SU767664A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электрорадиоизмерени м и может быть использовано при разработке цифровых фазометров повышенных метрологических характеристик .

Известен фазометр, реализующий алгоритм оптимальногофазоизмерени , основанный на разложении входного сигнала в р д Фурье по тригонометрическим базисным функци м 1J.

В таком фазометре вли ние высших гармоник исключаетс , однако погрешность измерени  остаетс  высокой.

Известен также фазометр, содержащий стробоскопический преобразователь , аналого-цифровой преобразователь , два п«ремножител , два сумматора с накопител ми, посто нное запоминающее устройство, устройство вычислени  функции arctg к/у,. синхронизатор и формирующее устройство 21.

Недостатком фазометра  вл етс  большое врем  измерени . Это обусловлено тем,- что усреднений подвергаютс  величины, прошедшие этап весовой обработки (в данном случае - умножение на sinuoiH cosiwt,rfle IW частота первой гармоники).

Вычисление синусной составл ющей в прототипе производитс  по гипгоритму

тТ

(vut)smiu)&t I Oi-tCn,

где 1 - количество усредн емых периодов входного сигнала;

10 v - количество отсчетов в периоде входного сигнала, Jit интервал дискретизации. Подобным путем производитс  вычисление косинусной составл ющей. КИМ образом, врем  измерени  по прототипу равно ,

мъм .n («)

20 где i f,- врем  цикла аналого-цифро° вого преобразовател ; t - врем , в течение которого производитс  операци  перемножени .

25

Поскольку временное расположение одноименных отсчетов во всех периодах посто нно, то возможно разделение операций усреднени  и перемно- 30 жени . Тогда вычисление синусной сос

767664

авл ющей должно производитьс  по алгоритму

п р. rti

,(i&t)Jc,inujLfi,t. о о -

Это значит, что сначала производитс  усреднение по ансамблю во всех отсчетах, а вычисление с-инусной и косинусной составл ющих осуществл етс  с ПОМОЩЬЮ усредненных в каждом отсчете значений. В таком случае врем  измерени  равно

,,,

чтопрй тзап Ьум Д раза меньше, чем в прототипе (при w. 10 и больше ).

Цель изобретени  - повыиение быстродействи .

Цель достигаетс  тем, что фазомбтр , содержащий последовательно соединенные стробоскопический и аналого-цифровой Преобразователи, синхронизирующий блок, запоминающий блок, два перемножител , подключенные к запоминающему блоку, -и через сумматоры; с накопител ми - к вычислителю функции arctg х/у, снабжен сумматорюм , подключенным к аналого-цифровому преобразователю и синхронизирующему блоку, последовательно соёдиненными блоком регистров, и узлом управлени  регистрами, подключенным к синхронизирующему блоку, прич.ем выход блока регистров соединен .с перемиожи тел мии сумматором.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит стробоскопический преобразователь 1, аналого-, цифровой преобразователь 2, сумматор 3, блок 4 регистров, перемножителй 5 и 6, сумматоры с накопител ми 7 и 8, вычислитель 9 функции arctg х/у. Кроме того, фазометрсодержит запоминаквдий блок 10, синхронизирую.щий блок 11, узел 12 управлени  регистрами . .

Работает фазометр следующим обра ; ш; - Преобразователь 1 производит квантование по времени входного сигнала, формиру  на своем, выходе посто нное flaiipHJKeHHe, пропЬ рциональное мгновенному значению входного сигнала в момент счит1лшани . Поскольку стробимпульсы сдвигаютс  во времени относительно входного сигнала, чтб обеспечиваетс  синхронизирующим блоком 11 на выходе преобразовател  1 формируетс , ступенчатое напр жение, огибающа  которого повтор ет входной сиг-

нал. Аналого-цифровой преобразователь 2 осуществл ет дискретизацию напр жени  с выхода преобразовател  1, т.е. преобразует его в цифровой код. Блок 4 регистров содержит И регистров, способных осуществл ть накопление п отсчетов входного сигнала каждый. Узел 12 управлени  регистрами подключает регистры по, очереди к сумматору 3. В момент первого отсчета во втором периоде к сумматору 3 оказываетс  подключенным первый регистр блока 4. В момент первого отсчета в третьем периоде к сумм:атору 3 подключаетс  вновь первый регистр и т.д.-.

Аналогично производитс  накопление информации в остальных регистрах. Деление на Wi , необходимое при усреднении , обеспечиваетс  за счет сн ти  информации со старших разр дов регистра . .; . .

Таким образом, по окончании всех wi усреднений в регистрах оказываютс  записанными коды, пропорциональные усредненным мгновенным значени м входного сигнала во всех точках дискретизации .

Далее начинаетс  этап вычислени  синусной и косинусной составл ющих. Перемножители 5 и 6 перемножают код, например, нулевой точки с первого регистра из блока 4 регистров и ко- . дывесовых функций (sivTJL)-,u.t и соч ш.,ЬЬ) дл  рассматриваемого случа  i 0 с запоминающего блока 10. Результат перемножени  переноситс  в .сумматоры с накопител ми 7 и 8. Подобные операции провод тс  с кодами всех точек при вызове из блока 10 соответствующих значений весовых функций.

После обработки всего массива, хранимого в блоке 4 регистров, в сумматорах с накопител ми 7 и 8 оказываютс  записанными соответственно синусна  ir косинусна  составл ющие разложени  входного сигнала в р д Фурье в базисе тригонометрических функций. Вычислите.г1Ь функции arctg х/у 9 определ ет искомый фазовый сдвиг.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет производить изме рени  с большей скоростью.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Цифровой фазометр, содержащий последовательно соединен ные стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи , синхронизирующий блок, запоминающий блок, два перемножите л , .подключенные к запоминающему блоку и через сумматоры с накопител ми к вычислителю функции arctg х/у отличающийс  тем, что, с Целью- повышений быстродействи , он снабжен сумматором, подключеннымк аналого-цифровому преобразователю и синхронизирующему блоку, последовательно соединенными блоком регистров и узлом управлени  регистрами, подключенным к синхронизирующему блоку причём выход блока регистров соединен с перемножител ми и сумматором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе j 1.Пестр ков В.Б. Фазовые рсщиотехнические системы. Сов.ргщио, М., 1968, с. 380.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2557637/21,кл.б 01 .R 25/08, 22.12.77.