SU1368808A1

SU1368808A1 - Цифровой фазометр

Info

Publication number: SU1368808A1
Application number: SU864116269A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Николаевич Печенежский; Владимир Васильевич Питутин
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1988-01-23

Abstract

Изобретение может быть использовано при создании фазометрической аппаратуры, работающей на низких и средних частотах. Цель изобретени - повышение быстродействи устройства . Фазометр содержит нуль-орган 1, временные дискриминаторы 3 и 4 максимумов, формирователь 4 опорных сигналов, элементы 2И 5 и 6, микропроцессор 7, индикатор 8 и блок 9 управлени . Введение нуль-органа 10, временных дискриминаторов 11 и 12 максимумов, инверторов 13 и 14 и конкретное выполнение блока 9 управлени позвол ют при запуске фазометра в момент времени, соответствующий положительному полупериоду, получать выигрыш во времени, пропорциональный полупериоду сигнала. 1 3.п. ф-лы, ил.

Description

оо

О5 00 00

о

00

Изобретение относитс к измерительной технике н может быть использовано при создании фазометрической аппаратуры, работающей на низких и средних частотах.

Цель изобретени - повышение быстродействи с сохранением точности. На чертеже приведена блок-схема фазометра.

В состав цифрового фазометра вход т нуль-орган 1, временные дискриминаторы 2 и 3 максимумов, формирователь 4 опорного сигнала, элементы 2И 5 и 6, микропроцессор 7, индикатор 8, блок 9 управлени , нуль-орган 10, временные дискриминаторы 11 и 12 максимумов и инверторы 13 и 14

Блок 9 управлени состоит из триггеров 15-17, элемента 2И 18, кнопки 19 Пуск, элемента 2И 20, элементов ЗИ 21-24, триггеров 25 и 26, элементов ИЛИ 27-29.

Вход нуль-органа 1 соединен с входом первого временного дискриминатора 2 максимумов, вход второго временного дискриминатора 3 максимумов соединен с входом формировател 4 опорного сигнала, выход которого соединен с первыми входами элементов 2И 5 и 6, выходы которых соединены с входами микропроцессора 7, соединенного с индикатором 8, первые два выхода блока 9 управлени соединены с управл ющими входами микропроцессора 7 и вторыми входами элементов 2И 5 и 6, третий выход блока 9 управлени соединен с третьи управл ющим входом микропроцессора 7. Вход первого инвертора 13 соединен с входом первого нуль-органа 1, а выход - с входом второго нуль-органа 10 и входом третьего временного дискриминатора 11 максимумов, вход второго инвертора 14 соединен с входом формировател 4 опорного сигнала , а выход - с входом четвертого временного дискриминатора 12 максимумов , выходы первого нуль-органа 1, первого и второго временных дискриминаторов 2 и 3 максимумов, второго нуль-органа 10 и третьего и четвертого дискриминаторов 11 и 12 максимумов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, п тым и шестым входами блока 9 управлени .

В блоке 9 управлени кнопка 19 Пуск соединена с единичным входом

первого триггера 15, первый вход элемента 2И 18 соединен с первым входом блока 9 управлени , а выход - с единичным входом второго триггера 16, нулевые входы триггеров 15-17, 25 и 26 объединены. Второй вход элемента 2И 18 соединен с вторым входом элемента 2И 20 и с пр мым выходом Q триггера 15, инверсный выход которого соединен с третьим выходом блока 9 управлени , выход элемента 2И 20 соединен с единичным входом триггера 25, пр мой выход которого соеди- 5 нен с входами элемента ИЛИ 27 и элемента ЗИ 21, а инверсный выход - с входом элемента ЗИ 22, пр мой выход триггера 16 соединен с вторым входом элемента ЗИ 22 и входом эле- 0 мента ИЛИ 27, выход которого соединен с вторым выходом блока 9 управлени , а инверсный выход триггера 16 соединен с вторым входом элемента ЗИ 21, а выход элемента ЗИ 21 соеди- 5 нен с единичным входом триггера 26, пр мой выход которого соединен с входом элемента ИЛИ 28 и первым входом элемента ЗИ 23, а инверсный выход - с первым входом элемента ЗИ 0 24, выход элемента ЗИ 22 соединен с единичным входом триггера 17, пр мой выход которого соединен с вторым входом элемента ЗИ 24 и входом элемента ИЛИ 28, а инверсный выход - с вторым входом элемента ЗИ 23, выходы элементов ЗИ 23 и 24 соединены с входами элемента ИЛИ 29, выход которого соединен с нулевыми входами триггеров 15-17, 25 и 26.

Второй, третий, четвертый, п тый и шестой входы блока 9 управлени соединены соответственно с третьими входами элементов ЗИ 22 и 24, первым входом элемента 2И 20 и третьими вхое дами элементов ЗИ 21 и 23, первый выход блока 9 управлени соединен с выходом элемента ИЛИ 28.

Фазометр работает следующим образом .

Синусоидальные напр жени , между

5

0

которыми измер етс фазовый сдвиг.

U.(t) U(t)

1m

гт

Sin СО t.

sin(tot -cf).

подаютс соответственно на первый и второй входы фазометра. Нуль-орган 1 и временной дискриминатор максимумов выдел ют соответственно момент перехода через нуль из минуса в плюс и момент наступлени максимума сигнала U,(t). Нуль-орган 10 и временной дискриминатор 11 максимумов выдел ют соответственно момент перехода через нуль из минуса в плюс и момент наступлени максимума инвертированного сигнала U,(t), который по вл етс на выходе инвертора 13. Временные дискриминаторы 3 и 12 максимумов выдел ют моменты наступлени максимумов сигналов соответственно ) и инвертированного ), который по вл етс на выходе инвертора 14. Во все эти моменты времени на выходах соответствующих блоков формируютс управл ющие сигналы, поступающие в блок

9управлени . Формирователем 4 осуществл етс преобразование напр жени UgCt) в пропорциональную частоту следовани импульсов

f(t)(t)(GJ t -с), (1

где К, - коэффициент передачи формировател 4 опорного сигнала .

Элементы 2И 5 и 6 в исходном состо нии закрыты нулевыми потенциала ми триггеров 17 и 26, объединенными через элемент ИЛИ 28, и триггеров 16 и 25, объединенных через элемент ИЛИ 27, блока 9 .управлени .

При нажатии кнопки 19 Пуск на пр мом выходе триггера 15 по вл етс единичный потенциал, подготавли- ваюций к работе элементы 2И 18 и 20 В зависимости от того, в какой из моментов времени, соответствующий положительному или отрицательному полупериоду сигнала U,(t), нажата кнопка 19 Пуск, первый импульс по вл етс на выходе нуль-органа

10или нуль-органа 1. Рассмотрим случай, когда кнопка

19 Пуск нажата в момент времени, соответствующий положительному полупериоду сигнала U,(t). При этом первым наступает момент перехода через нуль из минуса в плюс дл инвертированного сигнала U,(t), по сравнению с сигналом U(t), т.е. первым срабатывает нуль-орган 10. С его выхода импульс через элемент 2И 20 поступает на единичный вход триггера 25, в результате чего на его пр 68808мом выходе устанавливаетс ели:1нчн1пй потенциал, который поступает через элемент ИЛИ 27 на второй вход элемента 2И 6. Импульсы с формировател 4 ог орного сигнала начинают поступать в один из запоминающих регистров микропроцессора 7, адрес которого выбираетс по управл ющему сиг10 налу с триггера 25. Установившийс на пр мом выходе триггера 25 единичный потенциал разрешает прохождение импульсов с выхода временного дискриминатора 11 максимумов через элемент

15 ЗИ 21 на единичный вход триггера 26, а нулевой потенциал на инверсном выходе триггера 25 поступает на элемент ЗИ 22, запрещаетс прохождение через него импульсов с выхода вре20 менного дискриминатора 2 максимумов на единичный вход триггера 17, При наступлении максимума сигнала ) импульс с выхода временного дискриминатора 11 максимума чере элемент

25 ЗИ 21 поступает на единичный вход триггера 26, в результате чего на его пр мом выходе устанавливаетс единичный потенциал, который, проход через элемент ИЛИ 28 на вто30 рой вход элемента 2И 5, открывает этот элемент дл прохождени импульсов с формировател 4 опорного сигнала на запоминающий регистр микропроцессора 7, адрес которого выбираетс по управл ющему сигналу с триггера 26.

Единичный потенциал с пр мого выхода триггера 26, поступа на элемент ЗИ 23, открывает его дл про40 хождени импульсов с временного дискриминатора 12 максимумов. Нулевой потенциал с инверсного выхода триггера 26 запрещает прохождение импульсов с выхода временного дискри45 минатора 3 максимумов через элемент ЗИ 24. При первом же поступлении максимального сигнала U(t) импульс с выхода временного дискриминатора 12 максимумов поступает через эле5Q менты ЗИ 23 и ИЛИ 29 на нулевые входы триггеров 15-17, 25-26, возвраща их в исходное состо ние. Тем самым элементы 2И 5 и 6 станов тс нечувствительными к импульсам формисс ровател 4, прекраща их доступ в микропроцессор 7. С инверсного выхода триггера 15 поступает сигнал на третий управл ющий вход микропроцессора 7.

35

В том случае, когда запуск устройства происходит в момент времени соответствующий отрицательному полупериоду сигнала U(t), фазометр работает под управлением импульсов, вырабатываемых нуль-органом 1 и временными дискриминаторами 2 и 3 максимумов через соответствующие им элементы блока 9 управлени .

Таким образом, элемент 2И 5 оказываетс открытым дл прохождени ипульсов в течение фазового интервала 0. . .ll + ср , а элемент 2И 6 - в течение фазового интервала п/2., . . . п /2 + (f . За врем открытого состо ни элементов 2И 5 и 6 на соответствующие регистры микропроцессора 7 поступает соответственно количество импульсов

712.

N, f (t)d(cot)Kj U2(t)d(co t), JJ

0о

irji+tf |гн(

N2 f(t)d(0 t)K.( и (t)d(co t). У- J

Подставл в эти формулы выражение (1), получают

1Г|г+ц

N,K

I U sinCu t- qi)d(cot)

.cos cp , Tiz+4

(2)

i

и , sin(cO t - q)d(w t)

2m

KfUj sinlf,

Коды N, и Nj запоминаютс в заданных регистрах микропроцессора 7.

Единичный потенциал, поступающий на третий управл ющий вход микропроцессора 7 с триггера 15, вл етс командой Начало операции, по которой начинаетс выполнение микропрограммы вычислени фазового сдвига

tf arctg

Hi N,

Результаты вычислени отображаютс на индикаторе 8.

Таким образом, при запуске цифрового фазометра в момент времени, соответствующий положительному полупериоду , получают выигрьпи во времени, пропорциональный полупериоду сигнала ,по сравнению с известным устройством с сохранением прежней точности , что особенно важно при измерении сдвига фаз на средних и низких частотах .

Claims

Формула изобретени

15

20

1 . Цифровой фазометр, содержащий нуль-орган, первый и второй временные дискриминаторы максимумов, формирователь опорного сигнала, первый и второй элементы 2И,,микропроцессор, индикатор и блок управлени , причем вход нуль-органа соединен с входом первого временного дискриминатора максимумов и первой входной клеммой фазометра, вход второго временного дискриминатора максимумов соединен с входом формировател опорных сиг25 налов и второй входной клеммой фазометра , при этом выходы нуль-органа, первого и второго временных дискриминаторов максимума соединены соот- ретственно с первым, вторым и треть30 им входами блока управлени , а выход формировател опорного сигнала соедине} соответственно с первыми входами первого и второго элементов 2И, выходы которых соединены с вхо25 дами микропроцессора, выходом соединенного с индикатором, при этом первые два выхода блока управлени соединены с первым и вторым управл ющими входами микропроцессора и вто40 рыми входами элементов 2И, а третий выход блока управлени соединен с третьим управл гацим входом микропроцессора , отличающийс тем, что, с целью повышени быстро45 действи при сохранении точности, в него дополнительно введены второй нуль-орган, третий и четвертый временные дискриминаторы максимумов и два инвертора, причем вход перво5Q го инвертора соединен с первой входной клеммой фазометра, а выход - с входами третьего временного дискриминатора максимумов и второго нуль- органа, выход которого соединен с

55 четвертым входом блока управлени , а выход третьего временного дискриминатора соединен с п тым входом блока управлени , при этом вход второго инвертора соединен с второй

входной клеммой фазометра, а выход - с входом четвертого временного дискриминатора максимумов, выход которого соединен с шестым входом блока управлени .
2. Фазометр по п. 1, содержащий блок управлени , состо щий из трех триггеров, третьего и четвертого элементов 2И и кнопки Пуск,причем кнопка Пуск соединена с входом установки единицы первого триггера, первый вход третьего элемента 2И соединен с первым входом блока управлени , а выход - с входом установки единицы второго триггера, входы установки нул трех триггеров объединены , отличающийс тем, что в блок управлени дополнительно введены четыре элемента ЗИ, четвертый и п тый триггеры и три элемента ИЛИ, причем второй вход третьего элемента 2И соединен с вторым входом четвертого элемента 2И и пр мым выходом первого триггера, инверсный и пр мой выходы второго триггера соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ЗИ, при этом инверсный и пр мой выходы третьего триггера соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов ЗИ, выход четвертого элемента 2И соединен с входом установки единицы четвертого триггера, пр мой и инверсный выходы

которого Соединены cooTBC- TT-Hcf Ho с вторыми входами первого и второго элементов ЗИ, выход первого элемента ЗИ соединен с входом установки единицы п того триггера, пр мой и инверсный выходы которого соединены соответственно с вторыми входами треаьего и четвертого элементов ЗИ, а второй, третий, четвертый, п тый и шестой входы блока управлени соединены соответственно с третьими входами второго и четвертого элементов ЗИ, Бторьтм входом четвертого эле5 мента 2И и третьими входами первого и третьего элементов ЗИ, при этом пр мые выходы второго и четвертого триггеров соединены с входами первого элемента ИЛИ, а пр мые выходы

0 третьего и п того триггеров соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с выхо5 дом первого элемента ИЛИ, а третий - с инверсным выходом первого триггера , вход установки нул которого соединен с входами установки нул четвертого и п того триггеров и выходом

0 третьего элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами третьего и четвертого элементов ЗИ, а выход второго элемента ЗИ соединен с входом установки единицы третьегс триггера .