SU1215049A1

SU1215049A1 - Цифровой фазометр

Info

Publication number: SU1215049A1
Application number: SU843720354A
Authority: SU
Inventors: Василий Герасимович Трилис
Original assignee: Киевский Ордена Ленина Политехнический Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1984-04-20
Publication date: 1986-02-28

Abstract

Изобретение может быть использовано в составе различных радиоэлектронных систем в качестве датчика разности фаз. Цель изобретени - исключить мертвые зоны и обеспечить высокую помехоустойчивость как самого измерительного устройства, так и схемы индикации знака. Устройство содер сит входные блоки 1 и 2, ограничители 3 и 4, элемент 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, формирователи 6 и 7 коротких импульсов,элементы 8-11 И, триггеры 12 и 13, элементы 14 и 15 совпадени , генератор 16 квантующих импульсов, счетчик 17, реверсивные счетчики 18 и 19, коммутатор 20, индикатор 21 и блок 22 управлени . Преимуществом фазометра вл етс построение схемы индикации, при котором в течение каждого полупериода исследуемого сигнала вырабатьшает- с однозначна информаци как о знаке, так и о величине измер емого фазового угла, притом не только в пр мом, но и в инверсном (со сдвигом 180&deg;) представлении. 1 ил. i м ю ел о 4 СО

Description

«

Изобретение относитс к цифровым фазометрам, работающим по принципу перекрыти , и может быть исползовано как при. создании фазометра широкого применени , так и в составе различных радиоэлектронных систем в качестве датчика разности фаз

Цель изобретени - создащ1е цифрового фазометра с перекрытием, в котором исключены мертвые зоны и обеспечена высока помехоустойчивость как самого измерительного устройства, так и схемы индикации знака.

На чертеже изображена схема фазметра .

Фазометр содержит входные блоки 1 и 2, ограничители 3 и 4, зле- мент 5 ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, формирователи 6 и 7 коротких импульсов, четыре элемента И 8-11, триггеры 12 и 13, элементы 14 и 15 совпадени , генератор 16 квантующих импульсов, счетчик 17, реверсивные счетчики 18 и 19, коммутатор 20, индикатор 21 и блок 22 управлени .

Фазометр работает следующим образом .

Полученные во входных блоках 1 VI 2 к ограниченные в ограничител х 3 и 4 сигналы, между которыми требуетс измерить разность фаз Гфазовый угол), подаютс на входы элемента ИСКЛЮЧАИЦЕЕ ИЛИ 5, а также на BXOf соответствующих формирователей 6 и 7 коротких импульсов. Сигналы в виде импульсов, длительность которы пропорциональна измер емому углу, по вл ютс на пр мом выходе элемента 5 только тогда, когда пол рности импульсов на его входах противоположны , на инверсном выходе элемента 5 при этом получаетс соответственно инвертированный сигнал. Эти сигналы поступают на входы соотве . ствующих элементов 14 и 15 совпадени , где они квантуютс по длительности сигналами генератора 16 квантующих импульсов, результирующие пачки кватующих импульсов подаютс на счетны входы соответствующих реверсивных счетчиков 18 и 19.

Рассмотрим работу реверсивного счетчика 18.

Импульсы, вырабатываемые формировател ми 6 и 7 коротких импульсов в моменты переходов через нуль напр жений на выходах ограничителей

15049

3 и 4, проход т через элементы И 8 и 9 только при наличии в этот момент квантуемого сигнала на пр мом выходе элемента 5. Это условие вьтол- 5 н етс всегда только дл одного из элементов И 8 или 9, так что на триггер 12 знака поступает один короткий импульс в каждом полупериоде Исследуемого сигнала. Этот им10 пульс всегда совпадает с началом квантуемого интервала и поступает либо на первый., либо на второй вход триггера 12 знака, соответственно знаку измер емого угла. Таким обра- 15 зом, режим работы реверсивного счетчика 18 (суммирование или вычитание устанавливаетс ипй подтверждаетс в каждом полупериоде, причем одновременно с началом счета. Такой

20 режим обеспечивает наилучшее усреднение фазового шума.

Однако возможны грубые ошибки усреднени при измерении углов, близких к 180. Действительно, из-за

25 шзгмовых флуктуации знак угла в течение измерительного времени может многократно мен тьс , так что ре- версивиьй счетчик покажет сумму, близкую к нулю.

30 Дл исключени такого рода ошибок слзгасит инверсный канал, содержащий элементы 10 и П, триггер 13 знака и реверсивный счетчик 19. Работа этой част устройства аналогич35 на описанной, с той разницей, что здесь квантуютс импульсы с инверсного выхода элемента 5, поэтому результат счета в реверсивном счетчике 19 соответствует не измер емому

40 углу, а его отличию от угла 180. Из этого следует, что к результату счета за измерительное врем необходимо прибавл ть 180 , поэтому сброс реверсивного счетчика 19 в

45 конце измерительного времени произ- водитс не в нуль, а в состо ние,

соответствующее 180°. I

Обеспечива наилучшее усреднение шумов при измерении углов,

50 близких к 180 , реверсивный счетчик 19 может давать грубые ошибки при измерении в области нул (аналогично реверсивному счетчику 18 в области 180) . Поэтому коммутатор 20 обес55 печивает перепись в индикатор 21 с того реверсивного счетчика, который оказалс дальше от зоны ошибок.- Таким вл етс реверсивный счетчик

18 при измерении углов, по абсолютной величине не превьшающих 90 , и реверсивный счетчик 19 при измерении углов от +90 до +270° . Дл управлени коммутатором 20 служит счетчик 1.7 с объемом пам ти, соответствуюпда 90 без учета знака. Если измер емый угол по абсолютной величине не превышает 90°, то по окончании измерительного времени производитс перепись результата счета реверсивного счетчика 18 в регистр индикатора 21 В противном случае на выходе счетчи- ка 17 по вл етс импульс переполнени , коммутатор 20 измен ет «свое состо ние, и в регистр индикатора 21 переноситс результат счета реверсивного счетчика 19. ,

Блок 22 управлени вырабатывает импульсы, период кото1и гх равен измерительному времени. Каждый такой импульс с первого выхода подаетс на входы Сброс счетчиков 17 - 19 и коммутатора 20,а .с второго выхода , с небольшим опережением (пор дка полупериода квантующих импуль- сов) - на вход Перепись индикатора 21 . Таким образом, каждый раз в конце измерительного времени в регистр индикатора 21 перекоситс информаци с одного из реверсивных счетчиков 18 и 19, после чего сразу же счетчики 17 и 18 сбрасываютс в нуль, счетчик 19 - в состо ние, соответствующее 180 , одновременно устанавливаетс (или подтверждаетс ) нулевое состо ние коммутатора 20, соответствующее переписи с реверсивного счетчика 18.

Таким образом,предлагаемый фазометр позвол ет измер ть фазовые углы в полном диапазоне возможных знa чений (О-ЗбО без мертвых зон и без влений неустойчивости, при этом он обладает высокой помехоустойчивостью и обеспечивает наипучшее усреднение фазовых шзгмов при максимальном значении этих шумов

вплоть до 90 . I

Кроме того, при построении схемы индикации знака (два формировател коротких импульсов, четыре элемента И и два триггера знака в течение каждого полупериода исследуемого сигнала вырабатываетс однозначна информаци как о знаке , так и о величине измер емого фазового угла, притом не только в

пр мом, но и в инверсном (со сдвигом 180°) представлении.

Claims

Формула изобретени

Цифровой фазометр, содержащий два канала, состо щих из последовательно соединенных входного блока и ограничител на выходе каждого из

каналов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два формировател коротких импульсов , первый триггер знака, два элемента совпадени , подключенные первыми входами соответственно к пр мому и инверсному выходам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а вторыми входами - к генератору квантующих импульсов , счетчик, блок управлени и индикатор , причем выходы ограничителей

подключены к соответствующим входам элемента ИСКЛЮЧАКЯЦЕЕ ИЛИ и к входам соответствук дих формирователей коротких импульсов,, о т л и - ч ающийс тем, что, с целью

исключени мертвых зон и повышени помехоустойчивости, в него введены четыре элемента И, второй триггер знака, два реверсивных счетчика и коммутатор, причем выход первого формировател коротких импульсов подключен к объединенным первым входам первого и третьего элементов И, выход второго формировател коротких импульсов подключен к объединенным первым входам второго и четвертого элементов И, вторые входы первого и второго элементов И объединены и подключены к пр мому выходу элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, вторые

входы четвертого и третьего элементов И объединены и подключены к инверсному выходу элемента ИСКШЬ ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого и второго элементов И подключены к соответствующим входам первого триггера знака , выход которого соединен с уп равл ющим входом первого реверсивного счетчика,выходы третьего и чет- вертога элементов И подключены к соответствующим входам второго триггера знака,выход которого соединен с управл ющим входом второго реверсивного счетчика, выход первого элемента совпадени подключен к счетному вхо .ду первого реверсивного счетчика и к входу счетчика, выход второго элемента совпадени подключен к счетному входу второго реверсивного

512150496

счетчика, входы Сброс всех счетчи-с соответствзж)щимивз}:одами коммутато ков и коммутатора объединены и подклю-ра, управл ющий вход которого подключены к перво выходу блока управле-чен к выходу счетчика, а выход - к входу ни , второй выход которого соединен 5индикатора, а формирователи коротких с входом Перепись индикатора, вы-импульсов вьтолнены по двухполупери- ходь реверсивных счетчиков соединеныодной схеме преобразовани .