SU1213432A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и позвол ет повысить быстродействие фазометра . Фазометр содержит входные формирователи 1 и 2, генератор 3 образцовой частоты, блоки 4 и 5 управлени  счетом, триггеры 6 и 7, блок 8 совпадени  и счетчик 9 импульсов. Блоки 4 и 5 управлени  счетом аналогичны и содержат элемент 10 (15) совцадени , триггер-делитель 1

Description

1

Изобретение относитс  к области электроизмерительной техники.

Цель изобретени  - повьшение быстродействи  фазометра.

Указанна  цель достигаетс  за счет однократного измерени  временного сдвига, равного сдвигу фаз между двум  колебани ми одной частоты и непрерывного формировани  управл ющих сигналов, позвол ющих производить измерени  с малым подготовительным временем.

На фиг.1 представлена структурна  cxei-ia цифрового фазометра; на фиг.2 - временные диаграммы работы фазометра.

Цифровой фазометр включает первый и второй входные формирователи 1 и 2, генератор 3 образцовой частоты , первьш и второй блоки 4 и 5 управлени  счетом, первый и второй Управл ющие триггеры 6 и 7, блок 8 совпадени , счетчик 9 импульсов, а входы установки в О триггера 6 и счетчика 9 соединены с шиной запу ка фазометра.

При этом входы фазометра через формирователи 1 и 2 присоединены к логическим вxoдa 5 блоков 4 и 5 управлени  счетом, тактовые входы которых соединены с генератором 3 образцовой частоты. Выходы блоков управлени  счетом соединены соотве гст венно с триггерами 6 и 7, инверсный выход триггера 6 соединен с вторым входом триггера 7, инверсшлй выход которого соединен с входом блока 8 совпадени , второй вход этого блока соединен с г енератором 3, а третий, вход с пр мым выходом триггера 6, второй вход триггера 6 и второй вход счетчика 9 соединены с шиной запуска фазометра, а счетный вход счетчика 9 соединен с выходом блока8.

В состав первого блока 4 управлени  v .C4eTOM вход т элемент Ю совпадени , триггер-делитель 11-частоты на два, счетчик 12 импульсов, лини  13 задержки, реверсивный счетчик 14, причем тактовый вход блока 4 управлени  счетом соединен с . одним из входов блока совпадени , а логиче51кий вход соединен с входом линии 13 задержки, с входом разрешени  установки начального значени  реверсивного счетчика 14 и с вто- ;рым входом элемента 10 совпадени , .выход которого соединен с входом об134322

ратного счета реверсивного счетчика 14 и со счетным входом триггера-делител  11 частоты на два, выход которого соединен со счетным входом 5 счетчика 12 импульсов, вход установки в О которого подключен к выходу линии 13 задержки, а выходы соединены поразр дно с входами установки начального значени  реверсив10 ного счетчика 14, выход переполнени  по обратному счету которого  вл етс  выходом блока 4 управлени  счетом.

Второй блок 5 управлени  счетом

15 полностью аналогичен первому блоку 4 управлени ми в его состав вход т элемент 15 совпадени , триггер- делитель 16 частоты на два, счетчик 17 импульсов, лини  18 задержки, и

20 реверсивньш счетчик 19.

Цифровой фазометр работает следующим образом.

В исходном состо нии на шину запу-, ска фазометра, соединенную с входами ;

25 установки в О триггера 6 и счетчика 9 подаетс  единичный сигнал, по которому устанавливаютс  в О триггер 6 и счетчик 9, причем единичный сигнал с инверсного выхода триггера

30 6 к входу установки в О устанав- лив ает в нулевое состо ние триггер 7. На входы входных формирователей 1 и 2 подаютс  измер емые - сигналы, (фиг.2а,&).

Входные формирователи 1 и 2 преобразуют входные сигналы в последовательность импульсов, причем положительному значению входных сигналов соответствуют единичные значени  сиг-

Q налов на выходах формирователей 1 и 2, а отрицательному значению входных сигналов-нулевое значение сигналов на выходах формирователей и2(фиг.23,г) .

Сигйал с выхода входного ровател  1 поступает на логический вход блока 4. управлени  счетом, а сигнал с выхода формировател  2 - на логический вход блока 5 управле-  1ш  счетом, причем с выхода генератора 3 образцовой частоты импульсы t периодом следовани  Тд(фиг.2д) поступают на тактовые входы блоков 4 и 5 управлени  счетом, и на один из входов элемента 10 совпадени ,

па выходе которого в исходном состо нии -нулевой сигнал, так как на его второй вход подаетс  нулевой „ сигнал с пр мого выхода триггера 6.

Блок 4 управлени  счетом работает следующим образом.

При по влении на его логическом входе единичного сигнала импульсы с периодом следовани  Т с выхода генератора 3, поступакицие на тактовый вход блока 4 управлени  счетом, проход т на выход . элемента 10 совпадени  и поступают на вход триггера-делител  11 частоты на два с выхода которого последовательность импульсов с периодом следовани  2Тд поступает на счетный вход счетчика 12. Счетчик 12 устанавливаетс  в О нулевым сигналом и с приходом на логический вход блока 4 управлени  счетом единичного сигнала, который через некоторое врем  вносимое линией 13 задержки , поступает на вход установки в О счетчика 12, последний начинает счет. Величина времени задержки i Тд, поэтому задержка не вли ет на точность счета. В течение времени следовани  единичного сигнала на логическом входе блока 4 управлени  счетом счетчик 12 сосчитает количество импульсов, пропорциональное половине этого интервала , так как на его счетный вход импульсы поступают с периодом следовани  21 . При переходе сигнала на логическом входе формировател  1 из 1 в О по отрицательному фронту этого сигнала, который поступает на вход разрешени  установки начального значени  реверсиного счетчика 1.4 .число, записанное в счетчике 12, переписываетс  в счечик 14, а через врем  задержки t счетчик 12 устанавливаетс  в О по нулевому сигналу, поступившему на его вход установки в О через линию 13 задержки. По приходу следующего импульса на логический вход формировател  1 счетчик 12 рабтает аналогично, а реверсивный счетчик 14 начинает обратный счет, так как на его вход обратного счета начинают поступать импульсы с периодом следовани  Т, с выхода элемента И 10. Так как в счетчике 14 записано число, пропорциональное половине времени следовани  единичного сигнала на логическом входе формировател  1, а обратный счет начинает- с  по приходу следующего единичного сигнала и ведетс  импульсами с

, .

13432Л

периодом Т, реверсивный счетчик 14- достигает нулевого состо ни  в момент времени, соответствующий се- единичного сигнала на логиче5 ском входе блока 4 управлени  счетом , то есть в момент наибольшего значени  сигнала, поступающего на входной формирователь 1. В этот момент на выходе переполнени  по

10 обратному счету реверсивного счетчика 14 по вл етс  короткий управл ющий импульс, по времени совпадающий с моментом достижени  наибольшего значени  сигнала на входе

15 формировател  1.

Таким образом, в установившемс  режиме на выходе блока 4 управлени  счетом формируютс  короткие импульсы в каждый момент достиже20 ни  измер емым сигналом на входе , формировател  1 максимальной величи-- ны (фиг.2е).

Блок 5 управлени  счетом работает аналогично, и в установившемс  режи25 ме на его выходе формируютс  короткие импульсы в моменты достижени  из мер емым сигналом на входе формировател  2 максимального значени  (фиг.2ж), причем промежуток времени между импульсами на выходах блоков 4 и 5 управлени  счетом соответствует фазовому сдвигу измер емых сигналов .

В исходном состо нии в моменты по влени  управл ющих импульсов на вы- ходах блоков 4 и 5 управлени  счетом на входы установки в 1 и входы установки в О управл ющих триггеров 6 и 7 одновременно поступаиот логические единицы,что  вл етс  запрещенной комбинацией входных сигналов дл  RS-триггеров с пр мым управлением, к типу которых относ тс  первый и второй управл ющие триггеры 6 и 7. Однако сбоев в работе фазометра не

происходит, так как если в результате переключений триггеров 6 и 7 на два входа блока 8 совпадени  с их выходов поступ т одновременно сигналы, соответствующие логич с- ким единицам, в результате чего на счетный вход счетчика 9 импульсов может поступить импульс с выхода генератора 3, счетчик 9 .останетс  в нулевом состо нии, так как 55 на его вход установки в О подаетс  в исходном состо нии управл ющий сигнал логической единицы :шины запуска фазометра.

30

50

Дл  измерени  фазы на шину запуска фазометра подаетс  нулевой сигнал фиг.2 з), который поступает на входы установки в О триггера 6 и счетчика 9, после чего счетчик 9 готов к работе по счетному входу, а триггер 6 - по входу установки в 1. После подачи сигнала на начало измерени  с приходом первого импульса с выхода блока 4 управлени  счетом управл ющий триггер 6 устанавливаетс  в единичное состо ние при этом единичный сигнал с его пр мого выхода поступает на один из входов блока 8 совпадени , а нулевой сигнал с инверсного выхода - на вход установки в О триггера 7.

В результате счетчик 9 на шна- ет подсчитывать число импульсов (фиг.2и) 5 поступающих на его счетный вход с выхода генератора 3 через блок б совпадени , так как на два остальных его входа поданы единичные сигналы с пр мого выхода триггера 6 и инверсного выхода триггера 7, который остаетс  в нулевом состо  ши по окончании единичного сигнала на его входе установки в О. При поступлении уп- равл ющего импульса с выхода блока 5 управлени  счето 5 на вход установки в 1 управл ющего триггера 7 последний устанавливаетс  в единичное состо ние, и нулевой сигнал с его инверсного выхода поступает на один из входов блока 8 совпадени , после чего счетчик 9 прекращает счет импульсов, при этом в счетчике 9 записываетс  число,пропорциональ- кое временному интервалу между импульсами на вькодах блоков 4 и 5 управлени  счетом, то есть фазовому сдвигу между измер емыми сигналами . В этом состо нии счетчик 9 находитс  до подачи на шину запуска фазометра единичного сигнала, который устанавливает триггеры 6 и 7 счетчик 9в нулевоеiисходное состо ни

Claims (2)

1. Формула изобретени

   I. Цифровой фазометр, содержащий два входных формировател , генератор опорной частоты, первый управл ющий триггер, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены два блока управлени  счетом, второй управл ющий триггер, блок совпадени , счетчик импульсов, причем тактовые входы первого и второго блоков управлени  счетом соединены с выходом генератора опорной частоты, логические входы подключены соответственно к выходам первого и второго входных формирователей, а выходы подсоединены соответственно к входам установки в 1 первого и второго управл ющих триггеров, причем пр мой выход первого управл ющего триггера соединен с одним из входов блока совпадени , а инверсный выход соединен с входом установки в О второго управл ющего триггера, инверсный ход которого соединен с вторым входом блока совпадени , выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов, а третий вход подключен к выходу генератора опорно частоты.
2. 2. Фазометр по п.1, отличающийс  тем, что каждый из блоков управлени  счетом содержит элемент совпадени , триггер, счетчик импульсов, линию задержки, реверсивный счетчик, причем тактовый вход блока управлени  счетом  вл етс  одним из входов элемента совпадени , а логический вход  вл етс  входом линии задержки, входом разрешени  установки начального значени  реверсивного счетчика и вюрым входом элемента совпадени , выход которого соединен с входом обратного счета реверсивного счетчика и со счетным входом Триггера, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов , вход установки в О которого подключен к выходу линии задержки , а выходы соединены поразр дно с входами установки начального значени реверсивного счетчика, выход переполнени  по обратному счету которого  вл етс  выходом блока управлени  счетом.

   Фиг.2