SU1666968A1

SU1666968A1 - Digital phase meter

Info

Publication number: SU1666968A1
Application number: SU894669497A
Authority: SU
Inventors: Павел Иванович Рябухин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1490
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1991-07-30

Abstract

Изобретение может быть использовано дл построени цифровых фазометров. Цель - расширение частотного диапазона фазометра. Фазометр содержит врем импульсный преобразователь 1, каналы 2 и 3, каждый из которых включает формирователь 4, блоки 5 и 6 прив зки к экстремальным значени м (блок 5 состоит из элементов 7 и 8 совпадений и реверсивного счетчика 11, а блок 6 - из элементов 9 и 10 совпадений и реверсивного счетчика 12), триггер 13, мультиплексоры 16 и 17 и блок 18 счетных триггеров 19 и 20, а также генератор 14 счетных импульсов и формирователь 15 импульсных последовательностей. Цель достигаетс за счет использовани дл определени моментов экстремума счетных импульсов с переменными значени ми частоты, значение которой измен етс адаптивно с частотой входного сигнала. 1 ил.The invention can be used to construct digital phase meters. The goal is to expand the frequency range of the phase meter. The phase meter contains a time pulse converter 1, channels 2 and 3, each of which includes a driver 4, blocks 5 and 6 and bindings to extreme values (block 5 consists of elements 7 and 8 of coincidence and a reversible counter 11, and block 6 - of elements 9 and 10 matches and a reversible counter 12), trigger 13, multiplexers 16 and 17, and a block 18 of counting triggers 19 and 20, as well as a generator of 14 counting pulses and a driver 15 of pulse sequences. The goal is achieved by using to determine the extremum moments of the counting pulses with variable frequency values, the value of which varies adaptively with the frequency of the input signal. 1 il.

Description

ЈJ

ON О О Ю О 00ON O O U O O 00

тель 15 импульсных последовательностей. Цель достигаетс за счет использовани дл определени моментов экстремума счетныхBody 15 pulse sequences. The goal is achieved by using to determine the extremum moments of the countable

Изобретение относитс к области радиоизмерительной техники и может быть использовано дл построени цифровых фазометров с широкими динамическим и частотным диапазонами исследуемых сигналов .The invention relates to the field of radio metering technology and can be used to build digital phase meters with a wide dynamic and frequency ranges of the studied signals.

Цель изобретени - расширение частотного диапазона фазометра.The purpose of the invention is to expand the frequency range of the phase meter.

На чертеже представлена структурна схема цифрового фазометра.The drawing shows a block diagram of a digital phase meter.

Цифровой фазометр содержит врем - импульсный преобразователь 1, входы которого соединены соответственно с выходами двух идентичных каналов 2 и 3. Каналы 2 и 3 содержат формирователь 4 и блоки 5 и 6 прив зки к экстремальным значени м. Блок 5 (6) содержит элементы 7 и 8 (9 и 10) совпадений и реверсивный счетчик 11 (12). Выходы элементов 7 и 8 (9 и 10) совпадений соединены с входами реверсивного счетчика 11 (12). Выходы счетчиков 11 и 12 соединены соответственно с блокирующими входами элементов 7 и 9 совпадений, блокирующими входами элементов 8 и 10 совпадений и соответствующими входами триггера 13, выходы которого соединены с выходом канала.The digital phase meter contains a time - pulse converter 1, the inputs of which are connected respectively to the outputs of two identical channels 2 and 3. Channels 2 and 3 contain the driver 4 and blocks 5 and 6 of the binding to extreme values. Block 5 (6) contains elements 7 and 8 (9 and 10) matches and reversible counter 11 (12). The outputs of elements 7 and 8 (9 and 10) of the coincidence are connected to the inputs of the reversible counter 11 (12). The outputs of the counters 11 and 12 are connected respectively to the blocking inputs of the elements 7 and 9 matches, the blocking inputs of the elements 8 and 10 matches and the corresponding inputs of the trigger 13, the outputs of which are connected to the output of the channel.

Генератор 14 счетных импульсов через формирователь 15 импульсных последовательностей соединен с сигнальными входами мультиплексоров 16 и 17 каналов 2 и 3, при этом адресные входы мультиплексоров соединены с параллельными выходами счетчиков 11 и 12. Выходы мультиплексоров 16 и 17 соединены с входами блока 18 счетных триггеров 19 и 20, выходы которых соединены с сигнальными входами элементов 7 и 9 совпадений, а входы - с другими сигнальными входами элементов 7 и 9 и сигнальными входами элементов 8 и 10 совпадений. Выход генератора 14 счетных импульсов соединен с входом врем им- пульсного преобразовател 1.The generator 14 of the counting pulses through the shaper 15 pulse sequences are connected to the signal inputs of multiplexers 16 and 17 of channels 2 and 3, while the address inputs of the multiplexers are connected to parallel outputs of counters 11 and 12. The outputs of multiplexers 16 and 17 are connected to inputs of the block 18 of counting triggers 19 and 20, the outputs of which are connected to the signal inputs of elements 7 and 9 of coincidence, and the inputs with other signal inputs of elements 7 and 9 and the signal inputs of elements 8 and 10 of coincidence. The output of the generator 14 of the counting pulses is connected to the input of the time of the pulse converter 1.

Фазометр работает следующим образом .Phase meter works as follows.

Исследуемые сигналы поступают на формирователь 4 каналов 2 и 3 фазометра , который преобразует их в последовательность пр моугольных импульсов, фронты которых соответствуют переходам сигналов через нулевой уровень.The signals under study are fed to the shaper 4 channels 2 and 3 of the phase meter, which converts them into a sequence of square pulses, the fronts of which correspond to signal transitions through the zero level.

В блоках 5 и 6 прив зки к экстремальным значени м сигнала обоих каналов форимпульсов с переменными значени ми частоты , значение которой измен етс адаптивно с частотой входного сигнала. 1 ил.In blocks 5 and 6, there is an attachment to the extreme values of the signal of both channels of the forimpulses with variable values of frequency, the value of which varies adaptively with the frequency of the input signal. 1 il.

мируютс импульсы, прив занные одним из фронтов к серединам положительных(в блоке 6) и отрицательных (в блоке 5) полуволн сигнала, что соответствует моменту экстремальных значений гармонических сигналов (без учета задержек в формирующих устройствах ). Прив зка осуществл етс путем цифрового интегрировани полуволн сформированного сигнала с различной посто нной времени, определ емой частотой счетных импульсов. При этом во врем действи положительной полуволны сигнала реверсивный счетчик 11 работает в режиме вычитани , реверсивный счетчик 12 - в режиме суммировани , а во врем действи отрицательной полуволны сигнала режимы работы реверсивных счетчиков мен ютс на обратные.The pulses connected by one of the fronts to the midpoints of the positive (in block 6) and negative (in block 5) half-waves of the signal are measured, which corresponds to the moment of extreme values of the harmonic signals (without taking into account delays in the shaping devices). Binding is performed by digitally integrating the half-wave of the generated signal with a different time constant determined by the frequency of the counting pulses. In this case, during the positive half-wave of the signal, the reversible counter 11 operates in the subtractive mode, the reversible counter 12 in the summation mode, and during the negative half-wave signal, the operating modes of the reversible counters are reversed.

В режиме вычитани на входы реверсивных счетчиков 11 и 12 через элементы 7 и 9 совпадений поступают импульсы с выходов счетных триггеров 19 и 20 блока 18 с частотой следовани f/2.In the subtraction mode, the inputs of the reversible counters 11 and 12 through the elements 7 and 9 of coincidence receive pulses from the outputs of the counting triggers 19 and 20 of the block 18 with the tracking frequency f / 2.

В режиме суммировани через элементы 8 и 10 совпадений поступают импульсы вдвое большей частоты следовани . Параллельные выходы реверсивных счетчиков 11 и 12 с номерами от I до l+п подключены к адресным входам мультиплексоров 16 и 17.In the summation mode, pulses twice as large as the repetition frequency are received through the elements 8 and 10 of coincidence. Parallel outputs of reversible counters 11 and 12 with numbers from I to l + n are connected to address inputs of multiplexers 16 and 17.

При действии положительной полуволны сигнала счетчик 11 через элемент 7 совпадени начинает заполн тьс обратным кодом частотой fMaKc/2, так как при коде счетчика 11, равном нулю, мультиплексор 16 пропуекает на его выход частоту Тмако При этом первым же импульсом на вычитание (при исходном нулевом коде) счетчик переполнитс и в нем установитс единичный код, причем элемент 7 совпадени остаетс открытым по блокирующему входу (блокирующий сигнал формируетс дешифратором, вход щим в состав реверсивного счетчика). Единичный код на адресных входах мультиплексора разрешает подключение n-го входа мультиплексора на его выход, т. е. на выходе мультиплексора остаетс частота fnaKc. При дальнейшем уменьшении кода счетчика 11 мультиплексор 16 последовательно подключает более низкие частоты сWhen a positive half-wave signal is applied, the counter 11 starts to fill up with the coincidence element 7 with the inverse code fMaKc / 2, since with the counter code 11 equal to zero, multiplexer 16 transmits the frequency Tcmo to its output. code), the counter will overflow and a single code will be established in it, with the coincidence element 7 remaining open at the blocking input (the blocking signal is formed by the decoder, which is part of the reversible counter). A single code at the address inputs of the multiplexer permits the connection of the nth input of the multiplexer to its output, i.e., the frequency fnaKc remains at the output of the multiplexer. With further reduction of the counter code 11 multiplexer 16 consistently connects lower frequencies with

выходов формировател 15 на вычитающий вход счетчика 11. Если положительна полуволна имеет достаточную длительность, то код счетчика 11 достигает значени , при котором блокирующий выход счетчика 11 (выход формируетс дешифратором, вход щим в состав счетчика 11) запрещает прохождение импульсов на вычитание. Это происходит только при выходе за пределы рабочего диапазона, при этом сохран етс работоспособность фазометра, но момент формировани выходного сигнала уже не св зываетс с экстремумом входного сигнала .the outputs of the imaging unit 15 to the subtracting input of the counter 11. If the positive half-wave has sufficient duration, then the counter code 11 reaches a value at which the blocking output of the counter 11 (the output is generated by the decoder included in the counter 11) prohibits the subtraction pulses to pass. This happens only when the operating range is outside the operating range, while maintaining the phase meter operability, but the time the output signal is formed is no longer associated with the extremum of the input signal.

При окончании положительного полупе- риодэ сигнала (во врем действи отрицательной полуволны сигнала) элемент 7 совпадений запираетс , по управл ющему входу сигналом инверсного выхода формировател 4 отираетс элемент 8, который пр-л этом открыт и по блокирующему входу (св занному с входом триггера 13), и на суммирующий вход сметчика 11 поступает частота счетных импульсов f, котора установилась на выходе мультиплексора 16 в режиме вычитани счетчика 11.When the positive half-period of the signal ends (during the negative half-wave of the signal), coincidence element 7 is locked, element 8 is opened by the control input by the inverse output signal of the imaging device 4, which is open and connected to the blocking input (connected to trigger input 13). ), and the summing input of the estimator 11 receives the frequency of the counting pulses f, which is set at the output of the multiplexer 16 in the subtraction mode of the counter 11.

При работе в режиме сложени счетчика 11 РГО код увеличиваетс , переключа частот счетных импульсов, поступающих через (ультиплексор 16, в пор дке, обрат- чом тому, который был при работе счетчика 11 в режиме вычитани .When operating in the addition mode of the OGO counter 11, the code is increased by switching the frequencies of the counting pulses arriving through (ultiplexer 16, in order, the opposite of that when counter 11 was operating in the subtraction mode.

Переполнение счэтчика 11 в режиме суммировани происходит в два раза быстрее , чем накопление в режиме вычитани (как и в прототипе), и, следовательно, сиет- чик 11 достигает нулевою кодл в середине отрицательной полуволны входного сигнала , что соответствует его минимуму.Overflow of counter 11 in the summation mode occurs two times faster than accumulation in subtraction mode (as in the prototype), and, therefore, the sieve 11 reaches zero in the middle of the negative half-wave of the input signal, which corresponds to its minimum.

При обнулении счетчика на входе триггера 13 возникает отрицательный перепад логического уровн , устанавливающий триггер в состо ние, противоположное тому, в которое он был установлен ранее выходным сигналом блока 6 (работает аналогично описанному ). По блокирующему входу элемент 8 запираетс выходным сигналом счетчика 11 до окончани отрицательной полуволны входного сигнала, т. е. до момента перехода счетчика 11 в режим вычитани .When the counter is zeroed at the input of the trigger 13, a negative logical level difference occurs, setting the trigger to the state opposite to that in which it was previously set by the output signal of block 6 (it works in the same way as described). At the blocking input, element 8 is blocked by the output signal of counter 11 until the end of the negative half-wave of the input signal, i.e., until the counter 11 switches to the subtraction mode.

Реверсивный счетчик 12 работает аналогично счетчику 11. переключа частоту счетных импульсов на своих входах с помощью мультиплексора 17.Reversible counter 12 operates similarly to counter 11. switching the frequency of the counting pulses at its inputs using multiplexer 17.

Оценка частоты входного сигнала и определение моментов переключени частоты счетных импульсов происходит следующим образом. Задаетс код, который должен накопить счетчик 11 (в данном случае в режиме вычитани ) при заполнении максимальной частотой. Накопление этого кода свидетельствует о том, что полупериод сигнала таков, что его можно заполн ть более низкой частотой . Задава несколько значений кодов.The evaluation of the frequency of the input signal and the determination of the moments of switching the frequency of the counting pulses is as follows. A code is set that should accumulate the counter 11 (in this case in the subtraction mode) when the maximum frequency is filled. The accumulation of this code indicates that the signal half-period is such that it can be filled with a lower frequency. Specifying multiple code values.

частоту счетных импульсов можно понижать многократно внутри полупериода входного сигнала, что и позвол ет создать не только быстродействующую схему, но и экономичную по объему аппаратных затрат,the frequency of the counting pulses can be reduced many times inside the half-period of the input signal, which allows you to create not only a fast-acting circuit, but also an economical in terms of hardware costs,

Если положительный полупериод вводного сигнала имеет такую длительное ь что значение набранного кода счетчиком 11 в режиме вычитани не достигло момент,-; переключени , то и процесс, накоплени кида и его считывание происход т на частоте счетных импульсов Тмакс/2 и Тмакс, а так как емкость счетчика мала, это позвол ет выбирать fmaicc предельно допустимой дл элементов , из которых построен счетчик 11. Технико-экономическим преимуществом данного изобретени по сравнению с прототипом вл етс расширение частотного диапазона работы фазометра в сторонуIf the positive half-cycle of the input signal has such a long duration that the value of the dialed code by the counter 11 in the subtraction mode has not reached the moment, -; switching, then the process of accumulating the kid and its reading occurs at the frequency of the counting pulses Tmax / 2 and Tmax, and since the meter capacity is small, this allows you to choose fmaicc as the maximum allowable for the elements of which the meter is built 11. Techno-economic advantage of the present invention in comparison with the prototype is the extension of the frequency range of the phase meter operation to

как высоких так и низких частот, диатазон которых ограничиваетс работоспособностью формирователей.both high and low frequencies, the diaton of which is limited by the performance of the drivers.

Claims

Invention Formula

A digital phase meter containing a time pulse converter, serially connected counting pulse generator and pulse shaper generator, common to two identical channels, each of which includes a shaper, a trigger, two sets of assignment to extreme values of the signal, each of which contains two & the coincidence element whose outputs are connected to the inputs of the reversible counter, the first output of which is connected to the blocking input of the second coincidence element and the trigger input, the control inputs of the coincidence elements are connected to the forward and inverse outputs of the driver, the first input of the pulse converter is connected to the generator output counting pulses, characterized in that, in order to expand

frequency band, a counting trigger block and two multiplexers are entered in each channel, the address inputs of which are connected to parallel outputs of resistive counters, and the signal inputs are connected to the outputs of the pulse pattern generator, the inputs of the counting trigger block are connected respectively to the outputs of the multiplexers and the signal inputs of the matches matches bindings to extreme values of the signal, and the second signal inputs of the first elements of coincidence of both blocks; bindings to extreme values signal starts are connected respectively to the first and second outputs of the block of counting triggers,

at the same time, the second output of the reversible counting-flip-flops of two identical channels of the connector of the anchor block to extreme values are known respectively with the second and third

The time of the impulse transform to the first element of coincidence is connected to the blocking input, and the output is connected to the blocking input.