SU1396083A1 - Цифровой след щий фазометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к элект- рическим измерительным устройствам и может быть использовано дл  непрерывного слежени  за разностью фаз двух электрических колебаний в системах хранени  времени и радионавигации. Целью изобретени   вл етс  повьшение быстродействи  фазометра. Цифровой след щий фазометр состоит из формировател  1 мерных интервалов, ключа 2, делител  3 частоты, линейного счетчика 4, генератора 5 измерительных импульсов, линии 8 задержки и реверсивного счетчика 9. В него введены регистр 12, блок 13 сравнени  и два блока 10 и 11 управлени , а также новые св зи, между элементами. В описании приведены примеры реализации блоков 10 и 11 управлени . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л

Description

СО

со о о

00

со

It

If f

ОЙЛ./

: Изобретение относитс  к электрическим измерительным устройствам и может быть использовано дл  непрерывного слежени  за разностью фаз двух электрических колебаний с выдачей приращени  разности фаз за интервал времени измерени  в системах хранени  времени и радионавигационных системах.

Целью изобретени   вл етс  повыше- : ние быстродействи  фазометра, : На фиг. 1 представлена CTpykTyp- |на  схема цифрового след щего фазо- Ыетра; на фиг. 2 - структурна  схема блока управлени ; на фиг. 3 - структурна  схема блока сравнени .

Фазометр содержит последовательно соединенные формирователь 1 мерных интервалов, ключ 2, первый делитель 3 частоты и линейный счетчик 4э а также последовательно соединенные генератор 5 импульсов, выход которого подсоединен к второму входу к,пюча 2, второй 6 и третий 7 делители часто1Ъ1 и линию 8 задержки, а также реверсив- ньй счетчик 9 и блоки 10 и 11 управлени . Линейный счетчик 4 через регистр 12 соединен с блоком 13 сравне

Iни , при этом управл ющий вход регист-зо узлов сравнени  кодов объединены и

: ра 12 подсоединен к выходу линии 8 :задержки. Первые входы блоков 10 и 11 управлени  соединены: с. выходом вто- Iporo делител  6 частоты. Первые выхо- ды первого 10 и второго 11 блоков управлени  соединены с входами сложени  и вычитани  соответственно реверсивного счетчика 9, выходы которого соедд - .нены с вторыми входами блока 13 срав- ;нени . Второй выход первого блока 10 управлени  соединен с вторым входом второго блока 11 управлени , второй выход второго блока 11 управлени  со- 1единен с вторым входом первого блока 10 управлени .

Первый выход блока 13 сравнени  соединен с третьим входом первого блока 10 управлени , второй выход блока 13 сравнени  соединен с третьим,, входом второго блока управлени , третий выход блока 13 сравнени  соединен с четвертым входом первого блока :10 управлени  и п тьвч входом второго

блока 11 управлени . Четвертый выход рых пропорционально разности фаз. Деблока 13 сравнени  соединен с четвертым входом второго блока 11 управлени  и п тым входом первого блока 10 управлени .

лители 3, 6, 7 частоты и линейньй счетчик 4 обеспечивают преобразование последовательной информации в параллельную с последующей записью в реO

5

5

Блоки 10 и 11 управлени  содержат два элемента И 14 и 15, два элемента ИЛИ 16 и 17 и элемент НЕ 18. Первые входы элементов И 14 и 15 объединены и соединены с первым входом блока 10 (11) управлени . Выходы элементов И 14 и 15 подсоединены к входам первого элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с первым выходом блока 10 (11) управлени . Вторые входы второго 14 и первого 15 элементов И соединены соответственно с вторым и третьим входами блока 10 (11) управлени , третий вход элемента И 14 соединен с выходом элемента ИЛИ 17, первый и второй входы которого соединены с четвертым и п т ым входами блока 10 (11) управлени . Третий вход элемента И 15 соединен с первым входом элемента ИЛИ 17, а четвертый вход Ъле- мента И 15 соединен с вторым выходом блока 1Q (11) управлени  и выходом элемента НЕ 18, вход которого соединен с вторым входом элемента И 14.

Блок 13 сравнени  содержит п ть узлов 19-23 сравнени  кодов и два элемента И 24, 25, Входы первого 19, второго 20 и первые входы п того 23

0

5

0

5

,,

соединены с первыми входами блока 13 сравнени . Входы третьего 21, четвертого 22 и вторые входы п того 23 узлов сравнени  кодов объединены и  вл ютс  вторым входом блока 13 сравнени . Выходы первого 19 и третьего 21 узлов сравнени  кодов соединены с входами первого элемента И 24, выход которого соединен с первым выходом блока 13 .сравнени . Выходы второго 20 и четвертого 22 узлов сравнени  кодов соединены с входами второго элемента И 25, выход которого соединен с вторым выходом блока 13 сравнени , третий и четвертый выходы которого соединены с выходами п того узла 23 сравнени  кодов.

Устройство работает следующим образом .

Формирователь 1 мерных интервалов формирует импульс, пропорциональный разности фаз входных сигналов F и F. На выходе ключа 2 образуютс  пачки импульсов , число импульсов в которых пропорционально разности фаз. Делители 3, 6, 7 частоты и линейньй счетчик 4 обеспечивают преобразование последовательной информации в параллельную с последующей записью в регистр 12. Перевод дискретной (пачками ) информации о разности фаз в посто нную производитс  путем записи информации в регистр 12. Объемы линейного счетчика 4, регистра 12 и реверсивного счетчика 9 должны быть равны. При поступлении импульса с третьего делител  7 через линию 8 задержки на регистр 12 информаци  из линейного счетчика 4 переписываетс  в регистр 12„ В блоке 13 сравнени  сравниваетс  информаци  в виде цифрового кода, содержаща  в регистре 12 и реверсивном счетчике 9. Если цифровой код, содержащийс  в реверсивном, счетчике 9, меньше кода в регистре 12, то на третьем выходе блока 13 сравнени  вьщаетс  сигнал разрешени  на четвертый вход первого блока 10 управлени j поэтому счетные импульсы с второго делител  6 частоты проход т через элемент И 15 и элемент ИЛИ 16 первого блока 10 управлени  на вход сложени  реверсивного счетчика 9. При этом 25 действие измерени  разности фаз в

на третий и четвертый входы элемента И 15 поступает сигнал разрешени  через элемент НЕ 18 этого же блока 10 и с четвертого выхода блока 13 срав- нени . Импульсы поступают на ревер- сивньй счетчик 9 до тех пор, пока код реверсивного счетчика 9 не станет равным коду регистра 12. При достижении равенства кодов снимаетс  сигнал разрешени  с блока 10 управлени  по третьему входу.

Аналогично происходит подстройка реверсивного счетчика 9, если величина цифрового кода, содержащегос  в- нем, больше кода, содержащегос  в регистре 12, при этом счетные импульсы поступают на вход вычитани  реверсивного счетчика 9 и работает второй блок 11 управлени .

Дл  исключени  пересчета реверсивного счетчика 9 при перекоде кода регистра 12 из нулевого состо ни  в максимальное используютс  дополнительные узлы 19-22 сравнени  кодов в блоке 13 сравнени . Если в регистре 12 : записан максимальный цифровой код и реверсивный счетчик уравновесилс , то с изменением информации на единицу в регистре 12 устанавливаетс  код, равный нулю (случай увеличени  разности фаз измер емых сигналов). Дл  иск.гпочени  пересчета реверсивного счетчика 9 с максимального значени  до нул  срабатывают узлы 19 и 21 ера-

внени  кодов, причем узел 21 выдает сигнал о том, что код регистра 12 равен нулю, а узел 19 - что код реверсивного счетчика 9 максимален. Элемент И 24 выдает сигнал логической единицы на первый выход блока 13 сравнени , который поступает на блоки 10 и 11 уравнени , закрывает прохождение импульсов через элемент И 15 второго блока 11 управлени  и разрешает прохождение импульсов счета через элемент И 14 первого блока

10управлени . С изменением информации еше на единицу в регистр 12 разрешаетс  прохождение импульсов через элемент И 15 блока 10 управлени .

Аналогично работает второй блок

11управлени  при переходе информации в регистре 12 от нул  к максимуму (случай уменьшени  разности фаз входных сигналов).

Таким образом, цифровой след щий фазометр позвол ет повысить быстрослед щем режиме.

Врем  измерени  фазометра, прин того за прототип, определ етс  по следующей формуле:

макс

MN

f

N 2

(1)

где Т,

5

0

максимальное врем  отработки фазометра, равное N/2 тактам;

коэффициент делени  1-го делител  и объем линейного и реверсивного счетчиков; коэффициент делени  2-го делител ;

частота генератора импульсов . Зададим f 1 МГц, N 1000, М

Mav.c

N

М

f 10, тогда

45

io-igoo-шоо То 2

5 с.

0

где Т

макс

Врем  измерени  описанного цифрового след щего фазометра определ етс  по следующей формуле:

Т/макС - )

максимальное врем  отработки фазометра, равное одному такту; в соответствии с формулой

(1).

При f 1 МГц. К 1000, М 10

. 12..1000 - 1П-2

10

5 M,N,f

М«чс

10-2 с.

Согласно приведенным выводам цифро- пой след щий фазометр обладает значительно более высоким быстродействием по сравнению с известны;-1и устройствами г что особенно важно в системах слежени  за фазой.

Форму. а изобретени 

Claims (3)

1. Цифровой след ш,ий фазометр, выходы подсоединены к входам первого

держащий последовательно соединенные формирователь мерных интервалов, вход КОТОРОГО соединен с входными клемма- устройства, ключ, первый делитель частоты и линейный счетчик, а также Последовательно соединенные генератор измерительных импульсов, выход которого одновременно подсоединен к второму входу ключа, второй и третий де- Лители частоты и линит-о задержки, а реверсивный счетчик, о т л и - а ю щ и и с   тем, что, с целью йовышени  быстродействи , введены Подсоединенные к линейному счетчику Последовательно соединенные регистр и блок сравнени , а также два блока управлени , при этом управл ющий вход Г гистра подсоединен к выходу линии задержки, первые входь.1 блоков управлени  соединены с выходом второго де- лИтел  частоты, первые, выходы перво- гЬ и второго блоков управлени  - с вНодами сложени  и вычитани  соответ- с гвенно реверсивного счетчика9 выходы которого соединены с вторыми входами блока сравнени , второй вьпсод первого блока управлени  соединен с вто- pifM входом второго блока управлени ,- второй выход второго блока управлени  с вторым входом первого блока управлени , первый выход блока сравнени  - с третьим -входом первого блока управлени , второй выход блока сравнени  - с третьим входом второго блока управлени , третий выход блока сравнени  - с четвертым входом первого блока уп- рйвлени  и п тым входом второго блока управлени , а четвертый выход блока сравнени  соединен с четвертым вхо

дом второго, блока управлени  и п тым входом первого блока управлени .

2, Фазометр по п. 1, отличающийс  тем, ЧТО; блок управлени  содержит два элемента И, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем первые входы элементов И объединены и соединены с первым входом блока управлени , а их

0 Q

элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока управлени , при этом вторые входы соответственно второго и первого элементов И соединены с вторьм.и третьим входами блока управлени , четвертый и п тьм входа которого - соответственно с первым и вторьпуг входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, третий вход второго -элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, а четвертый вход второго элемента И с вторым выходом блока уп-. 5 равлени  и выходом элемента НЕ s вход которого соединен с вторым входом первого элемента И,

3. Фазометр по п. 1, отличающийс  тем, что блок сравнени  содержит п ть узлов сравнени  кодов и два элемента И, причем входы первого , второго и первые входы п того узлов сравнени  кодов объединены и соединены с первыми входами блока сравнени , входы третьего, четвертого и вторые входы п того узлов сравнени  кодов объединены и соединены с

5

вторыми входами блока сравнени , выходы первого и третьего узлов сравнени  кодов соединены с входами первого элемента И, выход которого соединен с первым выходом блока срав- нени  выходы второго и четвертого узлов, сравнени  кодов соединены с входами второго элемента И, выход которого соединен с вторым выходом бло-. ка сравнени , третий и четвертый выходы которого соединены с выходами п того узла сравнени  кодов.

Редактор А. Маковска 

Составитель М. Катанова

Техред-М.ХоданичКорректор и. Муска

фиг 2

ff5

фи.З