(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР
Изобретение относитс к измеритель ной технике и может быть использовано при создании радиотехнических устройстй различного назначени , в частности автоматических устройств измере ни сдвига фаз сигналов. Известен фазометр, используемый . дл определени сдвига фаз двух синусоидальных сигналов за стандартный временной интepвa :, содержащий преобразователи сдвига фаз во временной фазовый интервал и измерители временных фаговых интервалов за стандартное врем 13. Однако измерение фазовых интервалов за стандартное врем имеет недостаточную точность, особенно в диапазо не входных сигналов низкой частоты. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению вл етс устройство, содержащее преобразователь сдвига фаз во временной интервал, элементы И, формирователь стандартного временного интервала , тактовый генератор и реверсивный выходной счетчик 12. Однако и в этом устройстве при отсчете разндсти фаз за стандартный временной интервал возникает ошибка, обусловленна некратностью стандартИ го времени измерени и периода анализируемых сигналов. Выходна информаци фазометра 9 запишетс следующим образ см: aкт Vc-S-. фазовый интервал; где ц частота входного сигнала; стандартный временной интервал ; частота тактового генератора , Истинное значение сдвига фаз Ч и погрешность измерени - Гур определ ютс следующими выражени ми: ,«-WTl4- Vt -44x)2) с хр- Ч-- ЧК-ч «) где - часть последующего, попавшего в отсчет фазового интервала, не вошедша в стандартный временной интервал. В определение фазового сдвига вноситс погре1цность, завис ща от частоты входного сигнала и величины стандартного временного интервала . Цель изобретени повышение точности за счет уменьшени погрешности , обусловленной некратностью времени измерени и периода анализируе мых сигналов. Поставленна цель достигаетс тем что в цифровой фазометр, содержащий преобразователь сдвига фаз во времен ной интервал, входы которого подключены к исследуемым сигналам, а выход к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выхо дом тактового генератора, а третий с выходом формировател временного интервала, вход которого подключен к выходу тактового генератора, и реверсивный счетчик, введены формирователь синхроимпульсов, регистр, делитель частоты, двоично-дес тичный умножитель, перйый и второй дополнительные формирователи временных интервалов , второй и третий элементы И и элемент ИЛИ, причем суммирующий вход реверсивного счетчика подсоединен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, а второй к выходу Ёторого элемента И, первый вход которого соединен с выходом тактового генератора, а второй с выходом первого дополнительного формировател временного интервала, первый вход которого подключен к выходу преобразовател сдвига фаз во временной интервал, а второй - к выходу формировател временного интервала , при этом вычитающий вход реверсивного счетчика подсоединен к выходу третьего элемента И, соединенного первым своим входом с выходом двоич но-дес тичного умножител , а вторым с выходом второго дополнительного формировател временного интервала, первый вход которого подключен к выходу преобразовател сдвига фаз во временной интервал, а второй к выходу формировател временного интервала и одновременно ко входу фор мировател синхроимпульсов, а выход последнего подключен к управл ющему входу регистра, информационные вход которого подсоединены к выходам реверсивного счетчика, а выходы к управл ющим входам двоично-дес тичног умножител , информационный вход кот рого соединен с выходом делител ча тоты вход которого подключен к вых ду тактового генератора, На фиг. 1 преде: авлё 1а блок-схем цифрового фазометра, на фиг, 2 - вр менные диаграммы его работы. Фазометр содержит преобразователи 1 сдвига фаз во временной интервал , тактовый генератор 2, первый дополнительный формирователь времен ного интервала 3, второй дополнительный формирователь временного ин тервала 4, формирователь 5 стандартного временного интервала, первый, элемент И б, второй элемент И 7, третий элемент И 8, формирователь синхроимпульсов 9, элемент ИЛИ 10, реверсивный счетчик 11, регистр 12, двоично-дес тичный умножитель 13, делитель 14 частоты. Цифровой фазометр работает следующим образом. Анализируемые сигналы поступают на входы преобразовател 1 сдвига фаз во временной интервал. С выхода преобразовател интервалы, равные временному сдвигу фаз, (фазовые интеЬ валы ) поступают на первый элемент И б, который в течение временных фазовых интервалов, попадающих в стандартный временной интервал, вырабатываемый формирователем 5 временных интервалов, пропускает сигналы тактового генератора 2 на элемент ИЛИ 10 и далее на суммирующий вход реверсивного счетчика 11. По заднему фронту временного интервала формирователь синхроимпульсов 9 вырабаты вает импульс разрешени считывани информации счетчика 11 в регистр 12, управл ющий коэффициентом преобразовани двоично-дес тичного умножител 13. Одновременно по заднему фронту стандартного временного интервала срабатывают первый 3 и второй 4 дополнительные формирователи временных интервалов. Первый дополнительный формирователь временного интервала 3 вырабатывает временной интервал, равНЕЛй части последнего фазового интервала , не вышедшей в стандартный временной интервал. Если задний фронт стандартного временного интервала не попадает на участок фазового интервала , то Ai-vp равен нулю. В течение интервала второй элемент И 7 пропускает сигналы тактового генерато- , ра 2 на элемент ИЛИ 10 и далее на суммирующий вход счетчика 11. Второй дополнительный формирователь временного интервала 4 вырабатывает временной интервал Л Т, равный части последнего периода входного сигнала, не вошедшей в стандартный временной интервал . В течение интервала Л Т третий элемент И 8 пропускает сигналы тактового генератора 2, масштабированные делителем частоты 14 и двоично-дес тичным умножителем 13, в соответствии с управл ющей информацией регистра 12 на вычитающий вход реверсивного счетчика 11. Информаци в счетчике 11Ф„ определ етс выражением: %c TOKT vpVcT V TaKT ro,.-Vtr :(r.i что t T-f-учитыва , и выбира f 1, где К - коэффициент передачи делител частоты 14./
получаем, сравнива выражени (2) и (4) :
9otc и т,е. величина отсчитанного сдвига
фаз Sp gравна истинному значению
сдвига фаз %.Применение предлагаемого изобретени позвол ет существенно повысить точность определени сдвига фаз входных сигналов за счет уменьшени погрешности , обусловленной некратностью времени измерени , и периода анализируемых сигналов, особенно значительной в области низких частот, а .также обеспечить определение сдвига фаз с высокой точностью при посто нном времени измерени и сохранении маештаба преобразовани независимо от частоты входных сигналов. Кроме того, автоматическа коррекци результата определени сдвига фаз -.ыполн етс без увеличени времени измерени , поскольку следунхцее измерение может быть начато по переднему фронту входного сигнала, так как передний фронт стандартного временного интервала син хронизирован со входным сигналом.