SU868626A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке фазометров повышенной точности.

Известен фазометр, предназначенный для измерения среднего значения разности фаз за постоянное время Т с коррекцией грубых ошибок вблизи значений 4=0 и = 2JT flj .

Недостатками данного фазометра являются слоз/ность схемной реализации и погрешность измерения вблизи значений 4= 0 и 4 = 2Jf, вызванная отбрасыванием при усреднении отсчетов, выходящих за пределы текущего периода измерительной частоты.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой фазометр, выполненный в виде двух каналов опорного и исследуемого сигналов, содержащих формирователи широкого и узкого импульсов, генератор квантующей частоты, устройство отсчета числа измере2 ний, элемент совпадения и регистрирующий счетчик f2].

Недостатками известного устройства являются наличие погрешности измерения вблизи значений 4 = 0 и 4 = 2Л, вызванной тем, что результат усреднения является смещенной оценкой измеряемого фазового сдвига,, так как отсчеты, лежащие за пределами выбранного В предыдущем измерении периода сигнала отбрасываются при усреднении, непостоянное время измерения, которое может меняться от пТ до 2пТ, где η — число усредняемых отсчетов, Т — период сравниваемых сигналов, а также сложность структуры.

Цель изобретения — увеличение точности измерения зашумленных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр,содержащий первый и второй формирователи, триггер, счетчик числа измерений, генератор, элемент совпадения и регистрирующий счетчик, причем входы первого и второго формирователей подключены ко входным шинам опорного и исследуемого сигналов соответственно, а выход генератора — к первому входу элемента совпадения, выход которого соединен со входом регистрирующего счетчика, введены триггер блокировки, дополнительный элемент совпадения, первый и второй делители частоты, причем входы первого и второго делителей частоты подсоединены к выходам .первого и второго формирователей соответственно, а. выходы - ко входам триггера, при этом первый вход дополнительного элемента совпадения подсоединен к выходу первого делителя частоты, второй - к выходу второго формирователя, третий - к выходу триггера, ко второму входу элемента совпадения и ко входу счетчика числа измерений одновременно, а выход дополнительного элемента совпадения подключен ко входу триггера блокировки, выход которого соединен со входом управления второго делителя частоты, при этом вход управления первого делителя частоты подсоединен к выходу счетчика числа измерений.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Фазометр содержит первый и второй формирователи 1 и 2, первый и второй делители частоты 3 и 4, триггер 5, генератор 6, дополнительный элемент 7 совпадения, элюент 8 совпадения, счетчик 9 числа измерений, триггер 10 блокировки и регистрирующий счетчик I 1.

В исходном состоянии по приходу сигнала пуск регистрирующий счетчик 11 и счетчик 9 числа измерений обнуляются . При этом снимается блокировка с делителя 3 частоты на два, а триггер 10 блокировки устанавливается в начальное состояние, при этом выходной сигнал триггера 10 блокировки запрещает работу делителя 4 частоты на два.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

, Формирователи 1 и 2 формируют импульсы, по длительности равные половине периода опорного и исследуемого сигналов соответственно. Через делитель 3 частоты на' два на вход триггера 5 поступают через один импульсы опорного сигнала. Первый импульс на выходе делителя 3 передним фронтом переключает триггер 5, после чего в момент отсутствия импульсов на выходах делителя 3 частоты и формирователя 2 элемент совпадения 7 формирует сигнал, переключающий триггер 10 блокировки. При этом через делитель 4 частоты на два на второй вход триггера 5 начинают поступать через один импульсы исследуемого сигнала. Первый же импульс на выходе делителя 4 передним фронтом перебрасывает триггер 5 в противоположное состояние. В дальнейшем работа триггера 5 повторяется.

Если измеряемая разность фаз лежит в пределах от Л до 2Л, то длительность выходных импульсов триггера 5

где Ч — измеряемый фазовых сдвиг в радианах,

Т — период сравниваемых сигналов.

Если же измеряемый фазовый сдвиг лежит в пределах от 0 доjf, то длительность импульсов на выходе триггера 5 равна Т + X . Но и в том и в другом случае в регистрирующем счетчике 11 после окончания цикла измерения записывается цифровой эквивалент разности фаз, так как емкость счетчика I 1 определяется равенством

где Т — период импульсов с выхода генератора 6 квантующей частоты, п — число усредняемых отсчетов.

Цикл измерения фазометра заканчивается после отсчета необходимого числа измерения η счетчиком 9 числа измерений, выходной сигнал которого запрещает работу делителя 3 частоты на два. За результат измерения принимается среднее значение всех отсчетов фазы, являющееся несмещенной оценкой измеряемого фазового сдвига, что позволяет увеличить точность измерения разности фаз ' зупгумленных сигналов вблизи значений if = 0 и Ч = 27Г.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке фазометров повьпиенной точности. Известен фазометр, предназначенны дл  измерени  среднего значени  раз.ности фаз за посто нное врем  Т с коррекцией грубых ошибок вблизи значений . Недостатками данного фазометра  в л ютс  сложность схемной реализации и погрешность измерени  вблизи значений Ч О и f 2J, вызванна  отбрасыванием при усреднении отсчетов, выход щих за пределы текущего периода измерительной частоты. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  цифровой фазометр, выполненный в виде двух каналов опорного и исследуемого сигналов, содержапшх формировате.пи широкого и узкого импульсов , генератор квантующей частоты , устройство отсчета числа измереНИИ , элемент совпадени  и регистрирующий счетчик Г2. Недостатками известного устройства  вл ютс  на.гшчие погрешности измерени  вблизи значений V О и / « 2Л, вызванной тем, что результат усреднени   вл етс  смещенной оценкой измер емого фазового сдвига,, так как отсчеты, лежащие за пределами выбранного 6 предыдущем измерении периода сигнала отбрасьгоаютс  при усреднении , непосто нное врем  измерени , которое может мен тьс  от пТ до 2пТ, где п - число усредн емых отсчетов, Т - период cpaBHHBaehojx сигналов, а также сложность структуры. Цель изобретени  - увеличение точности измерени  зашумленных сигналов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой фазометр,содержащий первый и второй формировате.пи, триггер , счетчик числа измерений, генеатор , элемент совпадени  и регистриующий счетчик, причем входы первого 3 и второго формирователей подключены ко входным шинам опорного и исследуемого сигналов соответственно, а выход генератора - к первому входу элемента совпадени , выход которого соединен со входом регистрирующего счетчика, введены триггер блокировки дополнительный элемент совпадени , первый и второй делители частоты, причем входы первого и второго делителей частоты подсоединены к выходам .первого и второго формирователей соответственно , а выходы - ко входам триггера, при этом первый вход дополнительного элемента совпадени  по соединен к выходу первого делител  частоты, второй - к выходу второго формировател , третий - к выходу три гера, ко второму входу элемента совпадени  и ко входу счетчика числа из мерений одновременно, а выход дополнительного элемента совпадени  подключен ко входу триггера блокировки, выход которого соединен со входом уп равлени  второго делител  частоты, при этом вход управлени  первого делител  частотЬ подсоединен к выходу счетчика числа измерений. На чертеже представлена блок-схем предлагаемого устройства. Фазометр содержит первый и второй формирователи 1 и 2, первый и второй делители частоты 3 и 4, триггер 5, генератор 6, дополнительный элемент 7 совпадени , 8 совпадени  счетчик 9 числа измерений, триггер блокировки и регистрирующий счетчик 1 1. В исходном состо нии по приходу сигнала пуск регистрирующий счетчик 11 и счетчик 9 числа измерений обнул ютс  . При этом снимаетс  блокировка с делител  3 частоты на два, триггер 10 блокировки устанавливаетс  в начальное состо ние, при этом выходной сигнал триггера 10 блокировки запрещает работу делител  4 частоты на два. Предлагаемое устройство работает следующим образом. , Формирователи 1 и 2 формируют импульсы, по длительности равные по ловине периода опорного и исследуемого сигналов соответственно. Через делитель 3 частоты на два на вход триггера 5 поступают через один импульсы опорного сигнала. Первый импульс на выходе делител  3 передним фронтом переключает триггер 5, посл его в момент отсутстви  импульсов на выходах делител  3 частоты и форировател  2 элемент совпадени  7 формирует сигнал, переключающий триггер 10 блокировки. При этом через делитель 4 частоты на два на второй вход триггера 5 начина ют поступать через один импульсы исследуемого сигнала . Первый же импульс на выходе делител  4 передним фронтом перебрасывает триггер 5 в противоположное состо ние . В дальнейшем работа триггера 5 повтор етс . Если измер ема  разность фаз лежит в пределах от J до 27, то длительность выходных импульсов триггера 5 где Ч - измер емый фазовых сдвиг в радианах, Т период сравниваемых сигналов. Если же измер емый фазовый сдвиг лежит в пределах от О до J, то длительность импульсов на выходе триггера 5 равна Т + t . Но и в том и в другом случае в регистрирующем счетчике 11 после окончани  цикла измерени  записываетс  цифровой эквивалент разности фаз, так как емкость счетчика I определ етс  равенством где Т - период импульсов с выхода генератора 6 квантующей частоты , п - число усредн емых отсчетов. Цикл измерени  фазометра заканчиваетс  после отсчета необходимого числа измерени  п счетчиком 9 числа измерений , выходной Сигнал которого запрещает работу делител  3 частоты на два. За результат измерени  принимаетс  среднее значение всех отсчетов фазы,  вл ющеес  несмещенной оценкой измер емого фазового сдвига, что позвол ет увеличить точность измерени  разности фаз зушумле 1ных сигналов вблизи значений if 2Jr. Формула изобретени  Цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, триггер, счетчик числа измерений, генератор, элемент совпадени  и регистрирующий счетчик, причем входы первого и второго формирователей подключены ко входным шинам опорного и исследуемого сигналов соответственно, а выход генератора - к первому входу элемента совпадени , выход которого соединен со входом регистрирующего счетчика , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности изме рени  зашумленнь х сигналов, в него введены триггер блокировки, дополнительный элемент совпадени , первый и второй делители частоты, причем вхо ды первого и второго делителей частоты подсоединены к выходам первого и второго формирователей соответственно , а выходы - ко входам триггера при этом первый вход дополнительного элемента совпадени  подсоединен к выходу первого делител  частоты, второй - к выходу второго формировател . 66 третий - к выходу триггера, ко второму входу элемента совпадени  н ко входу счетчика числа измерений одновременно , а выход дополнительного элемента совпадени  подключен ко входу триггера блокировки, выход которого соединен со входом управлени  второго делител  частоты, при этом вход управлени  первого делител  частоты подсоединен к выходу счетчика числа измерений. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 40823А, кл. G О R 25/08, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 464859, кл. G 01 R 25/08 1975.