SU517857A1 - Кумул тивный фазометр - Google Patents

Description

счетным входом счетчика уточнени  5, а выход формировател  2 - с входом «а первого хроиизатора 6, выход которого соединен с входом «8 второго хронизатора 7 и входом «и дискретного фильтра 8. Вход «О дискретного фильтра 8 соединен со старшим разр дом счетчика уточнени  5 и счетным входом делител  9. Выход информационного сигнала «И дискретного фильтра 8 соединен с входом вычитани  «-« реверсивного счетчика 10, а выход опорного сигнала «О фильтра- с входом сложени  «+. Выходы разр дов реверсивного счетчика 10 и счетчика уточнени  5 соединены с входами арифметического устройства 11. Выход делител  9 соединен с арифметическим устройством 11 и входом «а второго хронизатора 7, выход «а которого через схему задержки 12 соединен с входом разрешени  записи арифметического устройства 11, выход «в - с входами установки «О реверсивного счетчика 10, счетчика уточнени  5 и делител  9 и выход «с - со вторым входом схемы И 4. Работа устройства в качестве измерител  разности частоты входных сигналов основана на измерении разности фаз этих сигналов, определ емой как в целых периодах, так и в дол х периода, за врем  измерени , состо щее из двух частей: одна часть есть начальное заранее выбранное число периодов опорной частоты Пон (в случае использовани  в качестве делител  9т- разр дного двоичного счетчика целесообразно положить т, А .О г, „ Off ОС - - - он - ос среднее число периодов опорной частоты за врем  измерени , если минимальна  инфорс/о то ), частота /С7мин - мационна  втора  часть (An) - мен етс  от измерени  к измерению в пределах Г|)-2А--, (т. е. при в пределах 2Го). Дл  повышени  точности измерени  необходимо выбирать . Дл  точного измерени  фазы, измерение должно начинатьс  одновременно с начальным информационным импульсом и закапчиватьс  одновременно с конечным информационным импульсом, что легко обеспечиваетс  только при синфазности опорного и информационного сигналов в момент времени, соответствующий начальному информационному импульсу. Таким образом измер ема  величина получаетс  согласно формуле: Atfo-Д.-ц I - 1  - 27.„зм2it.7-oK +Аи) Яр + А/г - Яц Го (ло + А«) где «И о - число целых периодов информационного и опорного сигналов за врем  измерени ; Л/1 - дол  периода опорного сигнала к концу измерени . Поскольку знаменатель в формуле (1) не  вл етс  посто нной величиной, то деление на него осуществл етс  с помощью разложени  дроби в р д Тэйлора. Вз в два 7о(по + Аи) первых члена разложени , формулу (1) можно переписать: где По-Ди - содержимое реверсивного счетчика 10, Дл - содержимое счетчика уточнени  5, поделенное на 2, где Л - число разр дов этого счетчика; т - число разр дов делител  9. В случае использовани  фазометра в качестве измерител  скорости, например, с двухчастотным лазерным интерферометром, измер ема  скорость , где k - коэффици , пропорциональности. Выбира  отношение , t-aw --- - Ю , где р - целое число, можно нелучить отсчет измер емой скорости в метрических единицах. Работа устройства в качестве измерител  разности частот происходит следующим образом . Опорный UQ и информационный U сигналы (фиг. 2) поступают на формирователи 1 и 2, которые в моменты перехода напр жений |(/о и Ua через нуль формируют импульсы L/i и Uz. Опорные импульсы поступают на умножитель 3, который умножает опорную частоту /о и раз и выдает меандр U. Дл  обеспечени  нормальной работы дискретного фильтра 8 в фазометре используетс  прив зка опорных и информационных импульсов к разным фронтам импульсов умноженной опорной частоты. Хронизатор 6 прив зывает информационный импульс к заднему фронту умноженной опорной частоты и полученную последовательность UQ подает на вход «и дискретного фильтра 8. Счетчик 5 срабатывает от положительного фронта импульса, ноступающего с умножител  3, следовательно, опорные импульсы (U) прив заны к передним фронтам выходных импульсов умножител  3. коэффициент делени  счетчика уточнени  5 равен коэффициенту умножени  умножител  и, т. е. частота сигнала U на выходе старщего разр да счетчика уточнени  равна частоте /о входного опорного сигнала. С выходов дискретного фильтра 8 на реверсивный счетчик 10 поступают импульсы so и и&„, имеющие частоту, равную разности частот сигналов, поступающих на его входы , причем при частота U& равна /и- /о, а частота нулю, при /и /о частота 8о равна /о-/и, а частота Us - нулю. Таким

образом, при использовании дискретного фильтра на реверсивный счетчик поступают сигналы с частотой (/о-/и), а в случае отсутстви  фильтра они поступают с частотой

(fo+fu).

Отметим, что диаграммы на фиг. 2 построены дл  случа , когда , . Начало измерени  св зано с приходом импульсов последовательности /77, которые устанавливают «О в реверсивном счетчике 10, счетчике уточнени  5 и делителе 9. Установка «О счетчика уточнени  обеспечивает синфазность в этот момент времени информационного сигнала С/б и вспомогательного опорного сигнала С этого момента в реверсивном счетчике 10 надапливаетс  разность По-Иц. После поступлени  со счетчика уточнени  5 на делитель 9 2™-1 импульсов во всех разр дах делител  9 будут «1 и на выходе делител  по вл етс  сигнал Ьд, который поступает на вход «а второго хронизатора 7 и дает ему команду выделить из информационной последовательности UQ два р дом сто щих импульса, первый из которых  вл етс  конечным дл  текущего цикла измерени , а второй - начальным дл  следующего цикла измерени .

Если в момент прихода конечного импульса цикла измерени  выходной сигнал делител  9 равен «1, то врем  этого цикла измерени  меньще То 2. и М М-1; если же в этот момент сигнал равен «О, то врем  измерени  больше 70-2™ и . Первый выделенный хронизатором 7 информационный импульс f/7 через задержку, равную времени установлени  показани  в реверсивном счетчике 10 и счетчике уточнени  5, поступает на вход записи содержимого обоих счетчиков в регистр арифметического устройства 11. При этом с момента прихода конечного импульса и до нрихода начального импульса с выхода «с хронизатора 7 на вход схемы И 4 поступает сигнал, запренхающий прохождение импульсов с умножител  Зна счетчик уточнени  5. Как показано на фиг. 2, после прихода конечного импульса 2 () в счетчике уточнени  содержитс  число «О (см. последовательность U), а после прихода конечного импульса 4 в счетчике уточнени  содерж1ггс  число «2. В первый цикл измерени  (от импульса 1 UT до импульса 2 UT на реверсивный счетчик поступило два опорных импульса 8, таким образом за врем  Tf, (З-р) разность приращений фаз опорного н информационного сигналов составила 2 (2-|-0). Во второй цнкл измерени 

(от импульса 3 LJj до импульса 4 f/7a) на вход вычитани  реверсивного счетчика 10 поступило три информационных импульса, следовательно , в старшем знаковом разр де

этого счетчика содержитс  «1, котора  дает команду переписать показани  реверсивного счетчика и счетчика уточнени  в обратном коде и считать их со знаком «минус, таким образом за врем  Го (3-f 0,5) разность приращений фаз составила -2  (2+0,25).

Дл  работы устройства в режиме измерени  разности фаз нужно установить в начальной точке измерени  нулевое показание прибора, дл  этого необходимо дать возможность устройству соверщить в этой точке хот  бы один цикл измерени  частоты. При этом вспомогательна  онорна  последовательность Ls окажетс  синфазной с информационной носледовательностью U. После

этого необходимо отключить все выходы хронизатора 7, а вход схемы задержки 12 соединить с выходом хронизатора 6, тем самым содержимое счетчиков 5 и 10 будет записыватьс  в регистр арифметического устройства

с каждым информационным импульсом.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Кумул тивный фазометр, содержащий формирователи , выход одного из которых соединен с первым хронизатором, реверсивный счетчик, счетчик уточнени  и схему задержки, выходы которых подключены к арифметическому устройству, и второй хронизатор, один

   из выходов которого подключен к входу схемы задержки, отличающийс  тем, что, с целью расширени  частотного диапазона и измерени  разности частот в.ходных сигналов, он снабжен умножителем, логической схемой

   И, дискретным фильтром, делителем, причем вход умножител  соединен с выходом второго формировател , а выход - со вторым входом первого хроннзатора и через логическую схему И с одним из входов счетчика уточнени ,

   один из выходов которого нодключен к одному из входов дискретного фильтра и через делитель нодключен к арифметическому устройству и к одному из входов второго хроннзатора , второй вход второго хронизатора присоединен к выходу первого хронизатора и второму входу дискретного фильтра, второй выход подключен к вторым входам реверсивного счетчика уточнени  и делител , третий его выход соединен со вторым входом логической схемы «И, выходы дискретного фильтра соединены с входами реверсивного счет иг .

   Фиг. 2