third registers, whose inputs of the same name are interconnected and connected to the corresponding outputs of the pulse counter, while The setup input of the second register is connected to the first output of the time interval set generator, the second output of which is connected to the second input of the logical element I and the installation input of the third register, whose outputs are additionally connected to the inputs of the controlled e-5 controlled frequency divider, with This setup input of the first register is connected to the second output of the control unit.

Description

Изобретение относитс к информационно-преобразовательной и измерительной технике и может быть использовано как по пр мому назначению, так и в системах контрол параметров движени объекта, в пр моугольно-координатных компенсаторах переменного тока, в системах ФАПЧ инфранизкочастотных генераторов, в системах автоматического регулировани и управлени длительно протекающими процессами , в фазочувствительных вольтметрах и т.д.The invention relates to information conversion and measurement technology and can be used both for its intended purpose and in systems for monitoring parameters of an object's motion, in right-angle AC compensators, in PLL systems of low-frequency oscillators, in systems of automatic control and control for a long time. flowing processes in phase-sensitive voltmeters, etc.

Известен инфранизкочастотный фазометр , содержащий формирователь временных интервалов, делитель частоты, логические элементы И, генератор опорной частоть, счетчики импульсов и цифровой отсчетный блок Щ .The infra-low-frequency phase meter is known, which contains a time interval former, a frequency divider, AND gates, a reference frequency generator, pulse counters, and a digital readout unit U.

Известному инфранизкочастотному фазометру присущи недостаточна точность измерени и ограниченный диапазон частот входных сигналов. Отмеченные недостатки обусловлены зависимостью точности измерени от некратности частоты входного сигнала и тактовой частоты, а также от непосто нства отношени этих частот в широком диапазоне частот.The known infra-low-frequency phase meter is characterized by insufficient measurement accuracy and a limited frequency range of input signals. The noted deficiencies are due to the dependence of the measurement accuracy on the frequency of the input signal and the clock frequency, as well as on the inconsistency of the ratio of these frequencies in a wide frequency range.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс цифровой инфранизкочастотный фазо метр-частотомер , содержащий формирователь временных интервалов, блок управлени , цифровой отсчетный блок и последовательно соединенные генератор опорной частоты, управл емый дел итель частоты, логический эле, мент И и счетчик и рпульсов, вход установки нул которого соединен с первым выходом блока управлени , вход которого подключен к второму выходу формировател временных интервалов , входы которого вл ютс входами фазометра 2 .The closest in technical essence to the present invention is a digital infra-low-frequency phase meter-frequency meter containing a time interval former, a control unit, a digital readout unit and a serially connected reference frequency generator, controlled frequency divider, logic element, And, and a counter and pulses the setup input zero of which is connected to the first output of the control unit, the input of which is connected to the second output of the time interval generator, the inputs of which are the inputs of the phase meter 2.

Известный фазометр характеризуетс ограниченным частотным диапазоном входных сигналов и недостаточной точностью измерени , что обусловлено некратностью и непосто нством отношени частоты входных инфранизкочастотных сигналов и тактовой частоты. Кроме того, указанные недостатки завис т также и от коэффициента делени делител частоты.The known phase meter is characterized by a limited frequency range of input signals and insufficient measurement accuracy, which is caused by the non-multiplicity and inconvenience of the ratio of the frequency of the input low frequency signals and the clock frequency. In addition, these disadvantages also depend on the division factor of the frequency divider.

Цель изобретени - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, что в инфранизкочастотный фазометр , содержащий формирователь временных интервалов, блок управлени , цифровой отсчетный блок и последовательно соединенные генератор опорной частоты, управл е№1й делитель частоты, логический элемент И и счетчик импульсов, вход установкойThe goal is achieved by the fact that an infra-low-frequency phase meter containing a time interval former, a control unit, a digital readout unit and a series-connected reference frequency generator, control No. 1 frequency divider, logic element I and pulse counter, the setting

нул которого соединен с первыгл выходом блока управлени , вход которого подключен к второму выходу формировател временных интервалов, входы которого вл ютс Бходс1ми фазометра, введены первый, второй и третий регистры , зсщатчик числа, цифровой блок делени и блок перемножени чисел , выходы которого через первый регистр подключены к цифровому отсчетному блоку, входы Множител блока перемножени чисе;г1 соединены.с выходами задатчика чисел, входы Множимого - с выходами цифрового блока делени , входы Делимого и Делител которого подключены соответственно к выходам второго и третьего регистров, чьи одноименные входы соединены собой и подключены к соответствующиг. выходам счетчика имПУЛЬСОВ , при этом установочный вход второго регистра; соединен с первым выходом формировател временных интервалов , второй выход которого подключен к второму входу логическогб элемента И и установочному входу тре1:ьего регистра, чьи выходы дополнительно соединены с входами управл емого делител частоты, при этом установочный вход иервого регистра соединен с вторым выходом блока управлени . the zero of which is connected to the primary output of the control unit, whose input is connected to the second output of the time interval generator, whose inputs are Bhodes of the phase meter, entered the first, second and third registers, the number generator, the digital division unit and the number multiplier unit, the outputs of which through the first register connected to the digital reading unit, the inputs of the Multiplier of the number multiplying unit; r1 are connected to the outputs of the setter of numbers, the inputs of the Multiplicable - with the outputs of the digital division unit, the inputs of the Divisible and Divisor under They are connected respectively to the outputs of the second and third registers, whose inputs of the same name are connected by themselves and connected to the corresponding. the outputs of the IMPULSE counter, with the installation input of the second register; connected to the first output of the time interval generator, the second output of which is connected to the second input of the logical element AND and the setup input of the third register, whose outputs are additionally connected to the inputs of the controlled frequency divider, while the installation input of the first register is connected to the second output of the control unit.

На чертеже показана функциональна схема- инфранизкочастотного фазометра . ..The drawing shows a functional diagram of an infra-low-frequency phase meter. ..

Устройство содержит формирователь 1 временных интервалов, регистры 2 И 3, счетчик 4 импульсов, блок 5 перемножени чисел, регистр б, генератор 7 опорной частоты, управл емый делитель 8 частоты, логический.элемент И 9, цифровой блок 10 делени , задатчик 11 чисел, цифровой отсчетный блок 12, блок 13управлени .The device contains a shaper 1 time intervals, registers 2 and 3, a pulse counter 4, a number multiplication unit 5, a register b, a reference frequency generator 7, a controlled frequency divider 8, a logical element 9, a digital division unit 10, a setpoint generator 11 numbers, digital reading unit 12, control unit 13.

Причем входы формировател 1 временных интервалов вл ютс входами фазометра. Первый и второй, выходы формировател 1 временных интервалов соединены с установочными входами второго и третьего регистров 2 и 3 соответственно.Moreover, the inputs of the time interval imaging unit 1 are the phase meter inputs. The first and second, the outputs of the imaging unit 1 time intervals are connected with the installation inputs of the second and third registers 2 and 3, respectively.

Одноимбшные входы регистров 2 и 3 соединены между собой и подключены к соответствующим выходам счетчика 4 импульсов, выходы второго и третьего регистров 2 и 3 соединены с входами Дел14мого и Делител цифрового блока 10 делени соответственно . Одновременно выходы третьего регистра 3 подключены и к входам управл емого делител 8 частоты. Выходил цифрового блока 10 делени подключены к Множимого блока 5 перемножени чисел. Входы Множител блока 5 перемножени чисел соединены с выходами задатчика 11 чисел.Выходы 5 блока 5 перемножени чисел через первый регистр 6 соединены с входами цифрового отсчетного блока 12. При этом выход генератора 7 опорной частоты через управл емый делитель 8 частоты подключен к одному из входов логического элемента И 9, второй вход которого соединен с вторым выхо дом форгл1ровател 1 временных интерВсшов . Выход логического элемента И 9 подключен к счетному входу счетчика 4 импульсов, вход установки нул которого соединен с первыг- выходом блока 13 управлени . Второй выход блока 13 управлени подключен к уста новочному входу первого регистра 6, а вход блока 13 управлени соединен с вторь м выходом формировател 1 временных интервалов. Работа инфранизкочастотного (ИНЧ) фазометра заключаетс в следующем, С. помощью формировател 1 временных интервалов из ИНЧ сигналов U,W V.sin U aiV 2S niS2i-cfx), (2) фазовый сдвиг ф .которых подлежит измерению, формируютс импульсы длительностью t, kit, и t, kT , где k - коэффициент пропорциональнос ти, обычно равный единице, пропорцио нальный временному сдвигу uty и Периоду TX сигналов описанных форму лами СП и (2). Импульсы длительностью, описанной формулами (3) и (4), осуществл ют управление работой регистров 2 и 3. Передним фронтом импульсов «ли . тельностью, описанной формулами. (З) и (4, регистры 2 и 3 устанавливаютс в режим Запись кода. Одновременно иглпульс длительностью (4) разрешает прохождение счетных импульсов с выхода управл емого делител 8 час тоты на счетный вход счетчика 4 импульсов . При выходной частоте генератора 7 опорной частоты равной if, н счётчик 4 импульсов поступают импуль сы с частотой следовани , о tv MT « Тх где Ы-f i TX - коэффициент делени управл емого делител 8 частоты , равный или пропорциональный периоду ИНЧ сигнала. Задними фронтагли импульсов длительностью (3) и 4) регистры 2 и 3 устанавливаютс в режим Хранение кода. В результате по истечении времени i и tj в резистры 2 и 3 запишутс коды чисел, соответственно Nt,t,.f, kii,.k.,N, (61 ,, которые поступают на входы Делимого и Делител цифрового блока 10 делени . С помощью цифрового блока 10 делени реализуетс операци делени двух чисел (6) и (7) : ,. Цифровой блок 10 делени может быть выполнен из двух цифроаналоговых преобразователей (ЦАП), выходами подключенных к аналого-цифровому преобразователю (АЦп1 . Затем число N , полученное на выходе цифрового блока 10 делени , поступает на вход Множимого блока 5 перемножени чисел, где перемножаетс с числом NO . Число NO задаетс с помощью задатчика 11 чисел. В результате на вход цифрового отсчетного блока 12 через регистр б поступает код числа и, N.M, Mofii.. Цифровый отсчетный блок 12 осуществл ет преобразование двоичного кода числа М(р в двоично-дес тичный и индикацию числа в дес тичной системе. Индицируемое число « t /,г, ,. о °. т.е. пропорционально измер емому фазовому сдвигу. При Ко , где Величина, обратна дискретности отсчета в импульсах на градус Mc,%0fi, it Если Ь 0,01, тоNq, 36000 Т . В отличие от известного устройства повьп ение точности измерени в данном техническом решении достигнуто за счет исключени погрешности из ёрени от некратности и непосто нства отношени частот входного сигнала и эталонного генератора. Действительно , в известном фазометре погрешность измерени зои/ 1 /. л(р( где cj-cxsnet коэффициент делени делител частоты, частота эталонного (.опорного) генератора, частота входного сигнала , (j iKCJio импульсов эталонного генератора за период Ту. В предлагаемом устройстве iTrx , где ff - частота . тактовых импульсов, поступающа на счетчик. Тогда ,,,, 1.1SSI(,,,,, где IT а van, F г var а отношеS10578784Single-input inputs of registers 2 and 3 are interconnected and connected to the corresponding outputs of the counter of 4 pulses, the outputs of the second and third registers 2 and 3 are connected to the inputs of Del 14 and Splitter of the digital division unit 10, respectively. At the same time, the outputs of the third register 3 are connected to the inputs of the controlled frequency divider 8. A digital division block 10 is connected to a multiplicative block 5 multiplying numbers. The multiplier inputs of the number multiplication unit 5 are connected to the outputs of the setpoint generator 11. Numbers 5 of the number multiplication unit 5 are connected via the first register 6 to the inputs of the digital readout unit 12. At the same time, the output of the reference frequency generator 7 is connected to one of the logical inputs element I 9, the second input of which is connected to the second output of the forwarder 1 temporary inter-SSW. The output of the logic element 9 is connected to the counting input of the pulse counter 4, the input of the zero setting of which is connected to the first output of the control unit 13. The second output of the control unit 13 is connected to the installation input of the first register 6, and the input of the control unit 13 is connected to the second output of the time generator 1. The operation of an infra-low frequency (INP) phase meter is as follows, C. Using a time generator 1 of the U, W V.sin U aiV 2S niS2i-cfx signals, (2) the phase shift of which is to be measured, pulses of duration t are formed, kit, and t, kT, where k is the coefficient of proportionality, usually equal to one, proportional to the time shift uty and the period of the TX signals described by the SP and (2) formulas. Pulses of the duration described by formulas (3) and (4) control the operation of registers 2 and 3. The leading edge of pulses is. formulas. (G) and (4, registers 2 and 3 are set to Write code. At the same time, a needle pulse of duration (4) allows the counting pulses from the output of the controlled divider 8 to pass to the counting input of the counter of 4 pulses. With the output frequency of the reference frequency generator 7 if, counter 4 pulses, pulses are received with the following frequency, tv MT "Tx where Lfi TX is the division ratio of the controlled frequency divider 8, equal to or proportional to the period of the HF signal. The back edges of the pulses with duration (3) and 4) registers 2 and 3 install Storage in code mode. As a result, after the time i and tj, the resistors 2 and 3 will contain the codes of numbers, respectively Nt, t, .f, kii, .k., N, (61, which are fed to the inputs of the Divisible and Divisor digital division block 10. C The digital division unit 10 implements the operation of dividing two numbers (6) and (7):,. Digital division unit 10 can be made of two digital-to-analog converters (D / A converters), outputs connected to an analog-to-digital converter (ADC1. Then the number N obtained at the output of the digital block 10 division, is fed to the input of the multiplicative block 5 multiply the numbers, g It is multiplied with the number NO. The number NO is set with the help of the number 11 dial. As a result, the code of the number and, NM, Mofii is sent to the input of the digital reading unit 12 through the register b. The digital reading unit 12 converts the binary code of the number M (p in binary-decimal and number indication in the decimal system. The displayed number "t /, г,,. о °. i.e. is proportional to the measured phase shift. For Ko, where the Value is inverse to the discreteness of the reference in pulses per degree Mc, % 0fi, it If b 0.01, then Nq, 36,000 tons. In contrast to the known device, measurement accuracy in this technical solution is achieved by eliminating the error from the error from the non-multiplicity and inconstancy of the ratio of the input signal frequency and the reference oscillator. Indeed, in the known phase meter, the measurement error of the zoo / 1 /. l (p (where cj-cxsnet is the division factor of the frequency divider, the frequency of the reference oscillator, the frequency of the input signal, (j iKCJio pulses of the reference oscillator for the period Tu. In the proposed device iTrx, where ff is the frequency of the clock pulses arriving at counter. Then ,,,, 1.1SSI (,,,,, where IT and van, F r var and relate S10578784

HHef consl,. , так как1,х1,,Ио/йт . Фазометре.сапё ,HHef consl ,. , since 1, x1,, Io / yt. Phase Meter,

где lNT.,fo :onst. следовательно,no-a bC -jj- + (JИ, то в данномwhere lNT., fo: onst. therefore, no-a bC -jj- + (JI, then in this

грешность Гие зависит от отношени sN-r cvoir , аGuieh’s sinfulness depends on the relation sN-r cvoir, and

частотыисследуемого сигнала к -360 д, . SfeO UN)the frequency of the signal being investigated to -360 d,. SfeO UN)

частоте тактовых импульсов, а также &с +SbO jclock frequency as well as & c + SbO j

от значени коэффициента делени де-т.е. составл юща погрешности ftCf . sfrom the value of the division factor de-i. component of the error ftCf. s

лител частоты.Н/с раз меньше, чем в известном.frequency module. N / s times less than in the known.

Claims

An INFRA-FREQUENCY PHASOMETER containing a time interval shaper, a control unit, a digital readout unit and a series-connected reference frequency generator, a controlled often divider · ?, you, an AND logic element and a pulse counter, the zero-setting input of which is connected to the first output of the control unit, whose input is connected to the second output of the shaper of time intervals, the inputs of which are the inputs of the phase meter, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurement, the first, second and third Istria, a number knob, a digital division block and a number multiplier, the outputs of which are connected through the first register to a digital readout block, the inputs of the Multiplier * of the number multiplier block are connected to the outputs of the number knob, the inputs of the Multiply block are connected to the outputs of the digital division block, the inputs of the Divisible and The divider of which is connected respectively to the outputs of the second and third registers, whose inputs of the same name are interconnected and connected to the corresponding outputs of the pulse counter, while the installation input is about the second register is dined with the first ® output of the shaper of time intervals If, the second output of which is the key number to the second input of the logical If element AND and the installation input of the third register, whose outputs are additionally connected to the inputs of the control divider frequency, while the installation input of the first register is connected to the 'second output of the control unit.

u C G