SU1307378A1 - Digital average phase-meter - Google Patents

Digital average phase-meter Download PDF

Info

Publication number
SU1307378A1
SU1307378A1 SU853903420A SU3903420A SU1307378A1 SU 1307378 A1 SU1307378 A1 SU 1307378A1 SU 853903420 A SU853903420 A SU 853903420A SU 3903420 A SU3903420 A SU 3903420A SU 1307378 A1 SU1307378 A1 SU 1307378A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
output
input
keys
voltage
Prior art date
Application number
SU853903420A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Михеев
Борис Викторович Чувыкин
Леонид Николаевич Бондаренко
Исаак Рувимович Добровинский
Original Assignee
Пензенский Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский Политехнический Институт filed Critical Пензенский Политехнический Институт
Priority to SU853903420A priority Critical patent/SU1307378A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1307378A1 publication Critical patent/SU1307378A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области информационно-измерительной техники . Может быть использовано как в аналоговых , так и в цифровых приборах дл  измерени  сдвига фаз. Цель изобретени  - повышение точности измерени  сдвига фаз. Дл  достижени  поставленной цели в устройство введены логический блок 1, источник 7 образцового напр жени , интеграторы 10, 11, фиксатор 12 уровн , преобразователь 13 напр жени  в интервал времени , ключи 14, 15. Устройство также содержит формирователи 2,3, генератор 4, элемент 5 совпадени , счетчик 6, триггер 16, ключи 8.9. В описании изобретени  приведены примеры реализации логического блока 1 и блока управлени . Устройство обеспечивает синхронную с входной частотой работу интеграторов 10, 11 и пре- образовател  13, что позвол ет исключить р д погрешностей. 3 ил. (О (Л W V i I 0U9.fThe invention relates to the field of information and measurement technology. It can be used in both analog and digital instruments for measuring phase shift. The purpose of the invention is to improve the accuracy of phase shift measurement. To achieve this goal, the logic block 1, the source 7 of the reference voltage, the integrators 10, 11, the latch 12 level, the voltage converter 13 in the time interval, the keys 14, 15 are entered into the device. The device also contains the formers 2.3, the generator 4, match element 5, counter 6, trigger 16, keys 8.9. The description of the invention provides examples of the implementation of logic block 1 and control block. The device provides the integrators 10, 11 and converter 13 that are synchronous with the input frequency, which eliminates a number of errors. 3 il. (O (L W V i I 0U9.f

Description

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и мо- жет быть использовано как в аналого вьк, так и в цифровых приборах дл  измерени  сдвига фаз,.The invention relates to an information-measuring technique and can be used both in analog and digital digital devices for measuring phase shift.

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

На фиг.1 изображена структурна  схема цифрового фазометра среднего значени  на фиг.2 - временные диаг раммы его работы..Fig. 1 shows a block diagram of a digital phase meter of an average value in Fig. 2 — time diagrams of its operation.

Цифровой фазометр среднего значени  (фиг.1) содержит логический блок 1, формирователи 2 и 3, генератор 4, элемент 5 совпадени , счетчик 6, источник 7 образцового напр жени , ключи 8 и 9, интеграторы 10 и 11, фиксатор 12 уровн , преобразователь 13 напр жени  в интервал вре мени, ключи 14 и 15 и тирггер 16, The digital average phase meter (Fig. 1) contains logic unit 1, drivers 2 and 3, generator 4, coincidence element 5, counter 6, reference voltage source 7, keys 8 and 9, integrators 10 and 11, latch 12, converter 13 voltages per time interval, keys 14 and 15, and tigger 16,

Входы формирователей 2 и 3  вл ютс  входами фазометра. Выход формировател  3 соединен с первым входом триггера .16 и через логический блок с управл ющим входом ключа 9. Выход формировател  2 подключен к второму входу триггера 16, выход которого содинен с управл ющим входом ключа 8. Выход источника 7 образцового напр жени  через ключи 8 и 9 подключен к первым входам соответствующих интеграторов 10 и 11, выходы которьпс соединены с первым и вторым входами фиксатора 12 уровн .The inputs of the driver 2 and 3 are the inputs of the phase meter. The output of the driver 3 is connected to the first input of the trigger .16 and through the logic unit with the control input of the switch 9. The output of the driver 2 is connected to the second input of the trigger 16, the output of which is connected to the control input of the switch 8. The output of the source 7 of the sample voltage through the switches 8 and 9 is connected to the first inputs of the respective integrators 10 and 11, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the latch 12 level.

Выход фиксатора 12 уровн  подключен ко входу преобразовател  13 напр жени  в интервал времени и через ключи 14 и 15 - ко вторым входам интеграторов 10 и 11 соответственно. Выход преобразовател  13 напр жени  в интервал времени соединен с одним из входов элемента 5 совпадени  и со входом ключа 14. Второй вход элемента совпадени  подключен к выходу генератора 4. Выходы блока 1 подключены к первому и второму управл ющим входам фиксатора 12 уровн , к управл ющим входам преобразовател  13 и ключа 15.The output of the latch 12 is connected to the input of the voltage converter 13 in the time interval and through the keys 14 and 15 to the second inputs of the integrators 10 and 11, respectively. The output of the voltage converter 13 in the time interval is connected to one of the inputs of the matching element 5 and to the key 14 input. The second input of the matching element is connected to the output of the generator 4. The outputs of unit 1 are connected to the first and second control inputs of the latch 12, to the control the inputs of the Converter 13 and the key 15.

Цифровой фазометр среднего значени  работает следующим образом (фиг.2).The digital average phase meter operates as follows (Fig. 2).

Делитель 17 частоты формирует синал и с периодом h в п раз большим периода входного сигнала. Интегратор 11 в течение интервала времениThe frequency divider 17 generates a sinal and with a period h in n times larger than the period of the input signal. Integrator 11 during the time interval

интегрирует напр жение Uintegrates voltage U

ражени : razheni:

источника 7 образцового напр жени , а в течение интервала времени + hg -.выходное напр жение фиксатора 12 уровн . В момент времени h фиксатор 12 уровн  осуществл ет запоминание выходного напр жени  интегратора 11.source 7 is the reference voltage, and for the time interval + hg is the output voltage of the latch 12 level. At time h, the latch 12 of the level carries out memorization of the output voltage of the integrator 11.

Сигнал, управл ющий фиксатором 12 уровн  и ключами 9 и 8, подключающими входы интегратора 11 к выходам источника 7 образцового напр жени , формируетс  логическим блоком 1 под действием выходного сигнала формировател  3.The signal controlling the latch 12 of the level and the keys 9 and 8 connecting the inputs of the integrator 11 to the outputs of the source 7 of the reference voltage is generated by the logic unit 1 under the action of the output signal of the driver 3.

Дл  выходного напр жени  интегратора 11 в моменты времениFor the output voltage of the integrator 11 at times

h . 3,h. 3,

J, п, -п справедливы следующие выи : J, n, -n the following are valid:

иand

,( )о.,( )about.

d .dФЧJ dd .dPCHJ d

ii

ii

d (|h)- Uj(h)-||u;(h) d t,d (| h) - Uj (h) - || u; (h) d t,

где hwhere h

llollo

такт преобразовани ,.равный г периодам Т входного сигналаJconversion cycle, equal to the periods T of the input signal

посто нна  интегрировани  по входам интегратора 11. При записи выражений дл  ив(с)the integration constant over the inputs of the integrator 11. When writing expressions for wil (c)

использован тот факт, что фиксатор 12 в момент времени h запоминает выходное напр жену;е интегратора 11 и хра3 нит его до момента времени « h, т.е.The fact is used that the latch 12 at the moment of time h remembers the output voltage; e of the integrator 11 and its storage until the moment of time h h, i.e.

иand

, (t)/ , (t) /

.|ь. | ь

и, (h)and H)

5five

Подставл   вьфаженк  дл  USubstituted for U

hf 2 hf 2

(t) к(t) to

преобразуем виду: transform the view:

иand

(h) 2 и (h) 2 and

3 ° I (| h) 0.3 ° I (| h) 0.

и.and.

Далее процесс работы интегратора 11 периодически повтор етс .Further, the operation process of the integrator 11 is periodically repeated.

Интегратор 10 в течение интервала времени О t б h интегрирует напр жение на выходе ключа 8, подключающего напр жение U источника 7The integrator 10 during the time interval About t b h integrates the voltage at the output of the key 8 connecting the voltage U of the source 7

опорного напр жени  тора 10 в течение пthe reference voltage of torus 10 for

к входу интегра- интервалов вре 31307378to the input of the integral intervals vre 31307378

мени t, определ емых фазовым сдвигом if между входными напр жени ми Uj. . Формирование интервалов времени t, осуществл ют формирователи 2 и 3 совместно с триггером 16.the values of t determined by the phase shift if between the input voltages Uj. . The formation of time intervals t is carried out by the formers 2 and 3 together with the trigger 16.

В течение интервала времениDuring the time interval

-ср.-sr.

задаваемым преобразователем 13, интератор 10, нар ду с напр жением U, ,, интегрирует выходное напр жение Ug фиксатора 12 уровн , поступающее на вход интегратора 10 через ключ 14, управл емый выходным сигналом преобразовател  13 напр жени  в интервал времени.defined by the converter 13, the integrator 10, along with the voltage U ,, integrates the output voltage Ug of the latch 12 of the level input to the input of the integrator 10 via the key 14, controlled by the output signal of the voltage converter 13 in the time interval.

Дл  выходного напр жени  интегра- тора 10 в моменты времени 0;For the output voltage of the integrator 10 at times 0;

- h- - h 2 2 - h- - h 2 2

иand

справедливы выражени  0 -Ь,the expressions are 0-b

CtO) txCtO) tx

Оеф и,(0)| I и, d t jOef and, (0) | I and d t j

i,i,

u,(h) u,(s и u d tu, (h) u, (s and u d t

(h).|l J U,d t-ljUjdiV 3(h). | l J U, d t-ljUjdiV 3

о /about /

напр жени  жени  в ин с  также в ра 12, при в течение voltage in in s also in ra 12, with during

хx

иЛ2Ь) иЛ| h) +il2b) il | h) +

S М и 2 -г J S M and 2 J

где о h - посто нна  времени интерировани  по входам интегратора 10. Выполн   операцию интегрировани where h is a constant of the integration time across the inputs of the integrator 10. Execute the integration operation

и учитыва  равенствоand considering equality

txtx

Ij.Ij.

d td t

i.cpi.cp

-U. -U

d td t

о0o0

получим выражени  дл  ) в виде:we obtain the expressions for) in the form:

t.t.

U(h/2) и od t;U (h / 2) and od t;

ОABOUT

t "

U(h) n I j ttU (h) n I j tt

txtx

U,(| h) I 1 J U, (| h) I 1 J

tt

ii

Uc(2h) n 1J t .Uc (2h) n 1J t.

Реша  совместно систему уравненийSolving together a system of equations

1one

::

ОABOUT

t t

4four

VPVP

Ujd f,Uj f,

h n Т ,h n T,

WW

определим вьфажение дл  выходного интервала времени t преобразовател  13:determine the output voltage for the output time interval t of the converter 13:

. 27. 27

а- J5 a- J5

Формирование интервала времени t(vp осуществл ет преобразователь 13,The formation of the time interval t (vp is carried out by the converter 13,

diV 3diV 3

который может быть построен, например , как это показано на фиг.З, по двухтактной схеме. В интервал вре- 20 мени t(.p преобразуетс  выходное напр жение фиксатора 12, присутствующее на его выходе в течение интервала вреwhich can be built, for example, as shown in FIG. 3, by the push-pull scheme. In the time interval t (.p, the output voltage of latch 12, which is present at its output during the time interval

мени - t : h. В качестве опорногоi - t: h. As a reference

напр жени  преобразовател  13 напр жени  в интервал времени используетс  также выходное напр жение фиксатора 12, присутствующее на его входе в течение интервала времениvoltage converter voltage 13 in the time interval is also used output voltage latch 12, which is present at its input during the time interval

2525

Совокупность генератора 4, элемента 5 совпадени  и счетчика 6 представ - л ет собой Преобразователь в цнфро- 35i вой код интервала времени t,,.,, форThe combination of generator 4, coincidence element 5, and counter 6 is a converter in the 35fi code of the time interval t ,,.

ср мируемого преобразователем 13.Compared with converter 13.

При зтом выходной код определ етс  выражениемIn this case, the output code is determined by the expression

N N

fo hefo he

2-2-

. .. .

Синхронна  с входной частотой работа интеграторов и преобразовател  напр жени  в интервал времени позво- л ет исключить погрешности, присущие прототипу.Synchronous with the input frequency, the work of the integrators and the voltage converter in the time interval allows us to eliminate the errors inherent in the prototype.

Пример реализации логического блока 1 и блока управлени  устройства, вход щего в преобразователь 13, при- веден на фиг.За и Зв.An example of the implementation of the logic unit 1 and the control unit of the device included in the converter 13 is shown in FIG. Za and Sv.

Логический блок(фиг.За) состоит из кварцевого генератора, трех двух- входовых элементов И, двух триггеров с раздельными входами, счетчика импульсов , элемента ИЛИ-НЕ и двух формирователей , каждый из которых содержит три элемента ИЛИ-НЕ и двухвходо- вый элемент И.The logical block (fig.Za) consists of a quartz oscillator, three two-input elements AND, two triggers with separate inputs, a pulse counter, an OR-NOT element and two drivers, each of which contains three OR-NOT elements and a two-input element AND.

513513

Блок управлени  (фиг.Зв) содержит триггер с раздельными входами, два двухфазовых элемента И, элемент ИЛИ- НЕ и два идентичных формировател  .The control unit (fig.Zv) contains a trigger with separate inputs, two AND two-phase elements, an ORID element and two identical shapers.

Входной сигнал блока 1 поступает на формирователь а коротких импульсов , а выходной сигнал формировател  а  вл етс  выходом i блока.The input signal of block 1 is fed to the shaper of short pulses, and the output signal of the shaper a is the output of the i block.

Выходное напр жение U; представлено на фиг.2. Аналогичным образом с в хода формировател  Ъ на выход h логического блока 1 поступает сигнал и (фиг.2). Сигналы U; и U, устанавливают триггер логического блока поочередно в нулевое и единичное состо ни . Посредством заполнени  счетчика блока 1 импульсами кварцевого генератора осуществл етс  формирование сигнала 1, который представл ет собой последовательность импульсовOutput voltage U; presented in figure 2. Similarly, in the course of the driver b, the output h of the logic unit 1 receives a signal and (figure 2). U signals; and U, set the trigger of the logic block alternately to the zero and one states. By filling the counter of unit 1 with pulses of a quartz oscillator, signal 1 is formed, which is a sequence of pulses

длительностью -° (фиг.2). Из сравневыduration - ° (figure 2). Comparative

НИН сигналов 1, а также сигнала с хода нижнего триггера логического блока 1 (фиг.За) формируетс  сигнал К.NIN signals 1, as well as the signal from the course of the lower trigger of logic unit 1 (Fig. 3a), a signal K is generated.

В блоке управлени  триггер устанавливаетс  выходным сигналом формировател  С в единичное состо ние, а выходным сигналом формировател  d - в нулевое состо ние. При этом его пр мой выход  вл етс  выходом Х блока управлени . Выходной формирователь , собранный на двух элементах И, осуществл ет формирование сигнала Х.In the control unit, the trigger is set by the output signal of the driver C to one and the output signal of the driver of d is set to the zero state. In this case, its direct output is output X of the control unit. An output driver assembled on two AND elements produces a X signal.

Claims (1)

Работа блока управлени  иллюстрируетс  диаграммой состо ний, приведенной на фиг.З с. Формула изобретени The operation of the control unit is illustrated by the state diagram shown in Fig. 3c. Invention Formula Цифровой фазометр среднего значени , содержащий два формировател .An average digital phase meter containing two drivers. 5 five О ABOUT 5five 00 5five триггер, первый и второй ключи, генератор , делитель частоты и счетчик, причем входы формирователей  вл ютс  входами устройства, а их выходы соединены с входами триггера, выход которого подсоединен к управл ющему входу , первого ключа, выход генератора через второй ключ соединен с входом счетчика, отличающийс  тем, что,с целью повьшени  точности измерени  сдвига фаз, в него дополнительно введены логический блок, источник образцового напр жени ,- два интегратора, фиксатор уровн , преобразователь напр жени  в интервал времени , третий, четвертый и п тый ключи , причем выход источника образцового напр жени  через первый и третий ключи соединен с первыми входами первого и второго интеграторов, выходы, которых подключены к первому и второму входам фиксатора уровн , выход которого соединен с входом преобразо вател  напр жени  в интервал времени и через четвертый и п тый ключи - с вторыми входами первого и второго интеграторов, первый выход преобразовател  напр жени  в интервал времени соединен с управл ющими входами второго и четвертого ключей, выход второго формировател  соединен с вхо дом логического блока и входом делител  частоты, выход которого соединен с управл ющим входом третьегоthe trigger, the first and second keys, the generator, the frequency divider and the counter, the driver inputs are the device inputs and their outputs are connected to the trigger inputs whose output is connected to the control input of the first key, the generator output is connected to the counter input through the second key , characterized in that, in order to improve the accuracy of phase shift measurement, a logic block, a source of exemplary voltage, - two integrators, a level clamp, a voltage converter in the time interval, a third, the first and third keys are connected to the first inputs of the first and second integrators, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the level lock, the output of which is connected to the input of the voltage converter in a time interval and through the fourth and fifth keys - with the second inputs of the first and second integrators, the first output of the voltage converter in the time interval is connected to the control inputs of the second and fourth keys, the output of the second driver Connected to the input of the logic unit and the input of a frequency divider, the output of which is connected to the control input of the third 5 ключа, первый, второй, третий и четвертый выходы логического блока соединены с первым и вторым управл ющими входами фиксатора уровн  и с управл ющими входами п того ключа иThe 5 keys, the first, second, third and fourth outputs of the logic unit are connected to the first and second control inputs of the latch and to the control inputs of the fifth key and 0 преобразовател  напр жени  в интервал времени.0 voltage to time converter. tt -t t-t t ipu. 2ipu. 2 К шунтирующему е окв  f}To shunt e OK f} ff) -Т-t .ff) -T-t. Фи9. 3Fi9. 3
SU853903420A 1985-05-28 1985-05-28 Digital average phase-meter SU1307378A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853903420A SU1307378A1 (en) 1985-05-28 1985-05-28 Digital average phase-meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853903420A SU1307378A1 (en) 1985-05-28 1985-05-28 Digital average phase-meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1307378A1 true SU1307378A1 (en) 1987-04-30

Family

ID=21180052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853903420A SU1307378A1 (en) 1985-05-28 1985-05-28 Digital average phase-meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1307378A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Глинченко А.С. и др. Цифровые методы измерени сдвига фаз. Новосибирск: Наука, 1979. Шл ндин В.М.Цифровые измерительные устройства. М.: Высша школа, 1981, с. 194-198, с. 176-178,рис.335. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1307378A1 (en) Digital average phase-meter
RU2050592C1 (en) Device for calculation of reverse trigonometric functions arcsin(x) and arccos(x)
SU1481691A1 (en) Device for converting physical variable to code
SU553629A1 (en) Integrator
SU1410268A1 (en) Device for shaping measurement pulses
SU964982A1 (en) Switching apparatus control device
SU883784A1 (en) Phase-to-code converter with automatic error correction
SU1580290A1 (en) Measuring instrument for primary conversion
SU924614A1 (en) Infralow-frequency phase meter
SU1619317A2 (en) Square rooting device
SU1596266A1 (en) Apparatus for measuring the ratio of pulse sequence frequencies
SU955417A1 (en) Multi-channel digital phase-shifting device
SU1109765A1 (en) Function generator
SU725039A1 (en) Arrangement for measuring shift in the range of infra-low frequencies
SU900214A1 (en) Two channel phase comparator
SU562839A1 (en) Analog / Digital Duplicator
SU769734A1 (en) Method and device for analogue-digital conversion
SU923003A1 (en) Two-channel harmonic oscillator
SU748426A2 (en) Computing system for determining the ratio of frequency signals
SU1061059A2 (en) Digital power meter
SU1114977A1 (en) Digital phase meter
SU752214A1 (en) Time interval-to-digital code converter
SU1298643A1 (en) Meter of propagation velocity of ultrasonic vibrations in materials
SU1223329A1 (en) Frequency multiplier
SU651309A1 (en) Null-indicator