SU805199A1 - Инфранизкочастотный цифровой фазометр- чАСТОТОМЕР - Google Patents

Description

(54) ИНФРАНИЗКРЧАСТОТНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР-ЧАСТОТОМЕР Однако данное устройство обладает относительно низким быстродействием, особенно при измерений низкочастотных сигналов. Это обусловлено тем, что измерение частоты и фазового сдвига сигналов осугцествл е-тс  за два такта работы устройства. При этом первый измерительный такт равен длительности периода входного сигнала, а второй такт определ етс  временной задержкой исследуемых сигналов относительно друг друга, котора  при фазовых сдвигах в 360° также будет равна периоду входных сигналов. У устройства отмечаетс  также сложность его схемной реализации, обусловленна  наличием двоичных умножителей. Поскольку в известном устройстве в двоичных умножител х применены двоичные счетчики, то непосредственна  индикаци  результата измерени  на цифровые индикаторы невозможна, так выпускаемые промышленностью стандартные дешифраторы цифровых индикаторов предназначены дл  преобразовани  двоично-дес тичного кода. Применение в данном устройстве двоично-дес тичных счетчиков значительно усложн ет устройство , а примерение преобразователей кодов, нар ду с усложнением схемы, приведет к снижению быстродействи . Цель изобретени  - повышение быстродействи  и упрощени  устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство, содержащее командный триггер, соединенный первым выходом с формирователем импульсов, два электронных ключа, первые входы которых соединены с генераторами опор ной частоты, введены два преобразовател  врем -напр жение / два компаратора напр жени  и генератор пилообразного напр жени , выход которого через компараторы напр жени  соединен со вторыми входами электронных ключей, а вход через преобразователь врем -напр жение соединен со вторым выходом триггера, вход которого, как и вход формировател  импульсов, соединен с шиной входн;:1Х сигналов, причем второй вход одного из компараторов напр жени  через другой преобразователь врем -напр жение соединен с выходом формировател  импульсов . На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного фазометра-частотомера . 2 - один из примеров его onтимальной реализации. Фазометр-частотомер содержит командный триггер 1, формирователь 2 импульсов, преобразователь 3, 4 вре м -напр жение, генератор 5 пилооб разного напр жени , компараторы 6, 7 напр жений, электронные ключи 8 ,9 к генераторы 10, 11 опорной частоты. Преобразователи 3, 4 врем -напр51жение выполнены на интеграторах 12, 1 и кипп-реле 14, 15, генератор 5 пилаобразного напр жени  имеет в своем составе кипп-реле 16 и интегратор 17. Фазометр содержит также блок 18 ключевых элементов, который состоит из элементов 19-22 коммутации, предназначенных дл  организации режима одновременного измерени  частоты и фазового сдвига исследуемых сигналов и режима измерени  мгновенной частоты сигнсша. Элементы коммутации 19, 20 блока 18 выполнены на герконах типа КЭМ-3. Ключи 21, 22 служат дл  подключени  выходов преобразователей .3, 4 врем -напр жение в соответствующие моменты времени ко входу интегратора. Фазометр-частртомер работает следующим образом. В режиме одновременного измерени  фазовых сдвигов и мгновенной частоты входных сигналов ключевые элементы коммутации 19, 20 блока 18 включены (фиг. 2), т.е. элемент 19 коммутации св зывает выход формировател  2 -импульсов со входом преобразовател  4 врем -напр жение. На входы By 1, BX 2 устройства поступают исследуемые сигналы , соответственно . При этом между указанными сигналами имеетс  фазовый, сдвиг At. По приходу на BX 1 устройства каждого импульса Hgyl командный триггер 1 измен ет свое состо ние на противоположное . Сигналы командного триггера 1, подаютс  соответственно на входы преобразовател  3 врем -напр жение и формировател  2 импульсов. Последний вырабатывает положительные импульсы И , длительность которых равна фазовому сдвигу д-Ь между импульсами 1, . Через элемент коммутации 19 импульсы с формировател  2 поступают на преобразователь 4 врем -напр жение. По передним фронтам положительных импульсов, поступающих на входы преобразователей 3, 4 срабатывают имеющиес  в них кипп-реле 14, 15, которые обеспечивают услови  дл  разр да конденсаторов интеграторой 12, 13. По окончании этого процесса соответственно происходит зар д указанных интеграторов. При этом интегратор 12 преобразовател  3 вырабатывает линейно нарастающее напр жение, величина которого определ етс  выражением И К., H(j- напр жение на выходе преобразовател  3 врем ю-напр жение, К - посто нный коэффициент пропорциональности; Т - длительность периода исследуемого сигнала Hgyl. Интегратор 13 преобразовател  4 вырабатывает напр жение, определ емое выражением Иц К,.д1, где и„ -напр жение на выходе преобразовател  4 врем -напр жение ; посто нный коэффициент пропорциональности; At временной сдвиг мехеду исследуемыми сигналами.

При поступлении второго импульса исследуемого сигнала И командный триггер 1 снова мен ет свое состо ние на противоположное. При этом происходит открывание аналогового ключа 21 и срабатывание кипп-реле 16 которое обеспечивает услови  дл  разр да конденсатора интегратора 12. По окончании процесса разр да конденсатор интегратора 17 начинает зар жатьс , и на выходе генератора 5 пилообразного напр жени  формируетс  линейно-возрастающее напр жение Игпн 5 скорость возрастани  которого линейно зависит от напр жени  на выходе преобразовател  3, приложенного ко входу интегратора 17 через аналоговый ключ 21. Напр жение на выходе генератора 5 пилообразного напр жени  будет измен тьс  по закону Ир|, Hj где К - коэффициент пропорциональности; t - текущее врем .

С выхода генератора 5 пилообразного напр жени  напр жение Ит,с-поступает на первые входы компараторов 6, 7 напр жений. На второй вход компаратора 6 подаетс  напр жение Il(f4 с выхода преобразовател  4 врем -иапр жение , а на второй вход компаратора 7 - эталонное напр жение Ид . При достижении напр жением Ир,ц5величин Иг,4 И о срабатывают компараторы 6, 7 соответственно. Процесс формировани  выходного импульса длительностью ТГ компаратором б заканчиваетс  при выполнении равенства напр жений иа его входах, т.е. Н„.

Ансшогичным образом кс «паратор 7 вырабатывает импульс длительностью t при выполнении равенства напр жений

Таким образом, на выходе компаратора 6 формируютс  импульсы, длительность которых соответственно пропорциональна фазовому сдвигу между исследуемыми сигналами и обратно пропорционсшьна периоду сигнала, а на выходе компаратора 7 длительность вы- ходных импульсов обратно пропорционгшьиа периоду исследуемого сигнгша. На врем  действи  импульсов с компараторов 6, 7 открыты электронные клю чи 8, 9 соответственно. Через открытые ключи 8, 9 с выходов генераторов 10, 11 опорных частот на выходы устройства поступают импульсные последовательности с частотами F , F д. соответственно. При этом количество импульсов в импульсной последова- тельности на выходе 1 характеризует собой фазовый сдвиг сигнала иосительно , а количество импульсов в импульсной последовательности на выходе 2-мгновенную частоту следовани  сигналов.

В режиме измерени  мгновенной частоты сигнала измерени  осуществл етс  по каждому периоду входных сигналов. В этом режиме элементы 19, 20 коммутации св зывают выход командного триггера 1 с преобразователем 4 врем -напр жение аналоговым ключем 22 и кипп-реле 16. Процесс измерени  аналогичен вышеописанному с той разницей , что в устройстве происходит поочередное преобразование периодов входных сигналов преобразовател  3, 4 врем -напр жение, и на вход генератора 5 пилообразного напр жени  сигналы с выходов преобразователей поступают также поочередно, кипп-реле 16 и интегратор 17 генератора 5 пилообразного напр жени  и компаратор 7 срабатывают в каждом периоде исследуемого сигнала, в результате чего на выходе устройства значение измер емой частоты регистрируетс  в каждом периоде.

Устройство позвол ет одновременно измер ть фазовый сдвиг и частоту исследуемых сигналов в диапазоне 0,01-10 Гц с погрешностью, не превышающей 0,1%, причем врем  измерени  немного превышает длительность одного периода входных сигналов.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 189485, кл. G 01 R 25/04, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР

373647, кл. G 01 R 25/04, 19.01.71. (прототип).