SU1479890A1 - Фазометр - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в автоматизированных измерительных системах. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей. Цель достигаетс  введением магистральных усилителей 15 и 16 и триггеров 4 и 5, обеспечивающих организацию цикла измерений из двух тактов, в первом из которых выполн етс  измерение периода и установление масштабного коэффициента управл емого делител  12 частоты, обеспечивающего соответствие периода опорного сигнала 360° и тактов измерений. Введение дополнительного измерительного канала, а в каждом канале регистра 20 обеспечивает измерение разности фаз входного сигнала канала и опорного сигнала. Фазометр содержит также в опорном канале формирователь 2, триггер 3, элементы И 6-8, генератор 9, счетчики 10 и 11, управл емый делитель 12 частоты, одновибратор 13, делитель 14 частоты и в каждом измерительном канале последовательно соединенные формирователь 18 и элемент И 19. 1 ил.

Description

Зь 1

со Оо со

ОоКООКООа -ивлм  тс и л догаи

МыистрыъкоМpfi i g fxod смхрехихгции

ИэЬбретение относитс  к цифровой измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных информационно-измерительных системах дл  измерени  фазовых сдвигов не- скольких электрических колебаний.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей.

На чертеже изображена структур- на  схема предлагаемого фазометра.

Фазометр содержит в опорном канале 1 формирователь 2, D-триггеры 3-5 элементы И 6-8, генератор 9, счетчики 10 и 11, управл емый делитель 1 частоты, одновибратор 13, делитель 1 частоты и магистральные усилители 15 и 16, а в измерительных каналах 17 - формирователь 18 (идентичный формирователю 2), элемент И 19 и ре- гистр 20.

В опорном канале 1 формирователь вход которого  вл етс  входом опорного сигнала, выходом подключен к С- входам триггеров 3 и 4. Пр мой выход триггера 3 подключен к входу элемент И 6, D-входу триггера 4 и через одновибратор 13 к R-входам счетчиков 10 и 11, делител  14 частоты и триггера 5, С-вход которого  вл етс  син хровходом фазометра, D-вход соединен с клеммой логической единицы, а выход - с входом элемента И 8, подключенного другим входом к инверсному выходу триггера 3, а выходом - к его D-входу. Генератор 9 соединен с вхо дами элементов И 6 и 7. Выход элемента И 7 через соединенный входами управлени  с выходами счетчика 10 управл емый делитель 12 частоты подключен к счетному входу счетчика 11. Через магистральный усилитель 15 выходы счетчика 11 подключены к магистрали кодов, при этом через магистральный усилитель 16 лини  синхронизации соединена с входом элемента И 7 выходом триггера 4. Выход элемента И 6 через делитель 14 частоты подключен к счетному входу счетчика 10. В каждом из i измерительных каналов 17 регистр 20, выходы которого  вл - ютс  выходами кода результата, информационными входами подключен к магистрали кодов, а входом управлени  - к выходу элемента И 19, один вход которого подключен к выходу фор мировател  18, вход которого  вл етс  сигнальным входом, а второй подключен к линии синхронизации.

,-

,

. с 20

, 25 зд , 50 55 35

40

Фазометр работает следующим образом .

Измерительное врем  составл ет два периода колебаний частоты измер емых сигналов. Обозначим их как период А и период Б.

В исходном состо нии за счет цепей инициализации (на схеме не показаны ) в опорном канале 1 триггеры 3-5 наход тс  в нулевом состо нии (на пр мых выходах О, на инверсных 1), счетчики 10 и 11 и делитель 14 частоты обнулены, генератор 9 вырабатывает импульсы частотой F, однако на выходы элементов И 6 и 7 они не проход т, так как по другим входам эти элементы заперты О, на магистрали кодов 0...0, на линии синхронизации О. В измерительном канале 17 регистр 20 обнулен, элемент И 19 заперт О с линии синхронизации . Формирователь 2 опорного канала

Iи формирователи 18 измерительных каналов 17 вырабатывают короткие импульсы , сдвинутые на интервал времени , определ емый сдвигом фаз сигналов , поступающих на сигнальные входы, относительного опорного сигнала. Однако , эти импульсы не мен ют состо ни  триггеров 3 и 4, так как на их D-входах О, и не проход т через запертый элемент И 19.

Дл  перевода фазометра в режим измерени  нужно подать на синхровход короткий импульс, который установит в единичное состо ние триггер 5, за счет чего на D-вход триггера 3 поступит 1. Собственно измерение начинаетс  по ближайшему импульсу с формировател  2, которым начинаетс  период А.

Период А. По импульсу с формировател  2 триггер 3 переходит в единичное состо ние (триггер 4 остаетс  в нулевом, поскольку по переднему фронту этого импульса на его D-входе О), формиру  на инверсном выходе О, запирающий элемент И 8, а на пр мом выходе - положительный перепад (дл  положительной логики), по которому одновибратор 13 формирует импульс, обнул ющий счетчики 10 и

IIи делитель 14 частоты (устран   результаты предшествующего цикла измерений ) и сбрасывающий триггер 5, подготавлива  его к поступлению нового синхроимпульса. Однако, даже если он поступит до окончани  периода А, состо ние D-входа триггера 3 не изменитс  с О на 1, так как элемент И 8 заперт, но следующий цикл измерени  начинаетс  сразу же по окончании периода Б (режим циклических измерений - одно измерение за каждые два последующих периода колебаний сигналов). На пр мом выходе триггера 3 в течение периода А через элемент И 6 и делитель 14 частоты с коэффициентом делени  К( 360 на счетчик 10 поступают имҐ пульсы частотой р- с генератора 9,

Ki

формиру  к концу периода А в счетчике 10 код числа N, , задающий коэффициент делени  К N, управл емого делител  12 частоты. По ближайшему импульсу с формировател  2 начинаетс  период Б.

Период Б, По импульсу с формировател  2 триггер 3 переходит в нулевое состо ние (на D-входе был О) а триггер 4 - в единичное (на его D-входе была 1). Элемент И 6 запираетс , а элемент И 7 открываетс  1 с пр мого выхода триггера 4, на линии синхронизации по вл етс  1, открыва  элемент И 19. В течение периода Б через элемент И 7 и управл емый делитель 12 частоты на счетчик 11 поступают импульсы часто

В конце периода Б в счет1 будет результат

Т F

F К.

N.

)

2 Ч

- период колебаний (длительность периодов А и Б).

F T-F

т.е.

N T F I T F/360

360.

Таким образом, в счетчике 11 в течение периода Б формируютс  коды чисел N 1,...,360, каждое из которых находитс  в такой же пропорции к числу 360, как соответствующий ему интервал времени t от начала периода Б к длительности Т периода Б,

т.е.

360

или N 360 | ,

что соответствует выражению дл  вычислений фазового сдвига, и значит N - фазовый сдвиг в градусах (результат измерени ).

Дл  измерений в радианах нужно выбрать К, 2 и . В течение периода Б формирователь 181 соответствующего измерительного канала 171 вырабатываQ ет импульс, отсто щий от импульса с формировател  2 на С; , где 1 - номер измерительного канала 17. По импульсу с формировател  181,прошедшему через элемент И 191, в регистр

5 201 заноситс  код результата N; измерени  с магистрали кодов.

По окончании периода Б во всех регистрах 20 измерительных каналов 17 сформированы результаты измерений,

0 а фазометр готов к новому измерительному циклу.

Положительный эффект от применени  предлагаемого фазометра заключаетс  в расширении функциональных 5 возможностей путем одновременного измерени  информации о сдвиге фаз в нескольких измерительных каналах относительно одного опорного.

Claims (1)

1. 0 Формула изобретени 

   Фазометр, содержащий в опорном канале формирователь, вход которого соединен с клеммой опорного сигнала,

   5 з. выход подключен к С-входу триггера, пр мой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, генератор , соединенный с первым входом второго элемента И, выход которого

   0 через соединенный входами управлени  с выходами первого счетчика управл емый делитель частоты подключен к счетному входу второго счетчика,третий элемент И, одновибратор и делис тель частоты, а в измерительном канале - формирователь, вход которого соединен с клеммой входного сигнала, и элемент И, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  одновременного измерени  сдвига фаз в нескольких измерительных каналах , в него введены дополнительно С-1 измерительных каналов, при этом в опорный канал введены два триггера и два магистральных усилител , через первый из которых выходы второго счетчика подключены к магистрали кодов , а через второй магистральный

   0

   усилитель подключены к линии синхронизации второй вход второго элемента И и выход второго триггера, С-вход которого подключен к выходу формировател , а D-вход - к пр мому выходу первого триггера и через одновибра- тор - к К-входам первого и второго счетчиков, делител  частоты и третьего триггера, С-вход которого соединен с клеммой синхровхода фазометра, D-вход соединен с клеммой логической единицы, а выход - с первым входом третьего элемента И, подключенного вторым входом к инверсному выходу

   первого триггера, а выходом - к его D-входу, а также второй вход первого элемента И соединен с выходом генератора, а выход через делитель частоты - со счетным входом первого счетчика, при этом в каждый из измерительных каналов введен регистр, выходы которого соединены с входной

   шиной кода результата, информационные входы подключены к магистрали кодов,а вход управлени  - к выходу элемента И, один вход которого подключен к выходу формировател , а

   Другой - к линии синхронизации.