SU1709233A1 - Digital phase meter of medium shift of phases between signals with known frequency shift - Google Patents

Digital phase meter of medium shift of phases between signals with known frequency shift Download PDF

Info

Publication number
SU1709233A1
SU1709233A1 SU894758663A SU4758663A SU1709233A1 SU 1709233 A1 SU1709233 A1 SU 1709233A1 SU 894758663 A SU894758663 A SU 894758663A SU 4758663 A SU4758663 A SU 4758663A SU 1709233 A1 SU1709233 A1 SU 1709233A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
frequency
shift
signals
Prior art date
Application number
SU894758663A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Ермолаевич Тетерятников
Original Assignee
Научно-исследовательский институт радиотехнических измерений
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт радиотехнических измерений filed Critical Научно-исследовательский институт радиотехнических измерений
Priority to SU894758663A priority Critical patent/SU1709233A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1709233A1 publication Critical patent/SU1709233A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в радионавигационных системах дл  измерени  средней фазы между опорным и флуктуирующим измерительным сигналами с известным частотным сдвигом, в частности при измерени х угловых положений объекта. Цель изобретени  - расширение области применени  за счет обеспечени  измерени  среднего значени  сдвига фаз между опорным и флуктуирующим измерительным сигналами с известным частотным сдвигом и расширени  диапазона измер емых фазовых сдвигов. Цифровой фазометр содержит формирователи 1 и 2, элемент ИЛИ 3. триггеры 4,5.9 и 10, элементы И 6.7.11 и 12, реверсивный счетчик 8, делители 14 и 13 частоты и счетчик 15 числа усреднений. 2 ил.VIОю toGJ Сл>&The invention can be used in radionavigation systems for measuring the average phase between the reference and fluctuating measurement signals with a known frequency shift, in particular when measuring the angular positions of an object. The purpose of the invention is to expand the field of application by providing a measurement of the average value of the phase shift between the reference and fluctuating measurement signals with a known frequency shift and expanding the range of the measured phase shifts. The digital phase meter contains drivers 1 and 2, an element OR 3. triggers 4.5.9 and 10, elements AND 6.7.11 and 12, a reversible counter 8, dividers 14 and 13 frequencies and a counter 15 of the number of averages. 2 or VI. ToGJ SL > &

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в радионавигационных системах дл  измерени  среднего значени  фазы между опорным и флуктуирующим измерительным сигналами с известным частотным сдвигом, в частности при угловых измерени х положени  движущегос  объекта.The invention relates to a measurement technique and can be used in radio navigation systems for measuring the average phase value between a reference and fluctuating measurement signals with a known frequency shift, in particular for angular measurements of the position of a moving object.

Различие частот между опорными и у,змерительным сигналами может быть обусловлено , например, наличием частотного допплеровского сдвига, величина которого в пределах мерного интервала известна и измен етс  мало.The difference in frequencies between the reference and y, measurement signals may be due, for example, to the presence of a frequency Doppler shift, the magnitude of which within the measured interval is known and varies little.

Известно устройство, позвол ющее измер ть оптимальный сдвиг фаз между опорным флуктуирующим измерительным сигналом с частотным сдвигом. В этом устройстве с помощью сложных арифметических узлов производитс  раздельна  обработка опорного измерительного сигнала , а результаты измерений обрабатываютс  по сложному алгоритму вычислений.A device is known which permits the measurement of an optimal phase shift between a reference fluctuating measurement signal with a frequency shift. In this device, using complex arithmetic units, separate processing of the reference measurement signal is performed, and the measurement results are processed by a complex calculation algorithm.

Известен преобразователь фаза-код, содержащий два усилител  ограничител , два переключател , два формировател  импульсов , триггер преобразовани  разности фаз в интервал времени, семь элементов И, три элемента задержки, три элемента ИЛИ, три триггера, врем задающий блок м генератор импульсов.A phase-to-code converter is known that contains two amplifiers, a limiter, two switches, two pulse formers, a trigger for converting the phase difference into a time interval, seven AND elements, three delay elements, three OR elements, three triggers, and a time setting unit for the pulse generator.

8 этом устройст;ае разность фаз выходных сигналов преобразуетс  Е интервал времени, который квантуетс  по времени м формируетс  в код счетчиком импульсов, при этом число импульсов, поступающих на вход счетчика, пропорционально фазе A -i-3608 this device; ae the phase difference of the output signals is converted E the time interval that is quantized in time m is formed into a code by a pulse counter, while the number of pulses arriving at the input of the counter is proportional to phase A -i-360

Данное устройство обеспечивает измерение сдвига фаз между сигналами одной частоты при флуктуаци х фазы s пределах ±180°.This device measures the phase shift between signals of the same frequency during phase s fluctuations within ± 180 °.

Однако это устройство не может работать с входными измерительными сигнзлами , имеющими сдвиг по частоте, так как в этом случае дополнительный сдвиг фазы между ними за мерный интервал времени может превысить несколько перг-одоа опорного сигнала, что не предусмотрена в Ё звестном устройстве.However, this device cannot work with input measurement signals that have a frequency shift, since in this case the additional phase shift between them over a measured time interval may exceed several per-one reference signal, which is not provided in the well-known device.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство , содержащее первый и второй формирователи импульсов, первый ii второй триггер, первый и второй злементы И, элемент ИЛИ и реверсивный счетчик б4мпульСО8 . входы которого сое,дииены с выходами элементов И, причем первые входы п-ос едних соединены соотеэтственно с инверсным и пр мым выходами первого триггера, вторые входы элементов И соединены с клеммой калиброванного временного интервала , а третьи - с клеммой генератораThe closest in technical essence to the present invention is a device comprising the first and second pulse formers, the first ii second trigger, the first and second elements AND, the OR element and the reversible counter b4mpulCO8. the inputs of which are soy, diienes with the outputs of the elements I, the first inputs of the n-terminals are connected respectively to the inverse and direct outputs of the first trigger, the second inputs of the elements And are connected to the terminal of the calibrated time interval, and the third to the terminal of the generator

счетных импульсов, при этом выход первого формировател  импульсов соединен с первым входом первого триггера, входы элемента ИЛИ соединены с выходом первого и второго формирователей импульсов, а егоcounting pulses, while the output of the first pulse generator is connected to the first input of the first trigger, the inputs of the OR element are connected to the output of the first and second pulse formers, and its

0 выход - с входом второго триггера, выход которого соединен с четвертыми входами обоих элементов И, при этом выход второго формировател  импульсов соединен с вторым входом ервого триггера.0 output - with the input of the second trigger, the output of which is connected to the fourth inputs of both elements AND, while the output of the second pulse generator is connected to the second input of the first trigger.

5 В данном устройстве за счет усреднени  результатов измерений повышаетс  точность измерени  фазового сдвига при флуктуаци х фазы вблизи нулевого фазового сдвига, но как и во втором аналоге, не5 In this device, by averaging the measurement results, the measurement accuracy of the phase shift during phase fluctuations near the zero phase shift is improved, but, like in the second analog,

0 обеспечиваетс измерение сдвига фаз при наличии частотного сдвига в измерительном сигнале.0 provides a phase shift measurement in the presence of a frequency shift in the measurement signal.

Цель изобретени  - расширение области применени  за счет обеспечени  измерени  среднего значени  сдвига фаз между сигналами с известным частотным сдвигом У: расширение диапазона измеренных фазовых сдвигов.The purpose of the invention is to expand the field of application by providing a measurement of the average value of the phase shift between signals with a known frequency shift Y: an extension of the range of measured phase shifts.

Указанна  цель достигаетс  тем, что вThis goal is achieved by the fact that

0 цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи импульсов входных С5 гналов, элемент ИЛИ, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И и реверсивный счетчик импульсов, входы которого соединены с выходами элементов И, причем первые входы последних соединены соответственно с инверсным и пр мым выходами первого триггера, второй вход первого элемента И соединен с пр мым0 digital phase meter containing the first and second pulse formers of input C5 gnals, the OR element, the first and second triggers, the first and second elements AND and the reversible pulse counter, the inputs of which are connected to the outputs of the elements AND, the first inputs of the last connected to the inverse, etc. the outputs of the first trigger, the second input of the first element And is connected to the direct

0 выходом второго триггера, а третьи входы элементов И соединены с клеммой генератора эталонного сигнала, введены третий и четвертый триггеры, третий и четвертый злементы И, два делител  частоты (2П+1)0 output of the second trigger, and the third inputs of the elements And connected to the terminal of the generator of the reference signal, entered the third and fourth triggers, the third and fourth elements And two frequency divider (2P + 1)

5 входных сигналов, где П 1,2,3- число5 input signals, where P 1,2,3 - number

периодов сдвига между опорным и измерительным сигналами поделенной частоты, и счетчик числа усреднений, при этом выход первого формировател  импульсов соеди0 йен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом делител  частоты опорного сигнала, первый выход которого соединен с нулевым установленным входом первого триггера и сthe periods of shift between the reference and measuring signals of a divided frequency, and the counter of the number of averages, the output of the first pulse generator is connected to the first input of the third element I, the output of which is connected to the counting input of the frequency divider of the reference signal, the first output of which is connected to the zero set input of the first trigger and with

5 единичным установочным входом четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго форм роватэл  импульсов, а его выход соединен со счетным входом делител  частоты5 with a single installation input of the fourth trigger, the output of which is connected to the second input of the fourth element I, the first input of which is connected to the output of the second pulse shaper, and its output is connected to the counting input of the frequency divider

измерительного сигнала, выход которого соединен с нулевым установочным входом второго триггера, единичный установочный вход которого соединен с единичным установочным входом первого триггера и с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым выходом делител  частоты опорного сигнала и с входом счетчика числа усреднений, выход которого соединен с нулевыми установочными входами третьего и четвертого триггеров, а второй вход элемента ИЛИ соединен со сбросовыми входами делител  частоты опорного сигнала , реверсивного счетчика импульсов, счетчика числа усреднений, с единичными установочными входами всех разр дов делител  частоты измерительного сигнала и с клеммой сигнала Пуск.measuring signal, the output of which is connected to the zero setting input of the second trigger, the single setting input of which is connected to the single setting input of the first trigger and to the output of the OR element, the first input of which is connected to the second output of the reference signal frequency divider and to the input of the averaging number counter, the output of which connected to the zero setup inputs of the third and fourth triggers, and the second input of the OR element is connected to the reset inputs of the frequency divider of the reference signal, reversible count pulse meter, averaging number counter, with single installation inputs of all bits of the frequency divider of the measuring signal and with the Start signal terminal.

На фиг,1 представлена структурна  схема устройства; на фиг,2 - временные диаграммы работы устройства.Fig, 1 shows a block diagram of the device; 2, time diagrams of the device operation.

Цифровой фазометр среднего сдвига фаз между сигналами с известным частотным сдвигом содержит первый и второй формирователи 1 и 2 и пульсов, элемент ИЛИ 3, первый и второй триггеры 4 и 5 первый и второй элементы 1/1 6 и 7, реверсивный счетчик 8 импульсов, входы которого соединены с выходами первого и второго элементов И б и 7, причем первые входы последних соединены соответственно с инверсным и пр мым выходами первого триггера 4, второй вход первого элемента И 6 соединен с пр мым выходом второго триггера 5, а третьи входы элементов И 6 и 7 соединены с клеммой генератора эталонного сигнала, третий и четвертый триггеры 9 и 10, третий и четвертый элементы И 11 и 12, делитель 13 частоты опорного сигнала, делитель 14 частоты измерительного сигнала и счетчик 15 числа усреднений, при этом выход первого формировател  1 импульсов соединен с первым входом третьего элемента И 11, выход которого соединен со счетным входом делител  13 частоты опорного сигнала, первый выход которого соединен с нулевым установочным входом первого триггера 4 и с единичным установочным входом четвертого триггера 10, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И 12, первый вход которого соединен с выходом второго формировател  2 импульсов , а его выход соединен со счетным входом делител  14 частоты измерительного сигнала, выход которого соединен с нулевым установочным входом второго триггера 5, единичный установочный вход которого соединен с единичным установочным входом первого триггера 4 и с выходом элемента ИЛИ 3, первый вход которого соединен с вторым выходом делител  13 частоты опорного сигнала и с входом счетчика 15 числа усреднений, выход которого соединен с нулевыми установочными входами третьего и четвертого триггеров 9 и 10. Второй вход элемента ИЛИ 3 соединен со сбросовыми входами делител  13 частоты опорного сигнала , реверсивного счетчика 8 импульсов,Digital phase meter average phase shift between signals with a known frequency shift contains the first and second drivers 1 and 2 and pulses, the element OR 3, the first and second triggers 4 and 5, the first and second elements 1/1 6 and 7, the reversible counter 8 pulses, inputs which are connected to the outputs of the first and second elements And b and 7, the first inputs of the latter are connected respectively to the inverse and direct outputs of the first trigger 4, the second input of the first element And 6 is connected to the forward output of the second trigger 5, and the third inputs of the elements And 6 and 7 are connected the reference signal generator terminal, the third and fourth triggers 9 and 10, the third and fourth elements 11 and 12, the divider 13 of the reference signal frequency, the divider 14 of the measuring signal frequency and the counter 15 of the number of averages, the output of the first driver 1 pulses connected to the first the input of the third element 11, the output of which is connected to the counting input of the divider 13 of the frequency of the reference signal, the first output of which is connected to the zero setting input of the first trigger 4 and to the single setting input of the fourth trigger 10, the output to second connected to the second input of the fourth element And 12, the first input of which is connected to the output of the second pulse shaper 2, and its output is connected to the counting input of the frequency divider 14 of the measuring signal, the output of which is connected to the zero setting input of the second trigger 5, the single setting input of which is connected with a single installation input of the first trigger 4 and with the output of the element OR 3, the first input of which is connected to the second output of the divider 13 of the reference signal frequency and to the input of the counter 15 of the number of averages, output which is connected to the mounting zero inputs of the third and fourth flip-flops 9 and 10. A second input of OR gate 3 is connected to the reset input of divider 13 frequency reference signal, a reversible counter 8 pulses,

0 счетчика 15 числа усреднений, а также с единичным установочным входом третьего триггера 9 и с единичными установочными входами всех разр дов делител  14 частоты измерительного сигнала и с клеммой сигна5 ,0 counter 15 the number of averages, as well as with a single installation input of the third trigger 9 and with a single installation input of all bits of the divider 14 of the measuring signal frequency and with the signal5 terminal,

Устройство работает следующим обра зом.The device works as follows.

Входной опорный сигнал с помощью первого формировател  1 импульсов, тр.еть0 его элемента И 11 и делител  13 частоты опорного сигнала преобразуетс  в импульсную последовательность поделенной в (2П+1) раза частоты, где П - число периодов сдвига между опорным и измерительнымThe input reference signal using the first driver 1 pulses, tr.et0 its element And 11 and the divider 13 of the frequency of the reference signal is converted into a pulse sequence divided by (2P + 1) times the frequency, where P is the number of periods of shift between the reference and measuring

5 сигналами поделенной частоты. Аналогично измерительный входной сигнал с помощью второго формировател  2 импульсов, четвертого элемента И 12 и делител  14 частоты преобразуетс  в импульсную последовательность также поделенной в (2П+1) раза частоту, но со сдвигом на П периодов входного опорного сигнала относительно импульсной последовательности опорного сигнала поделенной частоты.5 signals divided frequency. Similarly, the measuring input signal is converted into a pulse sequence also divided by (2P + 1) times the frequency, but shifted by periods of the input reference signal relative to the pulse sequence of the reference frequency signal .

5 В течение мерного интервала времени, кратного (2П+1) периодам опорного сигнала , формируемого счетчиком 15 числа усреднений , производитс  формирование временных интервалов сдвига между импульсами опорного и измерительного сигналов поделенной в (2П+1) раза частоты, вычитание из каждого сформированного временного интервала сдвига эталонного временного интервала, равного П периодам5 During the measuring time interval, a multiple (2P + 1) periods of the reference signal, generated by the counter 15 of the averaging number, time shifts are formed between the pulses of the reference and measuring signals divided by (2P + 1) times the frequency, subtraction from each formed time interval the shift of the reference time interval equal to the P periods

5 входного опорного сигнала, и квантование полученных разностных временных интервалов сигналом эталонной частоты.5 input reference signal, and quantization of the resulting difference time intervals by the reference frequency signal.

Процесс измерений среднего сдвига фаз начинаетс  с приходом сигнала ПускThe process of measuring the average phase shift begins with the arrival of the signal.

0 (фиг.2а), устанавливающего устройство в исходное состо ние, при котором делитель 13 частоты, счетчик 15 числа усреднений и реверсивный счетчик 8 импульсов устанавливаютс  в нулевое состо ние, а делитель 140 (Fig. 2a) setting the device to its initial state, in which the frequency divider 13, the averaging number counter 15 and the reversible pulse counter 8 are set to the zero state, and the divider 14

5 частоты измерительного сигнала и третий триггер 9 устанавливаютс  в единичное состо ние . Кроме этого сигнал Пуск, пройд  через элемент ИЛИ 3, устанавливает первый и второй триггеры 4 и 5 в единичное состо ние, формиру  на их выходах начало5, the frequencies of the measurement signal and the third trigger 9 are set to one. In addition, the Start signal, passing through the OR 3 element, sets the first and second triggers 4 and 5 to a single state, forming at their outputs the beginning

соответственно вычитающего и измерительного временных интервалов (фиг. 2е, и, момент ti).respectively subtractive and measuring time intervals (Fig. 2e, and, time ti).

После этого через открытый третий элемент И 11 на счетный вход делител  13 частоты опорного сигнала поступают опорные импульсы с выхода первого формировател  t импульсов (фиг.2б) и после подсчета П импульсов на его первом выходе сформируетс  импульс (фиг.2г), который устанавливает первый триггер 4 в нулевое состо ние, формиру  на его выходе конец вычитающего временного интервала (фиг,2е, моментti), и в единичное состо ние четвертый триггер 10. который открывает четвертый элемент И 12 прохождени  через него измерительных импульсов (фиг,2ж), сформированных вторым формирователем 2 импульсов.After that, through the open third element 11, the counting input of the divider 13 of the reference signal receives reference pulses from the output of the first generator t of pulses (Fig. 2b) and after counting P of pulses, a pulse is formed at its first output (Fig. 2d), which sets the first trigger 4 to the zero state, forming at its output the end of the subtracting time interval (fig. 2e, moment t), and into the single state the fourth trigger 10 which opens the fourth element 12 passing the measurement pulses through it (fig 2h) to form ovannyh second pulse generator 2.

Первый измерительный импульс (фиг.2з) с выхода элемента И 12 после сквозного прохода через делитель 14 частоты измерительного сигнала устанавливает второй триггер 5 в нулевое состо ние, формиру  на его выходе конец измерительного временного интервала (фиг.2и, момент t2).The first measuring pulse (fig. 2z) from the output of the element 12 after passing through the divider 14 of the frequency of the measuring signal sets the second trigger 5 to the zero state, forming at its output the end of the measuring time interval (fig. 2i, time t2).

После формировани  вычитающего временного интервала с помощью первого и второго триггеров 4 и 5 и функционально св занных с ними первого и второго элементов И 6 и 7, формируетс  разностный вре менной интервал (фиг.2к, ), разный разности между измерительным и вычитающим временными интервалами, который квантуетс  по времени сигналом эталонной частоты, поступающим на третьи входы этих элементов И 6 и 7,After the subtractive time interval is formed using the first and second triggers 4 and 5 and the first and second elements 6 and 7 functionally associated with them, a difference time interval is created (Fig. 2k), different differences between the measuring and subtracting time intervals, which is time-quantized by a reference frequency signal supplied to the third inputs of these elements AND 6 and 7,

На первые два входа первого элемента И б поступают напр жени , сформированные на инверсном выходе первого триггера 4 и пр мом выходе второго триггера 5 соответственно , а на первые два входа второго элемента И 7 поступают напр жени , сформированные на пр мом выходе первого триггера 4 и инверсном выходе второго триггера 5.The first two inputs of the first element And b receive voltages generated at the inverse output of the first trigger 4 and the forward output of the second trigger 5, respectively, and the first two inputs of the second element And 7 receive the voltages formed at the direct output of the first trigger 4 and inverse output of the second trigger 5.

При этом на выходах первого и второго элементов И 6 и 7 формируютс  пакеты импульсов эталонной частоты, пропорциональные величине разностных временных интервалов, причем на выходе первого элемента И 6 формируетс  пакет импульсов (фиг.2к) при положительном значении разностного временного интервала, т.е. когда измерительный импульс запаздывает относительно соответствующего ему опорного импульса, а на выходе второго элемента И 7 формируетс  пакет импульсов (фиг.2л) при опережении измерительного импульса.In this case, at the outputs of the first and second elements And 6 and 7, pulse packets of the reference frequency are formed, which are proportional to the difference time intervals, and at the output of the first element And 6, a pulse packet is formed (Fig. 2k) with a positive value of the difference time interval, i.e. when the measuring pulse is delayed relative to the corresponding reference pulse, and at the output of the second element I 7, a packet of pulses is formed (Fig.2l) ahead of the measuring pulse.

Сформированные пакеты импульсов с выхода первого или второго элементов И 6 и 7 поступают соответственно на суммирующий или вычитающий входы реверсивногоFormed packets of pulses from the output of the first or second elements And 6 and 7, respectively, are fed to the summing or subtracting inputs of the reversing

счетчика 8 импульсов, в котором производитс  накаплиавние числа входных импульсов .pulse counter 8, in which the number of input pulses is accumulated.

С приходом сигнала Пуск на выходе первого триггера 4 формируетс  вычитающий временной интервал, равный временному сдвигу между сигналом Пуск (фиг.2е. момент to) и первым опорным импульсом (момент ti). Аналогично формируетс  измерительный временной интервал между сигналом Пуск и первым измерительным импульсом (фиг.2и. момент ta).With the arrival of the start signal, a subtractive time interval is formed at the output of the first trigger 4, equal to the time shift between the start signal (Fig. 2e. Moment) and the first reference pulse (time ti). Similarly, a measuring time interval is formed between the Start signal and the first measuring pulse (Fig. 2i. Moment ta).

Последующие формировани  вычитающих и измерительных временных интервалов будут производитьс  через каждыеSubsequent formation of subtraction and measurement time intervals will be performed every

0 (2П+1) периодов опорного сигнала. При этом начало вычитающего временного интервала формируетс  в момент по влени  импульса на первом выходе делител  13 частоты, а конец этого временного интервала формируетс  в момент по влени  импульса на втором выходе этого делител  частоты. Аналогично в момент по влени  импульса на первом выходе первого делител  13 частоты формируетс  начало измеритель0 него временного интервала, конец которого формируетс  в момент по влени  импульса на выходе второго делител  14 частоты.0 (2P + 1) periods of the reference signal. In this case, the beginning of the subtractive time interval is formed at the time of the appearance of a pulse at the first output of the frequency divider 13, and the end of this time interval is formed at the time of the appearance of the pulse at the second output of this frequency divider. Similarly, at the moment of appearance of a pulse, the beginning of the measuring time interval is formed at the first output of the first frequency divider 13, the end of which is formed at the time of the appearance of a pulse at the output of the second frequency divider 14.

После подсчета m импульсов опорногоAfter counting m reference pulses

5 сигналы поделенной в (2П+1) раза частоты на выходе счетчика 15 числа усреднений сформируетс  импульс (фиг.2м), который установит третий и четвертый триггеры 9 и 10 в нулевое состо ние и запретит прохождение выходных импульсов первого и второго формирователей 1 и 2 импульсов через третий и четвертый элементы И 11 и 12 на входы первого и второго делителей 13 и 14 частоты . На этом цикл измерений прекращаетс 5 signals divided by (2P + 1) times the frequency at the output of the counter 15, the number of averages will form a pulse (Fig.2m), which will set the third and fourth triggers 9 and 10 to the zero state and prohibit the output pulses of the first and second drivers 1 and 2 pulses through the third and fourth elements And 11 and 12 to the inputs of the first and second dividers 13 and 14 frequency. At this time, the measurement cycle is terminated.

5 до следующего по влени  сигнала Пуск, период следовани  которого должен превышать т(2П+1) периодов опорного сигнала .5 until the next occurrence of the Start signal, the follow-up period of which should exceed m (2P + 1) periods of the reference signal.

В результате, за мерный интервал времени в реверсивном счетчике 8 импульсов накопитс  число N. равное сумме двух слагаемых NI и N2. причем первое слагаемое NI пропорционально величине средней фазы, а второе слагаемое N2 - величинеAs a result, the oversized time interval in the reversible counter of 8 pulses will accumulate the number N. equal to the sum of the two terms NI and N2. moreover, the first term NI is proportional to the magnitude of the average phase, and the second term N2 - the value

Claims (1)

5 дополнительного фазового сдвига, обусловленного наличием частотного сдвига между входными сигналами, который при посто нном частотном сдвиге, имеет посто нное значение и может быть определен из выражени  (1) m ( m - 1 ) Ти-TO 2 m ( m - 1 ) C-frr)fofaV ) где m - число усреднений; К (2П+1) - коэффициент делени  частоты; Ти, fn - период и частота измерительного сигнала; То, fo - период и частота опорного сигнала; Тэ, fa период и частота эталонного сигнала. Средний фазовый сдвиг определ етс  из выражени  (2) где lit-T- - дискрет отсчета, еьфаженный в радианах. Предельно допустимый частотный сдвиг Д f зависит от числа усреднений m и интервала измерени  и может быть определен из выражени  (3) Л . о П . fo п . f о ,4-,(3) Af. и 2 П +1 К т К При этом интервал измерени  должен превышать т (2П+.1) периодов опорного сигнала . Устройство может быть реализовано на типовых микросхемах например на микросхемах например на микросхемах серии 133,533: формирователи 1 и 2 импульсов на микросхеме 533ТЛ2; элемент ИЛИ 3 - на микросхеме 533ЛАЗ; триггеры 4, 5, 9 и 10 на микросхеме 533ТМ2; элементы 1/1 6, 7 и .11, 12 - на микросхеме 533ЛАЗ; реверсивный счетчик 8 - на микросхеме 133ИЕ7; делители 13 и 14 частоты - на микросхеме 133ИР1, используемый в режиме кольцевого сдвигового регистра; счетчик 15 числа усреднений - на микросхеме 133ИЕ7. Измерение среднего сдвига фаз между сигналами с частотным сдвигом  л етс  одной из основных операций в фазометрических системах при определении углового положени  движущегос  объекта. Предлагаемое устройство с помощью простых технических средств и операций позвол ет производить измерение среднего сдвига фаз между сигналами с частотным сдвигом, обеспечива  при этом высокую точность и надежнос1ь измерений. Инструментальна  погрешность устройства , определ ема  соотношением частот опорного и зталонного сигналов, при применении современных высокочастотных элементов (микросхем) может составить пренебрежительно малую величину по сравнению с флуктуацион ной погрешностью, котора  в предлагаемом устройстве за счет усреднени  измерений уменьшаетс  в Vm раз. Кроме этого, за счет исключени  совпадени  опорного и измерительного сигналов , устройство обеспечивает достоверность измерений при совпадении импульсов опорного и измерительного сигналов. Предлагаемое устройство можно использовать дл  визуального контрол  среднего сдвига фаз. Дл  этого необходимо из содержимого а реверсивном счетчика 8 вычесть известное расчетное число Na м результат разделить на число усреднений. В этом случае сигналом Пуск в реверсивный счетчик 8 вводитс  дополнительное число, равное 2-1-N2, где Р - число разр дов реверсивного счетчика, а дл  обеспечени  простого процесса делени  число усреднений выбираетс  равным 2 , где М - целое число и результат измерени  снимаетс , начина  с (М+1}-го разр да реверсивного счетчика . Формула изобретени  Цифровой фазометр среднего сдвига фаз между сигналами с известным частотным сдвигом, содержащий первый и второй формирователи импульсов, элемент ИЛИ, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И и реверсивный счетчик импульсов , входы которого соединены соответственно с выходами элементов И, причем первые входы последних соединены соответственно с инверсным и пр мым выходами первого триггера, второй вход первого элемента И соединен с пр мым выходом второго триггера, а третий вход первого элемента И и второй вход второго элемента И соединены с клеммой генератора эталонного сигнала, при этом входы первого и второго формирователей импульсов соединены с клеммами соответственно опорного и измерительного входных сигналов, отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени  за счет обеспечени  измерени  среднего значени  сдвига фаз между сигналами с известным частотным сдвигом и расширени  диапазона измер емых фазовых сдвигов, в него введены третий и четвертый триггеры, третий и четвертый элементы И, два делител  частоты (2П+1), где П 1,2,3 - число периодов сдвига между опорным и измерительным сигналами поделенной частоты, и счетчик числа усреднений , при этом третий вход второго элемента И соединен с инверсным выходом второго триггера, выход первого формировател  импульсов соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого делител  частоты, первый выход которого соединен С нулевым установочным входом первого триггера и с единичным установочным входом четвертого триггера, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго формировател  импульсов, а его выход соединен со счетным входом второго делител  частоты, выход которого соединен с нулевым установочным входом второго триггера, единичный установочный вход которого соединен с единичным установочным входом первого триггера и с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым выходом первого делител  частоты и с входом счетчика числа5 additional phase shift due to the presence of a frequency shift between the input signals, which at a constant frequency shift has a constant value and can be determined from the expression (1) m (m - 1) Ti-TO 2 m (m - 1) C -frr) fofaV) where m is the number of averages; K (2P + 1) is the frequency division factor; Ti, fn is the period and frequency of the measuring signal; That, fo is the period and frequency of the reference signal; Te, fa period and frequency of the reference signal. The average phase shift is determined from the expression (2) where lit-T- is the sampling interval, measured in radians. The maximum allowable frequency shift D f depends on the number of averages m and the measurement interval and can be determined from the expression (3) L. about f. fo n f o, 4 -, (3) Af. and 2 P +1 K t K In this case, the measurement interval should exceed m (2P + .1) periods of the reference signal. The device can be implemented on typical microcircuits, for example, on microcircuits, for example, on microcircuits of the 133,533 series: formers of 1 and 2 pulses on the microcircuit 533ТЛ2; the element OR 3 - on a 533 LAZ chip; triggers 4, 5, 9, and 10 on the 533TM2 microcircuit; elements 1/1 6, 7 and .11, 12 - on the 533 LAZ microcircuit; reversible counter 8 - on the chip 133IE7; dividers 13 and 14 frequencies - on chip 133IR1, used in the ring shift register mode; counter 15 of the number of averages - on the chip 133IE7. Measurement of the average phase shift between signals with a frequency shift is one of the main operations in phase systems when determining the angular position of a moving object. The proposed device, using simple technical means and operations, makes it possible to measure the average phase shift between signals with a frequency shift, while ensuring high accuracy and reliability of measurements. The instrumental error of the device, determined by the ratio of the frequencies of the reference and reference signals, when using modern high-frequency elements (microcircuits) can be negligible compared to the fluctuation error, which in the proposed device decreases by Vm times. In addition, by eliminating the coincidence of the reference and measurement signals, the device ensures the reliability of measurements when the impulses of the reference and measurement signals coincide. The proposed device can be used to visually monitor the average phase shift. To do this, it is necessary to subtract the result from the contents of the reversible counter 8 to the known calculated number Na m and divide the result by the number of averages. In this case, the Start signal in the reversible counter 8 introduces an additional number of 2-1-N2, where P is the number of bits of the reversible counter, and to ensure a simple division process, the number of averages is 2, where M is an integer and the measurement result , starting with (M + 1} th bit of a reversible counter. Claim of the invention Digital phase meter for average phase shift between signals with known frequency shift, containing first and second pulse shapers, OR element, first and second triggers, first and second elements And And reversible pulse counter, the inputs of which are connected respectively to the outputs of the elements And, the first inputs of the latter are connected respectively to the inverse and direct outputs of the first trigger, the second input of the first element And is connected to the forward output of the second trigger and the second input of the second element And is connected to the terminal of the generator of the reference signal, while the inputs of the first and second pulse formers are connected to the terminals of the reference and measuring input signals, respectively different in that, in order to expand the scope of application by providing a measurement of the average value of the phase shift between signals with a known frequency shift and expanding the range of measured phase shifts, the third and fourth triggers, the third and fourth And elements, and two frequency splitters ( 2P + 1), where P 1,2,3 is the number of periods of shift between the reference and measuring signals of the divided frequency, and the counter of the number of averages, while the third input of the second element I is connected to the inverse output of the second trigger, the output of the first ф The pulse driver is connected to the first input of the third element I, the output of which is connected to the counting input of the first frequency divider, the first output of which is connected to the zero setting input of the first trigger and to the single installation input of the fourth trigger, the output of which is connected to the first input of the fourth element I, the second input which is connected to the output of the second pulse generator, and its output is connected to the counting input of the second frequency divider, the output of which is connected to the zero setting input of the second tr ggera, the installation unit whose input is connected with the mounting unit and the input of the first flip-flop with the output of the OR gate, a first input coupled to the second output of the first frequency divider and to the input of counter усреднений, выход которого соединен с нулевыми установочными входами третьего и четвертого триггеров, а второй вход элемента ИЛИ соединен с входами сброса первогоaveraging, the output of which is connected to the zero setup inputs of the third and fourth triggers, and the second input of the OR element is connected to the reset inputs of the first делител  частоты сигнала, реверсивного счетчика импульсов, счетчика числа усреднений , с единичным установочным входом третьего триггера, с единичными установочными входами всех разр дов второго делител  частоты и с клеммой сигнала Пуск, при этом второй вход третьего элемента И соединен с выходом третьего триггера.signal frequency divider, reversible pulse counter, averaging number counter, with a single installation input of the third trigger, with a single installation input of all bits of the second frequency divider and with the Start signal terminal, while the second input of the third element I is connected to the output of the third trigger. Фаг. 2Phage. 2
SU894758663A 1989-11-24 1989-11-24 Digital phase meter of medium shift of phases between signals with known frequency shift SU1709233A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894758663A SU1709233A1 (en) 1989-11-24 1989-11-24 Digital phase meter of medium shift of phases between signals with known frequency shift

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894758663A SU1709233A1 (en) 1989-11-24 1989-11-24 Digital phase meter of medium shift of phases between signals with known frequency shift

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1709233A1 true SU1709233A1 (en) 1992-01-30

Family

ID=21479384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894758663A SU1709233A1 (en) 1989-11-24 1989-11-24 Digital phase meter of medium shift of phases between signals with known frequency shift

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1709233A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1348744, к . G 01 R 25/.00, 1986.Авторское свидетельство СССР Г^ 1112309.кл. G 01 R 25/00. 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5598116A (en) Apparatus for measuring a pulse duration
SU1709233A1 (en) Digital phase meter of medium shift of phases between signals with known frequency shift
SU918873A1 (en) Digital frequency meter
SU1104439A1 (en) Digital phase meter
SU855532A1 (en) Digital phase meter
SU705371A1 (en) Digital phase meter
SU1725153A1 (en) Device for measuring frequency of sine signals
SU410330A1 (en)
SU1675785A1 (en) Average current direction meter
SU913324A1 (en) Device for measuring time intervals
SU779903A1 (en) Digital phase meter
SU488163A1 (en) Digital phase meter
SU788026A1 (en) Digital phase meter for measuring phase shift mean value
SU1002979A1 (en) Interference-resistant digital phase meter
SU681389A1 (en) Digital phase meter
SU661385A1 (en) Meter of intervals between centers of pulses
RU1790801C (en) Device for measurement of movements
SU438940A1 (en) Digital phase meter
JPH0455274B2 (en)
SU1709234A1 (en) Digital phasemeter
SU1257555A1 (en) Digital tracking phasemeter
SU588505A1 (en) Digital phase meter for measuring instantaneous phase shift
SU849096A1 (en) Phase-meter
SU656202A1 (en) Device for matching coarse and precise readings of phase-to-code converter
SU457936A1 (en) Device for determining the orthogonality of two vectors