SU1226343A1

SU1226343A1 - Цифровой фазометр

Info

Publication number: SU1226343A1
Application number: SU843817445A
Authority: SU
Inventors: Сергей Александрович Щиголев; Владимир Иванович Соколов; Шамиль Касымович Валиев; Дмитрий Александрович Глазов
Original assignee: Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта; Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority date: 1984-11-27
Filing date: 1984-11-27
Publication date: 1986-04-23

Abstract

Изобретение относитс к области электроизмерительной техники и предназначено дл использовани в системах ж-д автоматики и телемеханики , в частности дл измерени фазовых соотношений на путевых приемниках рельсовых цепей. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и повышение точности фазометра - достигаетс введением в фазометр новых-блоков и св зей, позвол ющих принимать радиоимпульсные сигналы ж-д автоматики, корректировать их и выбирать число измер емых опорных сигналов, произвед усреднение фазовых сдвигов. К но- -вым блокам относ тс регистр 10, логический элемент (ЛЭ) ИСрЮЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ 8, реверсивный счетчик 14, блок 15 фиксации обнулени счетчика, блок индикации 17 и селектор импульсов по длительности 9. Кроме того, устройство содержит генератор импульсов 1, делитель частоты 2, ЛЭ И 3, 4, 5, усилители-ограничители 6 и 7, блок управлени 11, счетчики 12 и 16, управл емый делитель частоты 13. Блок 11 имеет входы 18-20, выходы 21-24, содержит триггер 25, ЛЭ И 26, ЛЭ ИЛИ 27, формирователи импульсов 28 и 29. В состав блока фиксации 15 вход т триггер 34, ЛЭ И 35, входы и выходы 30-33. 1 ил. I

Description

1 1

Изобретение относитс к электро измерительной технике и предназначено дл использовани в системах железнодорожной автоматики и телемеханики , в частности, дл измерени фазовых соотношений на путевых приемниках рельсовых цепей.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерени фазометра за счет того, что в цифровой фазометр введены блоки и св зи, позвол ющие принимать радиоимпульсные сигналы железнодорожной автоматики , корректировать их и выбирать число измер емых и опорных сигналов, произвед усреднение фазовых сдвигов.

На чертеже представлена функциональна схема цифрового фазометра.

Цифровой фазометр содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты , первЬй элемен т И 3, второй элемент И 4, третий элемент И 5, усилители-ограничители 6 и 7, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, селектор 9 кмпуль- соБ по длительности, регистр 10, блок 11 управлени , первый счетчик 12, управл емый делителем 13 частоты , реверсивный счетчик 14, блок 15 фиксации обнулени счетчика, второй счетчик 16 и блок 17 индикации.

Блок 11 управлени имеет первый, второй и третий входы 18-20 и пер- вый„ второй, третий и четвертьй выходы 21-24 и состоит из триггера 25, элемента, И 26, элемента ИЛИ 27, формировател ,28 импульсов по переднему фронту и формировател 29 импульсов по заднему фронту, выход которого подключен к третьему выхо- ДСУ 23 блока 11S а вход его - к одним входам элемента ИЛИ 27 и элемента И 26, к второму выходу 22 блока t1 и пр мому выходу триггера 25, инкерсный выход которого подключен Р: первому выходу 21 блока 11, третий вход 20 которого подключён к другому входу элемента И 26, выход которого подключен к другому входу .алемента ИЛИ 27 и установочному входу триггера 25, переключающий и , информационный входы которого подключены соответственно к первому 18 и второму 19 входам блока 11, выход элемента ИЛИ 27 через формирователь 28 подключен к четвертому выходу 24 блока 11.

226343.2

Блок 15 фиксации обнулени счет- . чика имеет первый 30 и второй 31 входы, установочньм вход 32 и выход 33 и состоит, из триггера 34 и эле5 мента И 35, один вход и выход которого соединены соответственно с вторым входом 31 и выходом 33 блока 15, другой вход элемента И 35 подключен к выходу триггера 34, пеtO реключающий и установочный входы которого соединены соответственно с первым входом 30 и установочным входом 32 блока 15.

Выход генератора 1 соединен с

(5 переключающим входом делител 2 и с третьим и первым входами соответственно элементов И 4 и 5. Счетный вход селектора .9 подключен к вьрсоду генератора 1, а его сигнальный

20 Е1ХОД - к выходу усилител -ограничител 7- и к одному входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, другой вход которого подключен к выходу усилител -ограничител 6 и переключающе25 му входу регистра 10, при этом входы усилителей-ограничителей 6 и 7 вл ютс входами фазометра. Установочный вход регистра 10 подключен в: выходу селектора 9 и третьему

, входу 20 блока 11, первый 18 и второй 19 входы которого подключены к соответствующим выходам регистра 10. Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 подключен к первому входу второго элемента И 4 второй вход которого подключен к второму выходу 22 блока 11 и второму входу первого элемента И 3, первый вход которого подключен к выходу делител 2, установочный вход которого соединен с установочным Е;ХОДОМ первого счетчика 12, управл емого делител 13, счетчика 165 реверсивного счетчика 14, блока 15 и. четвертым выходом 24 блока 11, третий вьжод 23 которого соединен с входом Запись управл емого де- :штел 13 информационные -входы.которого соединены с соответствующими выходами счетчика 12, переключающий вход которого подключен к выходу

35

40

45

50

первого элемента И 3. Первьш выход

21 блока 11 подключен к второму входу третьего элемента И 5, выход которого подключен к второму входу 31 блока 15 и вычитающему входу ре- 55 версивного счетчика 14, суммирующий вход и выход которого подключены соответстЕ:енно к выходу второго элемента И 4 и к первому входу 30 блока

входу 20 блока 11, первый 18 и второй 19 входы которого подключены к соответствующим выходам регистра 10 Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 подключен к первому входу второго элемента И 4 второй вход которого подключен к второму выходу 22 блока 11 и второму входу первого элемента И 3, первый вход которого подклю чен к выходу делител 2, установочный вход которого соединен с установочным Е;ХОДОМ первого счетчика 12 управл емого делител 13, счетчика 165 реверсивного счетчика 14, блока 15 и. четвертым выходом 24 блока 11, третий вьжод 23 которого соединен с входом Запись управл емого де- :штел 13 информационные -входы.которого соединены с соответствующими выходами счетчика 12, переключающий вход которого подключен к выходу

0

первого элемента И 3. Первьш выход

15, выход которого подключен к переключающему входу управл емого делител 13, выход которого подключен через второй счетчик 16 к блоку 17 индикации.

Устройство работает следующим образом,

При по влении измер емого сигнала на выходе усилител -ограничител 7 селектор 9 по сигнальному входу приводитс в исходное состо ние, в результате чего на его выходе (а на врем присутстви измер емого синала с нексторым перекрытием интервала ) по вл етс нулевой потенциал , разрешающий работу регистра 10. С этого момента начинаетс за- ПОЯнение регистра 10 импульсами с выхода усилител -ограничител 6, При поступлении нескольких импульсо например четырех, на одном из выходов регистра 10 возникает перепад напр жени , воздействующий на первы вход 18 блока 11. Это, в свою очередь , приводит к опрокидьшанию триггера 25 и по влению единичного потенциала на, втором выходе 22 (на первом выходе 21 - нулевого) и кратковременного нулевого импульса на четвертом выходе 24 блока 11. Сигнал с выхода 24 приводит в исходное состо ние делитель 2, счетчик 12, управл емый делитель 13, счетчик 16 и блок 15, кроме того, указанный сигнал открывает вторые входы элементов И 3 и И 4. С этого момента счетчик 12 подсчитывает количество импульсов, равное

. fr

W :ц- t

CU п и-} | )

где f.

1

это

-частота генератора импульсов;

-коэффициент делени делителей 2 частоты;

-врем измерени .

В

на выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 8 по вл ютс единичные импульсы, пропорциональные по длительности фазовому сдвигу сигналов, открываетс первый вход второго элемента И 4, на выходе которого образуютс пачки импульсов. Длительность каждого импульса Hd выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 определ етс выражением

At

180°. f

илм

10

f5

20

226343 где

f

cf - фазовый сдвиг между опор ным и измер емым сигналами , град; частота измер емого (опорного) сигнала. Следует отметить, что в приве- вз та величина

в св зи с тем,что на выходе, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 сигналы фазовой расстройки в течение периода измер емого (опорного) сигнала по вл ютс дважды. Следовательно , за это врем в реверсивный счетчик 14 по суммирующему входу запишетс число импульсов, равное

денном выражении 180 (а не ),

fr- At

fr-C

u-

Таким образом, за врем измерени общее количество импульсов, записанное в реверсивный счетчик 14,определ етс выражением

РСЦ РС1(

-HjM n3w r f

и

-ir M

(eo° f

HJM

180°

20

30

5

0

5

0

5

где m t

ИЭМ

- количество периодов исследуемого сигнала за врем измерени t,,.

По истечении определенного числа периодов опорного (измер емого напр жени на втором входе 19 блока 11 возникает перепад напр жени ,который приводит триггер 25 в исходное состо ние: на втором выходе 22 по вл етс нулевой, а на первом выходе 21 блока 11 - единичный потенциалы (т.е. на выходе 22 единичный потенциал по вл етс на врем измерени ) . Отрицательный перепад напр жени на пр мом выходе триггера 25 приводит к срабатыванию формировател 29 и на третьем выходе 23 бло- ка 11 по вл етс кратковременно нулевой импульс (импульс записи), поступающий на вход Запись управл емого делител 13, выполненного на основе реверсивного счетчика. Таким образом, содержимое счетчика 12 в виде кода N переписываетс в управл емый делитель 13, в котором устанавливаетс коэффициент делени Кп, равный N. Одновременно с этим, единичный потенциал с первого выхода 21 блока 11 открывает второй вход

третьего элемента И 5. Это приводит к тому, что импульсы с генератора 1 начинают поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 14 и второй вход 31 блока 15. В св зи с тем, что триггер 34 схемы находитс в исходном состо нии ( он был установлен по установочному входу 32 блока 15 импульсом с четвертого выхода 24 блока Ив начальный момент измерени ), то импульсы с второго входа 31 через элемент И 35 поступают на выход 33 блока 15 и далее на переключающий вход управл емого делител 13.

При прохождении через третий элемент И 5 числа импульсов, равного содержимому реверсивного счетчика 14 (записанного по су1 гарующему входу), на выходе последнего по вл - етс кратковременный нулевой импульс Этот импульс через первьй вход 30 блока 15 воздействует на триггер 34. Это приводит к его опрокидыванию и закрытию элемента И 35, т.е. к срабатыванию блока 15. Таким образом на переключаюп91й вход управл емого делител 13 поступает число импульсов равное Ни с, j а число импульсов н выходе управл емого делител 13, поступакщее на вход второго счетчика 16, будет определ тьс выражением

рсч

H w-ir t i

игш 160

-i,.t

И

-с

180

Выбор коэффициента делени п де- .тштел 2 позвол ет получить число импульсов на выходе управл емого де- .гштел 13 и отображаемое в блоке 17, выражающее непосредственно число градусов.

В там случае, если до окончани измерени измер емый сигнал пропадает (например, наступает интервсш), то через некоторое врем (не превы- Леаащее периода измер емого сигнала) на В1:лходе селектора 9 возникает единичный потенциал, т.е. на третьем входе 20 блока 11 сформируетс положительный перепад напр жени , который поступает через элементы И 26 и ИЛИ 27 на вход формировател 28 блока 11. Это приводит к по вленрпо кратковременного нулевого импульса на четвертом выходе 24 блока 11 и, в конечном счете, к установлению схемы фазометра в исходное состо ние

Аналогичным образом устройство работает при измерении непрерывных сигналов.

Claims

Формула изобретени

Цифровой фазометр, содержащий два усилител -ограничител , управл емый делитель частоты, два счетчика,первый , второй, третий элементы И, делитель частоты, блок управлени и генератор импульсов, выход которого соединен с входом делител частоты и с третьим и первым входами соответственно второго и третьего элементов И, отличающийс тем,

что, с целью расширени функциональных возможностей и повышени точности измерени , в него введены регистр, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, реверсивный счетчик, блок фиксации обнулени счетчика, блок индикации и селектор

импульсов по длительности, счетный вход которого подключен к генератору импульсов, а сигнальный его вход - к выходу первого усилител -ограничител и входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ, второй вход которого подключен к выходу второго усилител -ограничи- тел , входу регистра, установочный вход которого подключен к выходу селектора импульсов по длительности и Третьему входу блока управлени , первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам регистра, выход элемента ИСКЛОЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ подключен к входу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управлени н вторым входом первого элемента И, первый вход которого подключен к делителю частоты, установочный вход которого соединен с установочным входом первого и второго счетчиков, управл емого делител частоты, реверсивного сче.тчика,блока фиксации обнулени счетчика и чет- вертьм выходом блока управлени , третий выход которого соединен с входом Запись управл емого делител частоты, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами первого счетчика, вход ко-о торого подключен к первому э/темен- ту И, первый выход блока управлени подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу блока фиксации обну7 12263438

лени счетчика и вычитающему входу сации обнулени счетчика, выход ко- реверсивного счетчика, суммирующий торого подключен к входу управл емо- вход и выход которого подключены со- го делител частоты, выход которого ответственно к выходу второго эле- подключен через второй счетчик к мента И и к первому входу блока фик- с блоку индикации.