(54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОМЕТР
Изобретение относитс к электрическим измерительным устройствам и может быть использовано при нсоб.ходимости непрерывного слежени за разностью фаз двух электрических гармонических колебаний с нахождением и выдачей приращений в реальном масштабе времени, например в фазовых радиогеодезических и радионавигационных системах. Известен цифровой фазометр, содержа ций генератор опорных импульсов, делитель , счетчики, ключи и элементы совпадений 1. Недостатком этого фазометра вл етс невозможность получени след щего режима без значительных изменений схемы. Наиболее близким к данному изобретению вл етс устройство, которое содержит генератор измерительных импульсов, формирователь мерных интервалов (между смежными переходами через ноль в одном направлении измер емого и опорного входных сигналов), делитель на N, где N - основание выбранной системы единиц измерени разности фаз, делитель с переменным коэффициентом делени , состо щий из измерительного реверсивного счетчика емкостью N, поразр дно соединенного через ключи параллельного переноса с установочными входами линейного счетчика той же емкости Ы,и ключ дл заполнени мерного интервала измерительными импульсами 2. Недостатком этого фазометра вл етс то, что если диапазон изменени разности фаз входных сигналов превыщает полный угол (360°) и она совершает скачок (переход ) из 360° в 0° (или наоборот), получа приращение (положительное или отрицательное ) в один фазовый цикл, результат измерени разности фаз, получающийс в реверсивном счетчике, такого перехода 360-0° (или наоборот) не соверщает, а пробегает в обратном направлении изменени разности фаз входных сигналов, и приращений целого числа фазовых циклов реверсивный счетчик не выдает. Другим недостатком вл етс малое быстродействие при небольших расхождени х между входной разностью фаз и результатом измерени . Цель изобретени - расширение диапазона и повышение быстродействи . Поставленна цель достигаетс тем, что в цифровой след щий фазометр, содержащий генератор измерительных импульсов, формирователь мерных интервалов, выходы которых с()едннер{ы соответственно с первым и вторым входами .первого ключа, делитель на N, вход которого соединен с первым входом первого ключа, реверсивный счетчик, соединенный через ключи параллельного переноса с одними из входов линейного счетчика, выходы которого нрисоедннены к входам элемента еовпадений, введены первый и второй делитель на М, лини задержки, второй и третий ключ и элемент запрета, причем выход делител на N через первый делитель на М соединен ео входом лннни задержки, выход которой св зан с унравл юнхим входом к.мючей параллельного переноса и через элемент запрета с первыми входами второго и третьего ключей, вторые входы которых присоединены к второму и третьему выходам линейного счетчика , а выходы - к первому и второму входам реверсивного счетчпка, выхОлТ, элемента еовпаденпй соединен с управл ющим входом элемепта запрета, вьгход первого ключа через второй делитель па /И ирисоедипеп к угфавл ю1цему входу линейного счетчика. Блок-схема предлагаемого устройства приведена на чертеже. Устройство содержит генератор измерителып )1х импульсов 1, делитель на N2, формирователь мерных интервалов 3, первый ключ 4, реверспвный счетчик 5, ключи параллельного нереноса 6, линейный счетчик 7, второй и третий ключи 8 и 9, ли1П1ю задержки 10, пе) и второй делители на /И 1 1 и 12, э.чемепт совпадений 13, эле.мер1т запрета 14. Особенностью этой схе.мы вл етс то, что старнп Й разр д счетчика 7 играет роль знакового; его пр мой выход Q через ключ 8 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 5, а его инверсный выход Q через ключ 9 соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 5, кроме того, перенос числа п, записанного в реверсивном счетчике 5, в линейный производитс импульсо.м с выхода первого делител на М, включенного после делител па N, подаваемым на унравл ющий вход ключей параллельного переноса б через элемент задержки 14. Устройство работает следующим образом . Обозначим частоту следовани измерительных импульсов через f, длительность мерного интервала, выраженную в дол х периода через а (), содержимое реверсивного счетчика - через п. Частота следовани импульсов на выходе первого дополнительного делител будет f/N.M, а период их следовани TNM N/VI/f/M выбираетс таким, чтобы частота f/NM на выходе делител I была ииже частоты входных сигналов. Импульс с выхода первого дополнительного делители 11, нройд через схему задержки 10 и воздейству iia управл ющий вход ключей параллельного переноса 6, производит занесение содержимого реверсивиого счетчика 5 в счетчик 7 в дополнительном коде, так что в нем будет записано число . Следующее занесение будет нроизведено через нромежуток времени Т мм . За это врем на счетный вход линейного счетчика 7 поступит aN импульсов, если TNM кратно периоду входных импульсов; если же эти периоды некратны, то соотнонюние будет выполн тьс статистически (в среднем При n/N а (отсчет больи е фактической разности фаз) aN имнульсов не вызовут переполнени счетчпка 7 (так как в этом случае N -- п -f oN N). При этом возможпы два случа : если (п - aN) 0,5, то пр мой выход старпгего разр да будет находитьс в единичном состо нии и при очередном ностунлении на ключи 8, 9 имнульса с выхода делител 11 на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 нройдет единичное нриращение, уменьна содержимое его на если же (п - aN) 0,5N, что имеет место при переходе входной разности фаз через 360°, то в еди1тчном состо нии окажетс инверсный выход, и тогда очередное единичное приращение через ключ 9 поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 5, увеличив на «1 его содержимое, и этот процесс будет продолжатьс до тех нор, нока содержимое счетчика 5, перейд через . с выдачей импульса переполнени на су.ммирующем выходе, не достигнет значени , соответствующего входной разности фаз. При n/N а (отсчет меньше входной разности фаз) aN импульсов вызовут переполнение счетчика 7 (так как теперь N - n + ); здесь также возможны два случа ; если (п - aN) 0,5N инверсный выход старшего разр да счетчика 7 будет находитьс в единичном состо нии и соответственно через ключ 9 на суммирующий вход реверсивного счетчика 5 поступит единичное приращение, увеличив его содержимое на если же (п - а.) 0,5N, что нроизойдет при переходе входпой разности фаз через ноль, то в единичном состо нии окажетс пр мой выход CTapniero разр да , и на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 будут поступать импул1зсы прирап1ений до тех пор, пока содержимое, уменьша сь , не перейдет через ноль с выдачей импульса переполнени на выходе займа, и не достигнет значени , соответствуюн1его входной разности фаз. Таким образом фазо .метр осуществл ет посто нное слежение за измен ющейс разностью фаз входных сигналов при любом диапазоне ее изменени ; при этом ревереивный счетчик вслед за выходной разностью фаз также иереходит через О или N в зависимости от направлени изменени , и на его выходах - соответственно суммирующем или займа - по вл ютс импульсы прираи1ений, которые можно подсчитать другим реверсивным счетчиком .
Нетрудно видеть, что когда результат измерени будет соответствовать входной разности фаз, содержимое счетчика 5 будет периодически мен тьс между aN и aN + 1 с интервалом Т мм . Дл устранени этого влени в устройство введен элемент совпадени 13 вы влени нулевого состо ни (нулевого содержимого) счетчика 7, соединенный с управл ющим входом схемы запрета 14. Когда п aN, содержимое счетчика 7, после прихода aN импульсов, будет равно О, по вл ющийс при этом управл ющий сигнал на выходе схемы 13 вызовет запирание схемы запрета 14, импульс с выхода дополнительного делител 11 не сможет пройти на ключи 8 и 9, и приращений на счетные входы счетчика 5 не поступит. За счет того, что приращени на входы реверсивного счетчика 5 могут поступать с частотой f/MN возрастает быстродействие устройства. Технико-экономический эффект от применени предлагаемого устройства выражаетс , во-первых, в экономии оборудовани при применении предложенного фазометра в качестве фазоиндикатора радиогеодезических и радионавигационных систем и в повышении его надежности благодар упрощению схемы, и, во-вторых, - в повыщении производительности труда, благодар повышению скорости измерений, а также в возможности установки фазоиндикаторов на более быстроходных объектах.