SU679892A1 - Измеритель флуктуации периода и фазы электрических колебаний - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области радиоизмерений.

Известен измеритель флуктаций периода и фазы электрического сигнала содержащий формирователь меандра, заторможенные мультивибраторы, управл емые током, компараторы, аналоговые интеграторы, преобразователи ток- напр жение, аналоговые сумматоры 1 .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  измеритель , содержсвдий формирователь импульсов, вход которого соединен с входной шиной, а выход подключен к входу триггера непосредственно и через линию задержки к первым входам двух логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходами упом нутого триггера, два генератора тока, выходами соединенные с накопительными конденсаторами выходами блоков сброса и через буферные каскады с входами сумматора, третий вход которого соединен с источником смещени , а выход - с инфомационным входом линейного ключа, выходом соединенного с запоминающим конденсатором непосредственно и через последовательно включенные буферный каскад, фильтр В рхних частот и усилитель с выходом измерител  и входом преобразовател  напр жение - ток, и второй фильтр верхних частот, причем вход каждого блок сброса соединен с выходом соответствующего логического элемента .

Известные измерители не обеспечивают достаточной точности измерений.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемый измеритель флуктуации периода и фазы электрических колебаний введены два генератора точной задержки , два RS -триггера, два дополнительных сумматора, дополнительные линейный ключ с конденсатором, буферный каскад, преобразовате.пь напр жение - ток и фильтр нижних частот. Причем входы генераторов точной задержки соединены с выходами логических элементов И и входами первого дополнительного сумматора, выход которого подключен к входу управлени  дополнительного линейного ключа, включенного последовательно с дополнительным буферным каскадом между выходом преобразовател  напр жение - ток и входом второго фильтра верхних частот, первые выходы генераторов точной задержки соединены с S-входами RS-триггеров, R-входы которых подключены к выходам логических элементов И, выходы RS-триггеров соединены с входами соответствующих генераторов тока, а вторые выходы генераторов точной задержки соединены с входами второго дополнительного сумматора, выход которого подключен к входу управлени  линейного ключа. При этом фильтр нижних частот и дополнительный преобразователь напр жение ток включены между входом второго фильтра верхних частот и выходом преобразовател  напр жение - ток.

Структурна  электрическа  схема описываемого измерител  приведена на чертеже.

Измеритель содержит формировател 1 импульсов, триггер 2, линию задержки 3, логические элементы И 4,5 генераторы точной задержки 6, 7, КЗ-триггеры 8, 9, генераторы тока 10, 11, накопительные конденсаторы 12, 13, блоки сброса 14, 15, буферные каскады 16, 17, сумматоры 18,19 линейные ключи 20, 21, конденсаторы 22, 23, буферные каскады 24, 25, преобразователи напр жение - ток 26, 27, сумматор 28, фильтры верхних частот 29,30, фильтр нижних частот 31, усилитель 32. На входную шину 33 подаетс  измер емый сигнал, на шину 34 - напр жение смещени . Выходные сигналы снимаютс  с выходо 35 и 36.

Работа устройства протекает следующим образом.

Напр жение сигнала,частотные (фазовые)-нестабильности которого подлежат измерению, подаетс  на входную шину 33. В общем случае это напр жение имеет вид импульсов произвольной фор№Л. С помощью формировател  1 импульсов входное импульсы преобразуютс  в импульсы стандартной формы, амплитуда и длительность которых не измен ютс  при изменении параметров входных импульсов. Этими импульсами запускаетс  триггер 2, выходные парафазные напр жени  которого управл ют логическими элементами Д1 4, 5 о На вторые входы последних поступают импульсы, задержанные линией задержки 3. Таким образом, на: выходах логических элементов 4, 5 импульсные напр жени  имеют частоты , равные половине входной. Выходные импульсы логических элементов воздействуют на входы генераторов точной задержки 6, 7 соответственно , функционирование которых заключаетс  в том, чТо при подаче на их входы запускающих импульсов на соответствующих выходах возникают выходные импулБсы, задержанные относительно входных на предустанов ленную задержку Т, величина кото798924

рой достаточно стабильна. Выходные импульсы генераторов точной задержки поступают на S-входы триггеров 8,9, на выходах последних возникают высокие управл ющие потенциалы, включающие токи зар да в генераторах 10, 511. Длительности импульсов на выходах триггеров 8, 9 оказываютс  равными разност м между мгновенными значени ми периодов входного сигнала и величинами фиксированных задержек.

10 Указанные длительности преобразуютс  в амплитуду импульсов на накопительных конденсаторах 12, 13. Длительности импульсов на конденсаторах 12, 13 не должны быть меньше

5 размаха флуктуации периода. Сброс напр жени  накопительных конденсаторов до нул  осуществл етс  с помощью блоков сброса 14, 15, которые запускаютс  каждым субтактовым

2Q импульсом, следующим с выходов логических элементов И 4, 5 соответственно . Сигналы с конденсаторов 12, 13 через буферные каскады 16, 17 поступают на сумматор 18, на выходе которого образуетс  напр жение, соответствующее флуктуаци м каждого входного периода.

Описанное выше разделение входного напр жени  на субтакты

30 необходимо дл  того, чтобы все функциональные узлы в канале каждого субтакта могли нормально восстановить свое первоначальное состо ние после отработки своей функции в каждом субтакте. Выходное напр жение сумматора 18 содержит линейно измен ющиес  участки с длительностью , пропорциональной измер емой величине , что -может привести к по в4Q лению ошибок при аналоговой обработке выходного сигйала. Дл  исключени  этого недостатка в данном случае происходит перезапись плоской части напр жени  в конденсатор 22. Эта операци  осуществл етс  с помощью линейного ключа 20, он отпираетс  стробирующими импульсами с выхода сумматора 28, на входы которого импульсы поступают с вспомогательных выходов генераторов точной задержки 6, 7. Задержка импульсов по отношению к входным импульсам составл ет примерно 1/2 Т, где Т - период входного сигнала. Поскольку длительность этих импульсов посто нна,

55 напр жение не имеет участков изменени  с переменной длительностью.

Чтобы обеспечить оптимальный режим работы линейного ключа 20, на

Claims (2)

1. Q третий вход сумматора 18 подаетс  посто нное смещение Uc/w Оно уравновешивает неизмен ющуюс  часть амплитуды напр жений, благодар  чему линейный ключ 20 работает на центра 5 льном участке своей амплитудной характеристики . Напр жение с ключа 20 через буфе ный каскад 24 поступает на фильтр верхних частот 29 и далее через уси литель 32 на выходное гнездо 35. Напр жение, снимаемое с этого гнезда , пропорционально флуктуации вели чины каждого мгновенного периода по отношению к его среднему значению , В то же врем  вид этого аналогового сигнала пригоден дл  дальней шей аналоговой обработки (квадратировани , частотного анализа, нахождени  функций распределени  и пр.). Дл  получени  информации о фазовых флуктуаци х выходное напр жение усилител  32 поступает на преобразователь напр жение - ток 26, выходной ток которого замыкаетс  через линейный ключ 21 или на землю, или на накопительный конденсатор 23. Ключ 21 управл етс  импульсами с выхода сумматора 19. Импульсы тока интегрируютс  на конденсаторе 23, так что его напр жение оказываетс  пропорциональным величине мгновенно фазовой (временной)флуктуации измер емого колебани . Поскольку невозможно так отрегул ровать преобразователь напр жение ток 26, чтобы среднее значение его тока точно равн лось нулю, то в общем случае напр жение содержит линейно измен ющуюсР  во времени компоненту . Дл  ее исключени  примен етс  цепь автоподстройки,состо ща  из фильтра нижних частот 31 и преобразовател  напр жение - ток 27. Дл  исключени  посто нной составл ю щей из состава выходного напр жени  предусмотрен фильтр верхних частот 30. Формула изобретени  Измеритель флуктуации периода и фазы электрических колебаний-,содерж щий формирователь импульсов,вход4Кот рого соединен с входной шиной, а выход подключен к входу триггера непосредственно и через линию задержки к первым входам двух логических элементов И, вторые входы которых соединены с выходами упом нутого триггера, два генератора тока, выходы которых соединены с накопительными конденсаторами, выходами блоков сброса и через буферные каскады с входами сумматора, третий вход которого соединен с источником смещени , а выход - с информационным входом линейного ключа, выход которого соединен с запоминающим конденсатором непосредственно и через последовательно включенные буферный каскад , фильтр верхних частот и усилитель с выходом измерител  и входом преобразовател  напр жение - ток, второй фильтр верхних частот, причем вход каждого блока сброса соединен с выходом, соответствующего логического элемента И, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены два генератора точной задержки , два RS-триггера, два дополнительных сумматора, дополнительные линейный ключ с запоминающим конденсатором , буферный каскад, преобразователь напр жение - ток и фильтр нижних частот, причем входы генераторов точной задержки соединены с выходами логических элементов И и входами первого дополнительного сумматора , выход которого подключен к входу управлени  дополнительного линейного ключа, включенного последовательно с дополнительным буферным каскадом между выходом преобразовател  напр жение-ток и входом второго фильтра в.ерхних частот, первые выходы генераторов точной задержки соединены с З-входами RS-триггеров , R-входы которых подключд-. ны к выходам логических элементов И, выходы НБ-Триггеров соединены с входами соответствующих генераторов тока, а вторые вьходы генераторов точной задержки соединены с входами второго дополнительного сумматора, выход которого подключен к входу управлени  линейного ключа, при этом фильтр нижних частот и дополнительный преобразователь напр жение - ток включены между входом второго фильтра верхних частот и выходом преобразовател  напр жениеток . Источники информации, прин тые во внимание при эксперизе 1.Патент США tJ 3737766, кл. 324-57, 05.06.77.
2. 2.За вка Японии 43-30332, кл. 10 ДО, 08.05.68.

   33

   JS