SU879498A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

1

Изобретение относитс  к технике электро-радиоизмерений и может быть использовано при разработка фазометрической аппаратуры с повышенными метрологическими характеристиками.

Известен измеритель сдвига фаз, содержащий стробоскопический и аналого-цифровой преобразователи, два перемножител , два сумматора с регистрами , вычислительный блок, синхронизирующий блок, делитель частоты, дешифратор, посто нный запоминающий блок и формирующий блок р.

Этот фазометр реализует идею оптимального измерени  в цифровом виде, т.е. обеспечивает высокую точность -измерени .

Недостатком данного фазометра  вл етс  его способность измер ть фазовые сдвиги только на одной частоте .

Известен цифровой фазометр, содержащий стробоскопический преобразователь , аналого-цифровой преобразователь , три перемножител  с сумматор iми , генератор импульсов, формирователь импульсов, элемент И, блок сравнени  кодов, вычислительный блок, регистр пам ти, запоминающий блок, два делител  и счетчик 2.

Диапазон частот известного устройства ограничиваетс  узлами, .обеспечивающими измерение периода входного сигнала и сдвиг стробимпульса.

10 Кроме того, дисперси  погрешности известного устройства линейно св зана с дисперсией шума, т.е. рост дисперсии шума сопровождаетс  ростом дисперсии погрешности измере15 ни  .

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона частот входных сигналов .

Поставленна  цель достигаетс  тем,

Claims (2)

1. 20 что в цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные первый стробоскопический и первый аналогоцифровой преобразователи, гёнератор импульсов, перемножитель, выходом соединенный с сумматором, регист пам ти и вычислительный блок, введены последовательно соединенные второй стробоскопический и второй аналого-цифровой преобразователи и три мультиплексера, демультиплексер и два регистра пам ти, причем генератор импульсов соединен со входами стробоскопических преобразователей, выходы первого и второго аналогоцифровых преобразователей соединены соответственно с первыми и вторыми входами первого и второго мультиплек серов, чьи выходы через перемножитель соединены с первым входом вычис лительного блока, второй вход которого соединен с выходом третьего мул типлексера и со входом сумматора, ко торый через демультиплексер соединен со входами трех регистров пам ти; вы ходы всех регистров пам ти соединены со входами третьего мульплексера а выходы второго и третьего регистро пам ти - соответственно еще и с трет ими входами первого второго мультип лексеров. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема устройства. Устройство содержит стробоскопиче кие преобразователи 1 и 2, аналогог цифровые преобразователи (АЦП) 3 и 4 мультиплексеры 5-7, сумматор 9, демультиплексер 10, регистры пам ти 11-13, генератор 14 импульсов, вычислительный блок I5. Работает фазометр следующим образом . На входь поступают синусоидальны напр жени , сдвиг фаз между которы . Стробоскопич ми предстоит измерить и 2 произво,кие преобразователи 1 д т дискретизацию входных сигналов по времени и обеспечивают заполнение мгновенных значений на момент дискретизации (стробирование). Импульсы дискретизации формируютс  ге нератором 14 импульсов. Таким образом , напр жени  с выхода стробпреобразователей 1 и 2 имеют ступенчато-синусоидальный вид. Аналого-цифр вые преобразователи 3 и 4 преобразу ют напр жение ступенек в цифровой код, т.е. на выходах аналого-цифровых преобразователей 3 и 4 присутст вуют коды мгновенных значений х и у , сигналов по первому и второму входам. До формировани  очередного значени  необходимо получить квадраты х . и у, , их произведени  и сложить результаты с содержимым соответствующих регистров 1113 пам ти. В первом такте мультиплексеры 5 и 6 коммутируютс  так, что на входах перемножител  8 по вл етс  значение х. Результат перемножени  х, поступает на один вход сумматора 9, а на другой вход через мулвтиплексер 7 подаетс  число N XT из регистpa пам ти 13, т.е. сумма квадратов предыдущих значений х.. Результат сложени  через демультиплексер 10 записываетс  в тот же регистр I3 пам ти . Во втором такте провод тс  подобные операции по накоплению в регистр 12 пам ти суммы квадратов у. Дл  этого на входы перемножител  8 подаютс  через мультиплексеры 5 и 6 значение у. В третьем такте подобный же путем накапливаетс  . в регистре II пам ти. По завершении третьего такта возможно поступление значений ,и на входы мультиплексеров 5 и 6. После окончани  времени измерени  в регистре I1 пам ти оказываетс  записанш 1М число А. Дл  получени  числа В мультиплексеры 5 и 6 коммутируютс  так, что входы перемножител  8 подключены к регистрам 12 и 13. Результат перемножени  число В - поступает, как и число А, в вычислительный блок 15, реализующий алгоритм коррел ционного фазоизмерител  в цифровом виде: ,V.д Ч е1гС005 Л ц С|ГСС05 .Ц л jcIcK л II-Ix SZIi 1 itO Здесь отсчеты мгновенных значений опорного и измерительного сигналов ; N - количество отсчетов в одном периоде входного сигнала; k - количество периодов входного сигнала за врем  измерени . Как видно, выражение дл  У не содержит частоты или частотозависиых членов, поэтому такой фазометр е имеет принципиальных ограничений о ширине частотного диапазона . Если считать, что минимальное к личество точек в периоде должно бы равно 10, то при быстродействии ан лого-цифровых преобразователей 10 МКС высша  рабоча  частота без трансформации частоты равна 10 кГц При учете эффекта трансформации частоты, свойственного стробоскопич кому преобразованию, верхн   рабоча частота может достигать нескольких сотен МГц. Принципиальных ограничений по нижней рабочей частоте нет. Таким образом, введение в устрой ство перечисленных элементов позво л ет значительно распшрить частот; ный диапазон фазометра. Формула изобретени  ; Цифровой фазометр, содержаний последовательно соединенные первый стробоскопический и первый аналогоцифровой преобразователи, генератор импульсов, перемножитель, выходом соединенный с сумматором, регис пам ти и вычислительный блок, о т:личающийс  тем, что, с цепью расширени  диапазона частот, иего введены последовательно соедин ные второй стробоскопический и вто рой аналого-цифровой преобразователи и три мультиплексера, демультиплексер и два регистра пам ти, причем генератор импульсов соединен со входами стробоскопических преобразователей , выхода первого и второго анапого-цифровых преобразователей сое щнены соответственно с первыми и рторыми входами первого и второго мультиплексеров, чьи выходы через перемножитель соединены с первым входом вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом третьего мультиплвксера и со входом сумматора, который через демультиплексер соединен со входами трех регистров пам ти, выходы всех регистров, пам ти соединены со входами третьего мультиплексера, а выхода второго и третьего регистров пам ти - соответственно еще и с третьими входами первого и второго мультиплексеров. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.За вкр № 2557673/18-21, л.С 01 R 25/00, 08.06.78.
2. 2.За вка 2777213/18-21, л.С 01 R 25/00, 08.06.79 (прототив).