SU1748085A1 - Цифровой след щий фазометр - Google Patents

Abstract

Использование электрические измерительные устройства, непрерывное слежение за разностью фаз двух электрических колебаний в системах хранени  времени и ради- онавигации. Сущность изобретени : устройство содержит 1 формирователь мерных импульсов (1), 1 ключ (2), 3 делител  частоты (3, 6, 7), 1 счетчик (4), 1 генератор измерительных импульсов (5), 1 элемент задержки (8), 1 реверсивный счетчик (9), 1 блок управлени  (10), 1 блок вычитани  (11), 1 регистр (12), 2 блока сравнени  (13, 14), 2 информационных входа (15, 16), 1 устано вочный вход (17). 3 ил.

Description

сл

с

Изобретение относитс  к электрическим измерительным устройствам и может быть использовано дл  непрерывного слежени  за разностью фаз электрических колебаний в системах хранени  времени и радионавигации.

Известен цифровой след щий фазометр , содержащий последовательно соединенные формирователь мерных интервалов, ключ, первый делитель частоты и линейный счетчик, а также генератор измерительных импульсов, второй и третий делители частоты , линию задержки и реверсивный счетчик.

Недостатком известного устройства  вл етс  низкое быстродействие

Наиболее близким по технической сущности к предложенному  вл етс  цифровой след щий фазометр, содержащий последовательно соединенные формирователь мерных интервалов, ключ, первый делитель частоты и линейный счетчик, а также последовательно соединенные генератор измерительных импульсов, второй и третий делители частоты и линию задержки, а также

реверсивный счетчик, последовательно соединенные регистр и блок сравнени  и два блока управлени , причем блок сравнени  содержит п ть узлов сравнени  кодов и два элемента И.

Недостатком  вл етс  низкое быстродействие , обусловленное длительными процессами измерени  при скачках фаз, первоначальном включении прибора и при переходе измер емой разности фаз через нуль.

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  фазометра.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой след щий фазометр, содержащий последовательно соединенные формирователь мерных интервалов, входы которого соединены с информационными входами устройства, ключ, первый делитель частоты и счетчик, последовательно соедиVJ

N 00

О

со ел

ненные генератор измерительных импульсов , второй и третий делители частоты и элемент задержки, причем выход генератора измерительных импульсов соединен также с вторым входом ключа, регистр, первый блок сравнени , реверсивный счетчик и блок управлени , причем первый и второй выходы первого блока сравнени  и выход второго делител  частоты соединены соответственно с первым, вторым и четвертым входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами сложени  и вычитани  реверсивного счетчика, выходы регистра и реверсивного счетчика соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого блока сравнени , информационные входы регистра соединены с входами счетчика , введены второй блок сравнени , выход которого соединен с вторым входом блока управлени , и блок вычитани , первый и второй управл ющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами первого блока сравнени , выходы реверсивного счетчика и регистра соединены с первыми и вторыми информационными входами блока вычитани , выходы которого соединены с одной группой входов второго блока сравнени , друга  группа входов которого  вл етс  установочной , выход третьего делител  частоты соединен с управл ющим входом регистра, выход элемента соединен с входом сброса счетчика.

На фиг.1 приведена структурна  схема цифрового след щего фазометра; на фиг.2 - структурна  схема блока управлени ; на фиг.З - структурна  схема блока вычитани .

Цифровой след щий фазометр содержит формирователь 1 мерных импульсов, ключ 2, первый делитель 3 частоты, счетчик 4, генератор 5 измерительных импульсов, второй делитель 6 частоты, третий делитель 7 частоты, элемент 8 задержки, реверсивный счетчик 9, блок 10 управлени , блок 11 вычитани , регистр 12, первый и второй бло ки 13 и 14 сравнени . Входы 15 и 16  вл ютс  соответственно первым и вторым информационными входами устройства. Входы 17 блока 14  вл ютс  установочными входами устройства.

Блок управлени  10 (фиг.2) содержит четыре элемента 18-21 И, два элемента 22 и 23 ИЛИ и элемент 24 НЕ. причем первый вход блока вычитани  соединен с первым выходом первого блока сравнени  13, второй вход - с вторым выходом блока 13, третий вход - с выходом блока Т4 и четвертый вход - с выходом второго делител  частоты 6.

Блок 11 вычитани  (фиг.З) содержит первую группу 25 и вторую группу 26 сумматоров по модулю два и полный сумматор 27, причем первый и второй входы блока вычитани  соединены соответственно с первым и вторым выходами блока 13 сравнени .

Фазометр работает следующим образом .

Формирователь 1 мерных интервалов

0 формирует импульс, длительность которого пропорциональна разности фаз входных сигналов, поступающих на входы 15 и 16 фазометра. На выходе ключа 2 формируетс  пачка импульсов, число импульсов в которой

5 пропорционально разности фаз, а частота равна частоте импульсов, генерируемых генератором 5. Делитель 3 служит дл  выбора коэффициента пропорциональности. Делители 3, 6 и 7 в совокупности определ ют требу0 емую скорость обработки информации (отслеживани  изменений разности фаз) и точность измерени . Счетчик 4 преобразует информацию, поступающую на его вход в виде пачки импульсов в цифровой двоичный

5 код. По сигналу с выхода делител  7 информаци  из счетчика 4 переписываетс  в регистр 12 в параллельной форме. После этого импульсом с выхода элемента задержки 8 счетчик 4 сбрасываетс  в исходное состо 0 ние и начинает новый цикл измерени . Разр дность блоков 4,9 и 12 одинакова. В блоке 13 сравнени  сравниваетс  информаци , содержаща с  в блоках 9 и 12. На первом выходе блока 13 по вл етс  положительный

5 сигнал в том случае, когда содержимое реверсивного счетчика 9 больше содержимого регистра 12; на втором выходе - при противоположной ситуации. При равенстве кодов сигналы на обоих выходах блока 13 - нуле0 вые. Блок 11 вычитани  реализует вычитание из большего числа меньшего путем (фиг.З) преобразовани  меньшего числа в дополнительный код и суммировани  его с большим числом. В соответствии с алгорит5 мом получени  дополнительного кода числа в разр д переноса сумматора 27 добавл етс  единица, а информационные разр ды преобразуемого числа инвертируютс . Выбор числа, дл  которого определ етс  до0 полнительный код, определ етс  сигналами управлени  с блока сравнени  13.

В блоке сравнени  14 осуществл етс  сравнение полученной разности с кодом М/2 - половина максимально возможного

5 кода М. Результат сравнени  определ ет направление отслеживани  изменени  разности фаз. Дл  выбранной разр дности блоков фазометра значение М/2  вл етс  посто нным. На выходе блока 14 формируетс  положительный потенциал в том случае , когда код разности больше кода М/2 В противном случае значение этого сигнала - нулевое, а на выходе элемента НЕ 24 в блоке 10 управлени  - единичное

При получении фазометром новой ин- формации (в регистре 12) возможны (кроме совпадени  с предыдущим отсчетом) четыре различные ситуации: содержимое блока 9 больше содержимого блока 12; разность больше значени  целесообразен (по быстродействию) режим сложени  (с переходом через нуль); содержимое блока 9 меньше содержимого блока 12; разность меньше значени  целесообразен режим сложени ; содержимое блока 9 меньше содержимого блока 12, разность больше значени  М/2, целесообразен режим вычитани  (с переходом через нуль); содержимое блока 9 больше содержимого блока 12; разность меньше значени  М/2, целе- сообразен режим вычитани .

Предположим, дл  ситуации а(М 1000) (М/2 500), содержимое реверсивного счетчика 997, содержимое регистра 003.

При этом положительный сигнал фор- мируетс  на первом выходе блока 13 и, поступа  на блок вычитани  11, формирует дополнительный код содержимого регистра 12. С выхода сумматора 27 формируетс  (двоичный) код разности, дес тичный экви- валент которого равен 994, этот код в блоке 14 сравниваетс  с кодом 500, в результате чего на выходе блока 14 формируетс  положительный сигнал, поступающий натретий вход блока Юуправлени . На выходе элемента НЕ 24 - нулевой сигнал. Таким образом, на обоих входах элемента И 18-единичные сигналы, и импульсы с делител  6 проход т на его выход, и через элемент 22 ИЛИ поступают на вход сложени  реверсивного счетчика. С каждым импульсом реверсивный счетчик последовательно проходит состо ни : 998, 999 и 000; в момент перехода в состо ние 000 содержимое счетчика 9 оказываетс  меньше, чем содержимое регистра 12, что вызывает исчезновение сигнала на первом выходе блока 13 и по вление сигнала на его втором выходе; в тот же момент времени блок вычитани  вычитает содержимое счетчика из содержимого регистра и, так как разность теперь меньше чем М/2, на его выходе формируетс  нулевой сигнал, а на выходе элемента НЕ 24 - единичный. Таким образом открываетс  элемент И 19 и импульсы с делител  6 далее проход т через него, а не через закрытый элемент И 18. Сложение продолжаетс  - в данном случае последовательно по кодам:001, 002 и 003, после чего на обоих выходах блока 13 формируютс  нулевые сигналы, элементы 18 21 закрываютс  и процесс отслеживани  заканчиваетс .

В остальных ситуаци х устройство функционирует аналогично, реализу  оптимальное направление отслеживани  изменений в разности фаз дл  каждой пары отсчетов входной информации. При этом в ситуации в (аналогично ситуации а) происходит в процессе отслеживани  переключение с одного элемента И в блоке управлени  на другой, а в остальных ситуаци х такого переключени  не происходит.

Таким образом, при любом сочетании содержимого блоков 9 и 12 фазометр осуществл ет отработку (отслеживание) изменени  разности фаз в оптимальном направлении, что повышает его быстродействие.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой след щий фазометр, содержащий последователь.но соединенные формирователь мерных интервалов, входы которого соединены с информационными входами устройства, ключ, первый делитель частоты и счетчик, последовательно соединенные генератор измерительных импульсов , второй и третий делители частоты и элемент задержки, причем выход генератора измерительных импульсов соединен также с вторым входом ключа, регистр, первый блок сравнени , реверсивный счетчик и блок управлени , причем первый и второй выходы первого блока сравнени  и выход второго делител  частоты соединены соответственно с первым, вторым и четвертым входами блока управлени , первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами сложени  и вычитани  реверсивного счетчика, выходы регистра и реверсивного счетчика соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого блока сравнени , информационные входы регистра соединены с выходами счетчика , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены второй блок сравнени , выход которого соединен с третьим входом блока управлени , и блок вычитани , первый и второй управл ющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами первого блока сравнени , выходы реверсивного счетчика и регистра соединены с первыми и вторыми информационными входами блока вычитани , выходы которого соединены с первой группой входов второго блока сравнени , втора  группа входов которого  вл етс  установочной группой входов устройства, выход третьего делител  частоты соединен с управл ющим входом регистра, выход элемента задержки соединен с входом сброса счетчика.

   17400ЯЬ

   J- ..+

   v

   7J ft

   I

   ЫЧ±№ 4Zh-0

   -2

   фи 1

   P

   CH

   77