SU1422181A1 - Digital phase meter - Google Patents
Digital phase meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1422181A1 SU1422181A1 SU874182786A SU4182786A SU1422181A1 SU 1422181 A1 SU1422181 A1 SU 1422181A1 SU 874182786 A SU874182786 A SU 874182786A SU 4182786 A SU4182786 A SU 4182786A SU 1422181 A1 SU1422181 A1 SU 1422181A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- inputs
- output
- inverting
- outputs
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение может быть использовано в устройствах измерени сдвига фаз. Цель изобретени - повышение - точности. Цель достигаетс исключением фазоамплитудной погрешности, вносимой переменной составл ющей температуры р-п-переходов туннельных диодов , вход щих в переключающие элементы 3 и 4. С помощью сумматоров 12,13, D-триггеров. 14, 15, инвертирующих ключей 16, 17, делител I8 на два и элемента И 19 вьтолн етс переключение туннельных диодов на восход щую ветвь характеристики через один период.квантующей частоты. При этом средн мощность не измен етс в течение периода входного сигнала и температуры р-п-переходов остаетс посто нной. Фазометр содержит также согласующие блоки 1 и 2, токовые ключи 5 и 6, генератор 7 квантующих импульсов, элемент ИСКЛЮ ШО- ЩЕЕ ИЛИ 9, элемент И 10, счетчик 11, врем задающий блок 8. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (О С/)The invention can be used in devices for measuring phase shift. The purpose of the invention is to increase - accuracy. The goal is achieved with the exception of phase-amplitude error introduced by the variable component of the temperature of pn-junctions of tunnel diodes included in switching elements 3 and 4. With the help of adders 12,13, D-flip-flops. 14, 15, inverting keys 16, 17, divider I8 into two, and element 19, the switching of the diode diodes to the upstream branch of the characteristic takes place after one period of the quantizing frequency. At the same time, the average power does not change during the period of the input signal and the temperature of the pn junctions remains constant. The phase meter also contains matching blocks 1 and 2, current switches 5 and 6, generator 7 of quantizing pulses, the element SPARE OR 9, the element AND 10, the counter 11, the time master unit 8. 1 Cp. f-ly, 4 ill. (O S /)
Description
4 ю4 th
юYu
t4t4
0000
Изобретение относитс к радиоизмерительной технике и может быть использовано при построении цифровых фазометров, предназначенных дл измерени сдвига фаз гармонических сигналов в широком диапазоне частот.The invention relates to a radio metering technique and can be used in the construction of digital phase meters designed to measure the phase shift of harmonic signals in a wide frequency range.
Цель изобретени - повышение точности измерени сдвига фаз.The purpose of the invention is to improve the accuracy of phase shift measurement.
На фиг. 1 приведена структурна схема цифрового фазометра; на фиг. 2 эпюры напр жений, по сн ющие принцип работы фазометра; на фиг. 3 - функциональна схема переключающего элемента; на фиг. 4 - функциональна схема инвертирующего ключа.FIG. 1 shows a block diagram of a digital phase meter; in fig. 2 voltage plots explaining the principle of operation of the phase meter; in fig. 3 - functional diagram of the switching element; in fig. 4 - functional inverting key scheme.
Цифровой фазометр содержит два соласующих блока 1 и 2, два переключающих элемента 3 и 4, два токовых ключа 5 и 6, генератор 7 квантую- щих импульсов, врем задающий блок 8, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ. И.ПИ 9, элемент И 10, счётчик 11, причем первые входы переключающих элементов 3 и 4 подключены к пр мому выходу генератора 7 квантующих импульсов, а их выходы к входам токовых ключей 5 и 6, выход врем задающего блока 8 подключен к первому входу элемента И 10 выход которого подключен к входу сче чика 1I, а также два сумматора 12 и 13, два D-триггера 14 и 15, два инвертирующих ключа 16 и 17, делитель 18 частоты на два, дополнительный элемент И 19, подключенньй первым входом к элементу ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, а вторым - к входам синхронизации D-триггеров 14 и 15, управл ющим входам инвертирующих ключей 16 и 17 к входу врем задающего блока 8 и к выходу делител 18 частоты на два, причем выход дополнительного элемента И 19 подключен к входу элемента И 10, выходы согласующих блоков 1 и 2 - к первым входам сумма- тора 12 и 13, выходы которых подключены к сигнальным входам переключающих элементов 3 и 4, выходы токовых ключей 5 и 6 подключены к D-входам D-триггеров 14 и 15, а выходы В-триг геров соединены с входами инвертирующих ключей 16 и 17 и входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, инвесрный выход генератора 7 квантующих импульсов соединен с вторыми входами пере- ключающих элементов 3 и 4, а логический выход генератора 7 квантующих импульсов подключен к делителю 18 частоты на два, выходы инвертирующихThe digital phase meter contains two soldering units 1 and 2, two switching elements 3 and 4, two current switches 5 and 6, a generator of 7 quantum pulses, a time master unit 8, and an EXCLUSIVE element. I.PI 9, element I 10, counter 11, the first inputs of switching elements 3 and 4 are connected to the forward generator output 7 of quantizing pulses, and their outputs to the inputs of current switches 5 and 6, the output time of master unit 8 is connected to the first input element 10 whose output is connected to the input of the counter 1I, as well as two adders 12 and 13, two D-flip-flops 14 and 15, two inverting keys 16 and 17, frequency divider 18 by two, an additional element And 19 connected by the first input to element EXCLUSIVE OR 9, and the second - to the synchronization inputs of D-flip-flops 14 and 15, controlling the moves of the inverting keys 16 and 17 to the input are the time of the master unit 8 and to the output of the frequency divider 18 by two, the output of the additional element And 19 is connected to the input of the element And 10, the outputs of matching blocks 1 and 2 to the first inputs of the summer 12 and 13 The outputs of which are connected to the signal inputs of the switching elements 3 and 4, the outputs of the current switches 5 and 6 are connected to the D inputs of the D-flip-flops 14 and 15, and the outputs of the B-triggers are connected to the inputs of the inverting keys 16 and 17 and the inputs of the EXCLUSIVE OR elements , investor output of the generator 7 quantizing pulses It is not connected with the second inputs of switching elements 3 and 4, and the logical output of the generator 7 quantizing pulses is connected to frequency divider 18 by two, the outputs are inverting
ключей 16 и 17 подключены к вторым входам сумматоров 12 и 13, кроме того , инвертирующий ключ (фиг. 4) содержит инвертор 20, второй и третий ополнительные элементы И 21 и 22, ва ключа.23 и 24, причем первые вхоы элементов И 21 и 22 соединены с управл ющим входом инвертирующих ключей 16 и 17, вход инвертора 20 соеинен с вторьгм входом элемента И 21 и входом инвертирующего ключа 16 (17), выход инвертора 20 соединен с вторым входом элемента И 22, выход элемента И 21 подключен к управл - щему входу первого ключа 23, информационный вход которого соединен с источником отрицательного напр жени , выход элемента И 22 соединен с управл ющим вход-ом второго ключа 24, информационный вход которого соединен с источником положительного напр жени , выходы ключей 23 и 24 объединены и соединены с выходом инвертирующего ключа 16(17), переключающий элемент 3(4) содержит туннельные диоды 25 и 26, причем анод туннельного диода 26 соединен с катодом туннельного диода 25, эта точ-- ка вл етс сигнальным входом переключающего элемента 3(4) и одно- временно его выходом. Анод туннельного диода 25 вл етс первым вхоом переключающего элемента 3(4). Катод туннельного диода 26 вл етс вторым входом переключающего элемента 3(4).keys 16 and 17 are connected to the second inputs of adders 12 and 13, in addition, the inverting key (Fig. 4) contains an inverter 20, second and third additional elements 21 and 22, and 23 and 24 keys, and the first inputs of elements 21 and 22 are connected to the control input of the inverting keys 16 and 17, the input of the inverter 20 is connected to the second input of the element AND 21 and the input of the inverting key 16 (17), the output of the inverter 20 is connected to the second input of the element 22, the output of the element 21 is connected to to the input of the first key 23, the information input of which is connected to the source of the den the voltage of the output element And 22 is connected to the control input of the second key 24, the information input of which is connected to a positive voltage source, the outputs of the keys 23 and 24 are combined and connected to the output of the inverting key 16 (17), switching element 3 ( 4) contains tunnel diodes 25 and 26, and the anode of tunnel diode 26 is connected to the cathode of tunnel diode 25, this point is the signal input of switching element 3 (4) and its output simultaneously. The anode of the tunnel diode 25 is the first inlet of switching element 3 (4). The cathode of the tunnel diode 26 is the second input of the switching element 3 (4).
Фазометр работает следующим образом .Phase meter works as follows.
Рассматривают работу одного канала формировани сигнала. Входной синусо- идaJiьный сигнал (фиг. 2а) поступает на согласующий блок 1, который может быть выполнен в виде эмиттерного повторител . Далее сигнал поступает на сумматор 12, например резистивный, и с него на переключающий элемент 3. С генератора 7 квантующих импульсов на входы переключающего элемента 3 поступают положительные и отрицательные импульсы (фиг. 26,в). Переключающий элемент 3 выполнен в виде пары последовательно соединенных туннельных диодов 25 и 26 (фиг. 3) с импульсным питанием (пары Гото) . Под воздействием отрицательной полуволны . сигнала по фронту импульсного питани переключаетс диод 25, а при по-о ложительной полуволне - диод 26. Сое3Consider the operation of a single channel signal formation. The input sine wave signal (Fig. 2a) is fed to matching unit 1, which can be implemented as an emitter follower. Next, the signal arrives at the adder 12, for example resistive, and from it to the switching element 3. From the generator 7 of quantizing pulses, positive and negative pulses are received at the inputs of the switching element 3 (Fig. 26, c). The switching element 3 is made in the form of a pair of series-connected tunnel diodes 25 and 26 (Fig. 3) with a pulse power supply (Goto pairs). Under the influence of the negative half-wave. the diode 25 is switched on the edge of the pulsed power supply, and the diode 26, with a positive half-wave, switches.
то ние пары Гото преобразуетс токовым ключом 5 в стандартные логические уровни. Токовый ключ 5 представл ет собой быстродействующий уси литель. D-триггер 14 считывает сигнал с токового ключа 5 по фронту импульсов , поступающих с делител 18 частоты на два. Это считывание происходит в момент времени, предшест- вующий окончанию импульса с токового ключа 5, так как суммарна задержка переключающего элемента 3 и токового ключа 5 больше задержки делител 18 частоты на два. Сигнал, считанный D-триггером 14 (фиг. 2к), поступает на вход инвертирующего ключа 16. Последний работает следующим образом.This pair of goto is converted by the current key 5 into standard logic levels. Current switch 5 is a fast-acting amplifier. D-flip-flop 14 reads the signal from the current key 5 on the front of the pulses coming from the frequency divider 18 by two. This reading occurs at the moment of time preceding the end of the pulse from the current switch 5, since the total delay of the switching element 3 and the current switch 5 is more than the delay of the frequency divider 18 by two. The signal read by the D-trigger 14 (Fig. 2k) is fed to the input of the inverting key 16. The latter works as follows.
Когда с делител 18 частоты на два на управл ющий вход инвертирующего ключа 16 поступает логический О, ключ 16 закрыт, на его выходе напр жение отсутствует (фиг. 2л) и входной сигнал проходит через сумматор 12 без изменени . В случае логиче- ской 1 на управл ющем входе инвертирующий ключ 16 вырабатывает напр жение, противоположное по знаку входному, по величине большее максимального входного сигнала. Это налр жение поступает на сумматор 12 и складываетс с входным сигналом . На выходе сумматора 12 возникает напр жение (фиг. 2д), противопо- ложно.е по знаку входному сигналу,-эт приводит к тому, что переключающий элемент 3 по очередному импульсу питани переходит в состо ние, противоположное предьщущему (фиг. 2е). Это состо ние не считываетс D-триг- гером 14, так как этот момент времени соответствует срезу импульса с делител J8 частоты на два.When the frequency divider 18 is two by two, the control input of the inverting key 16 receives a logical O, the key 16 is closed, there is no voltage at its output (Fig. 2L) and the input signal passes through the adder 12 without change. In the case of a logical 1 at the control input, the inverting switch 16 produces a voltage opposite in sign to the input, larger in magnitude than the maximum input signal. This arrangement enters the adder 12 and adds to the input signal. At the output of the adder 12, a voltage appears (Fig. 2e), opposite to the sign of the input signal, - this causes the switching element 3 to pass to the state opposite to the previous one (Fig. 2e). This state is not read by the D-trigger 14, since this instant of time corresponds to the cutoff of the pulse from the frequency divider J8 by two.
Переключающий элемент 3 каждый второй период квантующей частоты пе- реходит в состо ние, противоположное предьщущему (фиг.2е), т.е. каждый туннельный диод 25 и 26 переключаетс на вторую восход щую ветвь характеристики через один период квантующей частоты. При этом средн мощность, рассеиваема на диодах 25 и 26, ие измен етс в течение периода входного сигнала. Температура р-п-переходов остаетс посто нной.The switching element 3 every second period of the quantizing frequency passes to the state opposite to the previous one (Fig. 2e), i.e. each tunnel diode 25 and 26 switches to the second upstream branch of the characteristic after one period of the quantizing frequency. In this case, the average power dissipated in diodes 25 and 26 does not change during the period of the input signal. The temperature of the pn junctions remains constant.
|Так как теплова посто нна времени р-п-переходов много больше периода квантующих импульсов. Таким образом, исключаетс фазоамплитудна погреш| Since the thermal constant of pnp transition time is much longer than the period of quantizing pulses. Thus, the phase amplitude error is eliminated.
- JQ 15 - jq 15
20 25 0 . 20 25 0.
3535
5050
5five
81 81
ность, обусловленна переменной составл ющей температуры р-п-переходов туннельных диодов 25 и 26. Канал фор- мировани сигнала, состо щий-из согласующего блока 2, сумматора 13, переключающего элемента 4, токового ключа 6, D-триггера 15 и инвертирующего ключа 17, работает аналогично. Сигналы с выходов D-триггеров 14 и 15 поступают на входы элемента ИСК.ШОЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ 9, который формирует инта)- валы времени, длительность которьгх пропорциональна фазовому сдвигу между входными сигналами. Дополнительный элемент И 19 осуществл ет квантование интервала времени. Врем задаю- щий блок 8 может быть реализован в виде последовательного соединени счетчика импульсов и триггера. Импульсы времени измерени с выхода врем задающего блока 8 управл ют прохождением счетных импульсов с дополнительного элемента И 19 через элемент И 10 на счетчик П. Число импульсов , зарегистрированных счетчиком II,the variable component of the temperature of the pn junctions of the tunnel diodes 25 and 26. The signal shaping channel, consisting of the matching unit 2, the adder 13, the switching element 4, the current switch 6, the D-flip-flop 15 and the inverting switch 17, works similarly. The signals from the outputs of D-flip-flops 14 and 15 are fed to the inputs of the SPARE OR 9 element, which forms the Internet) - time shafts, the duration of which is proportional to the phase shift between the input signals. The additional element And 19 performs the quantization of the time interval. The timing unit 8 may be implemented as a serial connection of a pulse counter and a trigger. The measurement time pulses from the output of the time of the master unit 8 control the passage of the counting pulses from the additional element AND 19 through the element 10 to the counter P. The number of pulses recorded by the counter II,
N где tN where t
VV
HJAIHJAI
180,180,
врем измерени , t - период частоты, вырабатываемой делителем 18 частоты на два;the measurement time, t is the period of the frequency produced by the frequency divider 18 by two;
Vo измер емый фазовый сдвиг. Если 18-10, где п I, 2,3,..., то NI/ соответствует измер емому фазовому сдвигу в градусах (п 1) или дол х градуса в дес тичной системе.Vo measured phase shift. If 18-10, where n I, 2,3, ..., then NI / corresponds to the measured phase shift in degrees (n 1) or fractions of a degree in the decimal system.
Инвертирующий ключ работает следую7 щим образом.The inverting key works as follows.
Если на управл ющем входе логический О, на выходе элементов И 21, 22 также логический О, ключи 23 и 24 закрыты и напр жение на выходе инвертирующего ключа отсутствует. Если на управл ющем входе логическа . J и на входе инвентора 20 также логическа J, ключ 23 открыт и на выходе инвертирующего ключа , отрицательное напр жение. Если на входе инвертора 20 логический О, от- - крыт ключ 24 и на выход проходит положительное напр жение.If the control input is logical O, the output of the elements And 21, 22 is also logical O, the keys 23 and 24 are closed and there is no voltage at the output of the inverting key. If the control input is logical. J and the input of the Inventor 20 are also logical J, the key 23 is also open at the output of the inverting key, a negative voltage. If the input of the inverter 20 is logical O, the switch 24 is open and a positive voltage is passed to the output.
Таким образом,использование новых элементов, а именно: двух сумматоров , двух D-триггеров, двух инверти- рующих ключей, дополнительного эле- . мента И и делител частоты на два сThus, the use of new elements, namely: two adders, two D-flip-flops, two inverting keys, an additional element. ment I and frequency divider by two with
соответствующими св з ми позвол ет исключить составл ющую фазоамплитуд- |ной погрешности, обусловленную пере- менной составл ющей температуры р-п- переходов туннельных диодов, и в целом повысить точность измерени сдвига фаз.By appropriate connections, it is possible to eliminate the component of the phase-amplitude error due to the variable component of the temperature of p – n junctions of tunneling diodes, and, in general, to improve the accuracy of phase shift measurement.
Ф о р м ула изобретени F o rm ula invention
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874182786A SU1422181A1 (en) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Digital phase meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874182786A SU1422181A1 (en) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Digital phase meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1422181A1 true SU1422181A1 (en) | 1988-09-07 |
Family
ID=21281026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874182786A SU1422181A1 (en) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | Digital phase meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1422181A1 (en) |
-
1987
- 1987-01-19 SU SU874182786A patent/SU1422181A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 628456, кл. G 05 В 1/01, 1974. Авторское свидетельство СССР №398887, кл. G 01 R 25/00, 1972. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3376517A (en) | Automatic frequency control using voltage transitions of an input reference signal | |
SU1422181A1 (en) | Digital phase meter | |
US3728624A (en) | Phase meter for comparing rectangular waves | |
SU1374157A1 (en) | Versions of magnetometers | |
SU1053315A1 (en) | Device for measuring error factor in digital transmission systems | |
SU1140060A2 (en) | Device for digital representation of electric pulse shape | |
SU790303A1 (en) | Two-channel harmonic signal switching device | |
SU824440A1 (en) | Digital pulse repetition frequency multiplier | |
SU752179A1 (en) | Device for digital measuring of power | |
RU2115230C1 (en) | Time internal-to-code converter | |
SU1088113A1 (en) | Phase-shift-to-time interval converter | |
SU577527A1 (en) | Arrangement for multiplying frequencies | |
SU602877A1 (en) | Radio pulse signal phase shift meter | |
SU849096A1 (en) | Phase-meter | |
SU815862A1 (en) | Frequency discriminator | |
SU1318923A1 (en) | Digital meter of microwave power | |
SU736370A1 (en) | Converter-cyclic converter of time interval into digital code | |
SU744946A1 (en) | Digital device | |
SU445978A1 (en) | Finite Pulse Sequence Generator | |
SU473121A1 (en) | Digital Phase Phase Meter | |
SU773520A1 (en) | Digital phase meter | |
SU627597A1 (en) | Apparatus for receiving synchronizing recurrent train | |
SU1056074A2 (en) | Phase shift to time interval converter | |
SU611158A1 (en) | Digital time period meter | |
SU1626185A1 (en) | Device for measuring phase difference |