SU1320770A1 - Цифровой фазометр мгновенных значений - Google Patents

Description

ной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах дл  преобразовани  фазового сдвига в цифровую форму.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей цифрового фазометра мгновенных значений, которое достигаетс  за счет возможности измер ть не одиночные значени  фазовых сдвигов, а определ ть переходные процессы по фазе при действующих последовательност х импульсов.

На фиг. 1 изображена структурна  схема цифрового фазометра мгновенных значений; на фиг, 2 - функциональна  схема.блока управлени ; на фиг. 3 - структурна  схема цифрового пикового детектора; на фиг. 4 - функциональна  схема коммутатора.

Цифровой фазометр мгновенных значений содержит формирователь 1, блок 2 управлени , элемент И 3, эталонный генератор 4, счетчик ровые пиковые детекторы стрирующий блок 8, распределитель 9 импульсов, переключатель 10, п регистров 11 и коммутатор 12,

Основной выход формировател  1 подключен к первому входу блока 2 управлени  и первому входу элемента И 3. ; Выход эталонного, генератора 4 -под- ключен к второму входу элемента И 3. Счетный вход счетчика 5 соединен с выходом элемента ИЗ, а установочный вход - с шестым выходом блока 2 управлени . Информационный вход каждого цифрового пикового детектора 6 и 7 поразр дно соединен с информационным выходом счетчика 5,.управл ющие входы соединены с первым и вторым выходом блока 2 управлени ,а выход поразр дно подключен к своему входу регистрирующего блока 8, управл ющий вход которого соединен с третьим выходом блока 2 управлени .

Первый и второй входы распределител  9 импульсов соответственно под- .ключены к п тому выходу и четвертому выходу блока 2 управлени , а выходы через переключатель 10 - к третьему входу элемента И 3. Информационные входы регистров 11 поразр дно соединены с соответствующим выходом счетчика 5, управл ющие входы соединены каждый с соответствующим выходом распределител  9 импульсов, а информационные выходы через коммутатор 12

10

15

20

ка 8. Второй вход блока 2 управлени  соединен с дополнительным выходом формирс)вател  1.

Формирователь 1 представл ет собо устройство, формирующее импульсы, длительность которых t пропорционал на мгновенным значени м сдвига фаз между опорным U колебанием и- исследуемыми Uj радиоимпульсными сигналами . Формирователь 1 содержит два уси лител -ограничител , два формировате л  коротких импульсов и управл ющий триггер, выход которого  вл етс  основным выходом формировател . Выход усилител -ограничител  опорного канала  вл етс  дополнительным выходом формировател  1.

Блок 2 управлени  (фиг. 2) содержит врем задающий делитель 13 частоты , определ ющий длительность измери тельного цикла цифрового фазометра и четыре генератора 14-17 одиночных

5 импульсов,циф- 25 „ „ульсов, два из которых формируют ры 6 и 7, реги э-fтгопглт тг тог ттп т-т т I д т f3 mwut-.Tti n

30

35

40

короткие отрицательные импульсы в моменты перепада уровней входного на пр жени  из ЛОГ.1 в лог.О, третий формирует короткие положительные импульсы при перепаде уровней входного напр жени  из лог.О в лог.1, а четве тый формирует короткие отрицательные импульсы также при перепаде уровней из лог. О в лог. 1. Кроме того,блок 2 управлени  содержит два элемента 18 и 19 задержки, два элемента 20 и 21 И-НЕ, один RS-триггер 22 и два инвертора 23 и 24.

Цифровые пиковые детекторы .6 и 7 предназначены дл  определени  максимального (детектор 6) и минимального (детектор 7) значений измен ющегос  во времени фазового сдвига за врем , .измерительного цикла. Каждый из де- 45 текторов 6 и 7 содержит (см. фиг. 3) регистр 33 пам ти, схему 34 сравнени кодов и элемент И 35. Регистр пам ти может быть выполнен на D-триггерах, D-входы которых объединены с соответ ствующими разр дами схемы сравнени  кодов и подключены к кодовому выходу счетчика 5 импульсов, тактовые входы соединены между собой и подключены к выходу элемента И. Схема сравнени  кодов выдает на своем выходе лог. 1 в том случае, когда очередное мгнове ное значение сдвига фаз, поступающее на вход цифрового пикового детектора 6, больше (а на вход детектора 7 50

55

ка 8. Второй вход блока 2 управлени  соединен с дополнительным выходом формирс)вател  1.

Формирователь 1 представл ет собой устройство, формирующее импульсы, длительность которых t пропорциональна мгновенным значени м сдвига фаз между опорным U колебанием и- исследуемыми Uj радиоимпульсными сигналами . Формирователь 1 содержит два усилител -ограничител , два формировател  коротких импульсов и управл ющий триггер, выход которого  вл етс  основным выходом формировател . Выход усилител -ограничител  опорного канала  вл етс  дополнительным выходом формировател  1.

Блок 2 управлени  (фиг. 2) содержит врем задающий делитель 13 частоты , определ ющий длительность измерительного цикла цифрового фазометра и четыре генератора 14-17 одиночных

„ „ульсов, два из которых формируют

5 „ „ульсов, два из которых формируют

тгопглт тг тог ттп т-т т I д т f3 mwut-.Tti n

0

5

0

короткие отрицательные импульсы в моменты перепада уровней входного напр жени  из ЛОГ.1 в лог.О, третий формирует короткие положительные импульсы при перепаде уровней входного напр жени  из лог.О в лог.1, а четвертый формирует короткие отрицательные импульсы также при перепаде уровней из лог. О в лог. 1. Кроме того,блок 2 управлени  содержит два элемента 18 и 19 задержки, два элемента 20 и 21 И-НЕ, один RS-триггер 22 и два инвертора 23 и 24.

Цифровые пиковые детекторы .6 и 7 . предназначены дл  определени  максимального (детектор 6) и минимального (детектор 7) значений измен ющегос  во времени фазового сдвига за врем , .измерительного цикла. Каждый из де- 5 текторов 6 и 7 содержит (см. фиг. 3) регистр 33 пам ти, схему 34 сравнени  кодов и элемент И 35. Регистр пам ти может быть выполнен на D-триггерах, D-входы которых объединены с соответствующими разр дами схемы сравнени  кодов и подключены к кодовому выходу счетчика 5 импульсов, тактовые входы соединены между собой и подключены к выходу элемента И. Схема сравнени  кодов выдает на своем выходе лог. 1 в том случае, когда очередное мгновенное значение сдвига фаз, поступающее на вход цифрового пикового детектора 6, больше (а на вход детектора 7 0

5

меньше) значени  фазового сдвига,ранее записанного в его регистр пам ти . Запись последующего большего (в детекторе 6) или меньшего (в детекторе 7) значени  в регистр пам ти осуществл етс  по команде, подаваемой с выхода 26 блока 2 управлени .Установка регистра пам ти в исходное состо ние (нулевое в детекторе 6 и единичное в детекторе 7) перед началом нового измерительного цикла производитс  сигналом, поступающим на его установочный вход с выхода 27 блока 2 управлени .

Коммутатор 12 может быть выполнен на мультиплексорах, например 155 КШ, управл емых кодом, формируемым с по- мощью многополюсного переключател  (см. фиг. 4).

Цифровой фазометр работает следующим образом.

После включени  он устанавливаетс  в исходное положение, при котором элемент И 3 закрыт низким потенциалом с выхода формировател  1, счетчик 5 импульсов и регистр 33 пам ти в цифровом пиковом детекторе 6 наход тс  в нулевом состо нии, регистр пам ти в цифровом пиковом детекторе 7 находитс  в единичном состо нии, цифровые пиковые детекторы 6 и 7 и регистрирующий блок 8 заблокированы НИЗКИМ потенциалом с выходов 26 и 28 блока 2 управлени . Позици ми 29 и 30 обозначены выходы блока 2 управлени .

При поступлении опорного U и радиоимпульсного и сигналов на основном выходе формировател  1 по вл етс  последовательность импульсов положительной пол рности, длительность которых (t,) пропорциональна измер емым мгновенным значени м фазовых сдвигов. Эти импульсы открывают элемент ИЗ, через который высокочастотные колебани  эталонного генератора 4 поступают на счетный вход счетчика 5 импульсов, и, кроме того, подаютс  на вход 31 .блока 2 управлени . Одновременно с дополнительного выхода формировател  1 на вход 32 блока 2 управлени  поступают пр моугольные импульсы типа меандр, сформированные, из опорного и сигнала. Обнуление счетчика 5 по окончании измерени  каждого мгновенного значени  фазового сдвига производитс  по команде, поступающей с выхода 25 блока 2 управлени .

В случае определени  параметров переходного процесса по фазе, возникающего в четырехполюснике под воз- (. действием одиночного радиоимпульсного сигнала, св зь между выходами распрег делител  9 импульсов и третьим входом элемента И 3 с помощью переключател  10 размыкаетс .

0 При .этом с момента поступлени  радиоимпульса на вход фазометра измер ют все мгновенные значени  фазовых сдвигов за каждый период частоты заполнени  радиоимпульсного сигнала.

5 С помощью распределител  9 импульсов мгновенные значени  фазовых сдвигов последовательно записываютс  в регистры 11., 11,, 11, и Tin. После окон 1

2

0

0

э

чани  измерений зафиксированные в регистрах мгновенные значени  фазовых сдвигов через коммутатор . 12 поочередно вывод тс  на регистрирующий блок 8, что позвол ет по точкам воспроизвести кривую переходного

5 процесса по фазе. По полученной кри:- вой переходного процесса можно уже определить и все необходимые его параметры; размах, длительность, вид (колебательный, апериодический и т.п.).

Если определ ютс  параметры переходного процесса по фазе, возникающие в четырехполюснике под воздействием непрерывной последовательности радио импульсов, третий вход элемента И 3 с помощью переключател  10 подсоеди- й етс  к одному из выходов распределител  9 импульсов.

При этом, в течение измерительного

0 цикла Тц из каждого радиоимпульсного сигнала в счетчике 5 импульсов записываетс  только одно, соответствующее положению переключател  10, мгновенное значение сдвига фаз. Все эти

g значени  непрерывно анализируютс  в цифровых пиковьк детекторах 6 и 7, и к концу цикла Т„ по команде с выхода 28 блока 2 управлени  в регистрирующий блок 8 заноситс  информаци  о максимальном (из детектбзра 6) и минимальном (из детектора 7) значени х фазового сдвига из числа записываемых в счетчике 5. Разница между максимальным и минимальным значени g ми сдвига фаз, полученными за врем  Тц, соответствует ширине зоны раз- .броса (повтор емости) мгновенных значений фазовых сдвигов на заданном частоты заполнени  радиоим0

5

пульсных сигналов. С помощью пере-, ключател  10 можно анализировать ши- рину зоны разброса мгновенных значений фазовых сдвигов на любом требуе-- мом периоде частоты заполнени  непре- рывно следующих радиоимпульсов.

По окончании измерительного цикла по команде с выхода 27 блока 2 управлени  регистры в цифровых пиковых де1320

пиковых детекторов, информационные входы которых объединены и соедине ны с информационными выходами счет чика и входами с первого до п-го р гистров , выходы которых соединены соответствующими входами коммутато ра, выходы которого соединены с тр тьими информационными входами реги стрирующего блока, четвертый и п т

текторах 6 и 7 сбрасываютс  в нулевое Ю выходы блока управлени  соединены

состо ние и весь фазометр приводитс  в исходное состо ние.

соответственно с- первым и вторым входами распределител , выходы которого соединены с соответствующими входами каждого регистра и переключател , выход которого соединен с Фьим входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика , установочный вход которого соединен с шестым выходом блока управлени .

2.Фазометр по п. 1 ,о т л и ч а ющ и й- с   тем,что блок управлени  в нем содержит четыре генератора одиночных импульсов, два элемента задержки,два.

Таким образом, предлагаемый фазометр имеет широкие функциональные воз-}5 можности, которые достигаютс  за счет введени  в его состав распределител  импульсов, переключател , п регистров коммутатора и счетчика. При этом обес- , печиваетс  возможность определени  20 параметров переходного процесса по фазе, возникающего в четырехполюснике под воздействием или одиночного ра- радиоимпульсного сигнала или-непрерывной последовательности радиоимпульса. 25 элемента И-НЕ, RS-триггер, два элемента НЕ, а также врем задающий делиФормула изобретени тель частоты, вход которого  вл етс 

входом блока управлени  и соединен с

1. Цифровой фазометр мгновенных входами первого и второго генерато- значений, содержащий формирователь, 30 Ров одиночных импульсов, выход пер- входы которого  вл ютс  входами фазо- вого из которых соединен с первыми метра, блок управлени , два регистра, два цифровых пиковых детектора,соединенных управл ющими входами с выходами блока управлени , эталонный гене- рых  вл ютс  выходами блока управле- ратор, соединенный с входом элемента ни , при этом вход третьего генера- И, регистрирующий блок, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в

входами элементов И-НЕ, а выход второго - с входами первых элементов задержки и элемента НЕ, выходы кототора одиночных импульсов соединен с . выходом врем задающего делител  частоты , а выход - с входами вторых эле- него введены переключатель, распреде- 40 ментов задержки и элементов НЕ, вылитель импульсов, счетчик, коммутатор , регистры от третьего до п-го, причем выходы формировател  соответственно соединены с входами блока управлени , второй вход элемента И объединен с вторьм входом блока управлени , третий выход блока управлени  соединен с управл ющим входом регистрирующего блока, два информационных входа которого соединены с соответствую1дими выходами цифровых

07706

пиковых детекторов, информационные входы которых объединены и соединены с информационными выходами счетчика и входами с первого до п-го регистров , выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора , выходы которого соединены с третьими информационными входами регистрирующего блока, четвертый и п тый

Ю выходы блока управлени  соединены

соответственно с- первым и вторым входами распределител , выходы которого соединены с соответствующими входами каждого регистра и переключател , выход которого соединен с тре Фьим входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика , установочный вход которого соединен с шестым выходом блока управлени .

2.Фазометр по п. 1 ,о т л и ч а ющ и й- с   тем,что блок управлени  в нем содержит четыре генератора одиночных импульсов, два элемента задержки,два.

элемента И-НЕ, RS-триггер, два элеента НЕ, а также врем задающий деливходами первого и второго генерато- Ров одиночных импульсов, выход пер- вого из которых соединен с первыми рых  вл ютс  выходами блока управле- ни , при этом вход третьего генера-

входами элементов И-НЕ, а выход второго - с входами первых элементов задержки и элемента НЕ, выходы котовходами первого и второго генерато- Ров одиночных импульсов, выход пер- вого из которых соединен с первыми рых  вл ютс  выходами блока управле- ни , при этом вход третьего генера-

тора одиночных импульсов соединен с . выходом врем задающего делител  часто ходы которых  вл ютс  выходами бло- ка управлени , второй вход первого элемента И-НЕ  вл етс  вторым входом .блока управлени , а выход соединен с

45 выходом блока управлени  и с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с К входом RS-триг- гера и S-входом RS-триггера, выход которого через четвертьй генератор

50 одиночных импульсов соединен с выходом блока управлени .

гз

-ьтг

«OWM

TfTn

Т

CJ I

f

2

JT-IJL

i:

Z5

26

-.

1Г 1Б

27 -

,HJ

28

-

23

S r-I IT

17

38 -

Кре9ист1)ир(/ющбпи устройствуб

OmSuxoSoJS S fro ко г управлени 

OmcvKnvt/KoS Unnyfltcoi

От Btixoda r5 fj70/fo

Шие.З

S Ki sfnwhdnc/ujonsacf)

4.

ft

к 4

Редактор E. Копча

Составитель В. Шубин Техред М.Ходанич

Заказ 3553Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб.,д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4

Корректор В. Бут га

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Цифровой фазометр мгновенных значений, содержащий формирователь, 30 входы которого являются входами фазометра, блок управления, два регистра, два цифровых пиковых детектора,соединенных управляющими входами с выходами блока управления, эталонный генератор, соединенный с входом элемента И, регистрирующий блок, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переключатель, распреде- 40 литель импульсов, счетчик, коммутатор, регистры от третьего до п-го, причем выходы формирователя соответственно соединены с входами блока управления, второй вход элемента И 45 объединен с вторым входом блока управления, третий выход блока управления соединен с управляющим входом регистрирующего блока, два информационных входа которого соединены с 5Q соответствующими выходами цифровых' пиковых детекторов, информационные входы которых объединены и соединены с информационными выходами счетчика и' входами с первого до η-го регистров , выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора, выходы которого соединены с третьими информационными входами регистрирующего блока, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно с· первым и вторым входами распределителя, выходы которого соединены с соответствующими входами каждого регистра и переключателя, выход которого соединен с тре* Фьим входом элемента И, выход κοτόρο го соединен со счетным входом счетчика, установочный вход которого соединен с шестым выходом блока управления.
2. 2. Фазометр по π.Ι,οτ личающийс я тем,что блок управления в нем содержит четыре генератора одиночных импульсов, два элемента задержки,два»< элемента И-НЕ, RS-триггер, два элемента НЕ, а также времязадающий делитель частоты, вход которого является входом блока управления и соединен с входами первого и второго генераторов одиночных импульсов, выход первого из которых соединен с первыми входами элементов И-НЕ, а выход второго - с входами первых элементов задержки и элемента НЕ, выходы которых являются выходами блока управления, при этом вход третьего генератора одиночных импульсов соединен с выходом времязадающего делителя частоты, а выход - с входами вторых элементов задержки и элементов НЕ, выходы которых являются выходами блока управления, второй вход первого элемента И-НЕ является вторым входом блока управления, а выход соединен с выходом блока управления и с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с R-входом RS-триггера и S-в.ходом RS-триггера, выход которого через четвертый генератор одиночных импульсов соединен с выходом блока управления.

   Γ32Ο7 7Ο

   От счетчика 5

   ОнпульсоО _т _

   Фиг. 3

   8 ояоид faafnwfitinctujonaadу

   От регистров Л памяти фиг.