Claims (2)
Изобретение относитс к технике фазовых измерений и может быть использовано дл точного измерени фазового сдвига между двум гармоническими напр жени ми Известен цифровой фазометр с непрерывным и равномерным вращением фазы сигнала квантующего генератора, содержащий два формирующих блока, управл емый триггер, непрерывный фазовращатель, два элемента совпадени , триггер, счетчик импульсов, делитель частоты, квантующий генератор блок фазовой автоподстройки частоты, делитель с регулируемым коэффициенто делени и блок регулировки коэффициента делени 1}. Недостатком этого устройства вл етс сложность аппаратуры. Наиболее.близким к изобретению по технической сущности вл етс циф ровой фазометр, содержащий два формировател , управл емый триггер, два элемента совпадени , счетчик импульсов , триггер, непрерывный фазовращатель , третийформирователь. делитель частоты, блок автоматики,блок управлени скоростью вращени фазовращател , блок фазовой автоподстрой ки частоты, содержащий задаи ций гене ратор, фазовый детектор, фильтр нижних частот и блок поиска, генератор гармоник и полосовой фильтр 2. Дл минимизации погрешности измерени и получени предельной разрешающей способности фазовращатель должен осуществл ть равномерное в течение времени измерени вращение фазы сигнала задающего генератора. Недостатком данного фазометра вл етс сложность аппаратуры при достижении высокой точности и разрешающей способности. Цель изобретени - упрощение аппаратуры при сохранении высокой точности и разрешающей способности. Поставленна цель достигаетс тем, что в цифровом фазометре,содержащем на входе два формировател ,выходы которых через последовательно соединенные управл емый триггер и два элемента совпадени соединены с счетчиком импульсов, второй вход первого элемента совпадени через третий формирователь соединен с блоком фазовой автоматической подстройки частоты (.ФАПИ), состо щим из задгиощего генератора, фазового детектора, соединенного с фильтром нижних частот и блока поиска, выход которого соединен с выходом фильтра ,нижних частот и входом задающего генератора , второй вход второго эле:мента совпадени через последователь . но соединенные триггер, блок автома .тики и делитель частоты соединен с выходом задающего генератора, один из входов, фазометра через поеледова .тельно соединенные генератор гармоник и полосовой фильтр соединен с первым входом фазового детектора, и блок управлени , выход блока управт лени соединен с входом блока поиска , а вход - с выходом блока автрма1;ики , второй выход делител частоты Соединен с вторым входом фазового , детектора. На фиг. 1 представлена блок-схема цифрового фа;зометра; на фиг. 2 диаграммы его работы. Фазом р состоит из формирователей 1 и Z, выходы которых через управл емый триггер 3 и два элемента 4 и 5 совпадени соединены со счетчико 6 импульсов, второй вход первого эле мента 4 совпадени через третий фор|мирователь 7 соединен с блоком ФАПЧ, jсосто щим из задающего генератора 8 фазового детектора 9, соединенного с фильтром 10 нижних частот и блоком 11 поиска, второй вход второго элегФёнта 5 совпадени через триггер 12, блок 13 автоматики и делитель 14 частоты соединен с выходом задающего генератора 8, один из входов фа зометра через.генератор 15 гармоник и полосовой фильтр 16 соединен с пер вым входом фазового детектора,вы- . ход блока 17 управлени - через блок 11 поиска соединен с фильтром 10 нижних частот и задающим генератором 8, а вход соединен с первым выходом делител 14 частоты , второй выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 9. Фазометр работает следующим образом . На входы поступают гармонические колебани , фазовый сдвиг между которыми необходимо измерить. В формировател х 1 и 2 выдел ютс остроконечные импульсы, соответствующие переходу через нуль входных колебаВИЙ , под воздействием которых на ynf равл емом триггере 3 формируютс npk моугрльныё импульсы с длительностью . :, : Ч - измер емый фазовый сдвиг; -О) - углова частота входных I - сигналов. , Пр моугольные импульсы поступают на первый элемент 4, совпадени . На второй вход которого поступают квантующие импульсы с третьего формировател 7 с частотой задающего генера тора 8. Пачки квантующих импульсов через второй элемент 5 совпадени поступают на счётчик 6 импульсов и просчитываютс им в течение времени, формируемого триггером 12, открывающим второй элемент 5 совпадени на врем , определ емое периодом следовани импульсов с выхода делител 14 частоты с помощью блока 13 автоматики Генератор 15 гармоник, подключенный к входу фазометра, создает спектр гармоник, кратных частоте входного сигнала. Нужна гармоническа составл юща выдел етс полосовым фильтром 16 И поступает на первый вход фазового детектора 9. Выходное напр жение с выхода фазового детектора 9, проход через фильтр 10 нижних частот, подстраивает частоту ифаз1Р сигнала заданмцего генератора 8 под выделенную полосовым фильтром 16 гармонику, обеспечива целочисленное отношение частот входного сигнала и задающего генератора 8. Блок 11 поиска осуществлйет плавную перестройку частоты задающего генератора 8 до захвата в блоке ФАПЧ,а после установлени синхронизма работает как фазовый модул тор сигнала задающего генератора 8, крутизна модулирующего напр жени определ етс блоком 17 управлени , а его период - блоком 13 автоматики. В данном цифровом фазометре функцию линейного изменени фазы сигнала задающего генератора 8 осуществл ет блок ФАПЧ, благодар тому, что сигнал с выхода задающего генератора 8 подаетс на фазовый детектор 9 не непосредственно , .а через делитель 14 частоты, при этом блок 11 поиска не отключаетс после установлени синхронизма в блоке ФАПЧ, ai продолжает работать в режиме модул тора, т.е. вырабатывает линейно измен ющеес напр жение (ЛИН) в течение времени измерени , задаваемого блоком 13 автоматики с крутизной, задаваемой блоком 17 управлени . Управление крутизной , модулирующего напр жени необходимо дл того, чтобы изменение фазы сигнала задающего генератора 8 было равно 360 за врем измерени , которое мож.ет измен тьс в зависимости от частоты входного сигнала Если в петле регулировани блока ФАПч, наход щейс .в режиме синхронизма , действует-модулирующее ЛИН (фиг. 2 ) , то рабоча точка перемещаетс по участку характеристики фазового детектора 9 (фиг. 26) между точками А и Б, а фаза сигнала на входе фазового детектора 9 с делител -14 частоты измен етс в интервале А - б Фаза сигнала генератора 8 измен етс в интервале п(/д - Vg) , где п - коэффициент делени делител 14 частоты. Дл модул ции фазы в пределах 360°достаточно , чтобы п 3. Дл линейности фазовой модул ции характеристика фазового детектора 9 Должна быть треугольной формы,что обеспечивает, например балансный диодный разовый детектор с равными уровн ми входных сигналов. Раствор характеристики управлени частотой задающего генератора 8 выби раетс таким, чтобы модулирующее напр жение до установлени синхронизма в блоке ФАПЧ было достаточно дл перестройки задающего генератора 8 в требуемой полосе от f „ до ( Фиг. 26) . Таким образом, в данном фазометре исключаетс сложный узел - фазовращатель с сохранением принципа измере ни с равномерным вращением фазы ква тующих импульсов, что обеспечивает высокую точность и разрешающую способность . Кроме того, существенно снижаютс требовани к ширине спектра сигнала, -генерируемого генератором гармоник, так как выбранна гармоника сравниваетс .по фазе в фазовом детекторе не с сигналом задающего генератора, а с сигналом с делител частоты, имею щим частоту, меньшую не менее чем в 4 раза. Формула изобретени Цифровой фазометр, содержащий на входе два формировател , выходы кото рых через последовательно соединенные управл емый триггер и два элемента совпадени соединены со счетчиком импульсов, второй вход первого элемента совпадени через третий формирователь соединен с блоком фазовой автоподстройки частоты, состо щим из задающего генератора, фазового детектора , соединенного с фильтром нижних частот и блока поиска, выход которого соединен с выходом фильтра нижних час тот и входом задающего генератора, второй вход второго злемента совпадени через последовательно соединенные триггер, блок автоматики и делитель частоты соединен с выходом заданицего генератора, один из входов фазометра через последовательно соединённые генератор гармоник и полосовой фильтр соединен с перв1Яъ( входом фазового детектора, и блок управлени , о т л и ч ающи и с тем, что, с целью упрощени , выход блока управлени соединен с входом блока поиска , а вход - с выходом блока автоматики , второй выход делител частоты соединен с вторым входом фазового детектора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 301638, кл.С 01 R 25/02,17.11.69. The invention relates to a technique of phase measurements and can be used to accurately measure the phase shift between two harmonic voltages. A digital phase meter with continuous and uniform phase rotation of a quantizing oscillator signal is known, containing two shaping blocks, a controlled trigger, a continuous phase shifter, two coincidence elements, trigger, pulse counter, frequency divider, quantizing generator, phase-locked loop, divider with adjustable division factor, and adjustment unit to division factor 1}. A disadvantage of this device is the complexity of the apparatus. The closest to the invention of the technical nature is a digital phase meter comprising two formers, a controlled trigger, two coincidence elements, a pulse counter, a trigger, a continuous phase shifter, a third former. a frequency divider, an automation unit, a phase rotation speed control unit, a phase-locked frequency control unit containing a generator, a phase detector, a low-pass filter and a search unit, a harmonic generator and a band-pass filter 2. To minimize measurement error and obtain the maximum resolution the phase shifter must perform a uniform rotation over the measurement time of the phase of the signal of the master oscillator. The disadvantage of this phase meter is the complexity of the apparatus while achieving high accuracy and resolution. The purpose of the invention is to simplify the apparatus while maintaining high accuracy and resolution. The goal is achieved by the fact that in a digital phase meter, there are two drivers at the input, the outputs of which are connected to a pulse counter through serially connected controlled trigger and two matching elements, the second input of the first matching element is connected to the phase automatic frequency control unit (. FAPI), consisting of zaggoshy generator, phase detector, connected to a low-pass filter and a search block, the output of which is connected to the output of the filter, low frequencies and input master oscillator, second input of the second element: coincidence through a follower. but the connected trigger, an automatics unit and a frequency divider are connected to the output of the master oscillator, one of the inputs, the phase meter is connected to the first input of the phase detector, and the control unit, the output of the control unit is connected to the input block search, and the input - with the output of the block avtrma1; iki, the second output of the frequency divider is connected to the second input of the phase detector. FIG. 1 shows a block diagram of a digital phase meter; in fig. 2 diagrams of his work. Phase p consists of drivers 1 and Z, the outputs of which through a controlled trigger 3 and two elements 4 and 5 coincide with the counter of 6 pulses, the second input of the first element 4 coincidences through the third form worldizer 7 connected to the PLL. of the master oscillator 8 of the phase detector 9 connected to the low-pass filter 10 and the search block 11, the second input of the second element 5 matches via the trigger 12, the automation unit 13 and the frequency divider 14 are connected to the output of the master oscillator 8, one of the phase meter inputs through the generator 15 and a harmonic of the bandpass filter 16 is connected to the lane vym input of the phase detector, you are a. control unit 17 stroke — through search block 11 is connected to low-pass filter 10 and master oscillator 8, and the input is connected to the first output of frequency divider 14, the second output of which is connected to the second input of phase detector 9. The phase meter works as follows. The inputs are harmonic oscillations, the phase shift between which must be measured. Shaped pulses are formed in shaper 1 and 2, corresponding to zero crossing of input oscillations, under the influence of which npk soft pulses with duration are formed on ynf equal to trigger 3. :,: H - measured phase shift; -O) is the angular frequency of the input I-signals. , The rectangular pulses arrive at the first element 4, a match. The second input of which receives the quantizing pulses from the third generator 7 with the frequency of the master oscillator 8. The bundles of quantizing pulses through the second coincidence element 5 arrive at the counter 6 pulses and are calculated by it during the time generated by the trigger 12, which opens the second coincidence element 5 for a time, determined by the pulse pulse from the output of the frequency divider 14 using the automatic control unit 13 The 15 harmonics generator connected to the phase meter input creates a spectrum of harmonics multiple to the frequency of the input signal. The desired harmonic component is separated by the bandpass filter 16 and is fed to the first input of the phase detector 9. The output voltage from the output of the phase detector 9, passing through the low-pass filter 10, adjusts the frequency of the 1P signal of the given generator 8 to the harmonic selected by the bandpass filter 16, providing an integer Frequency ratio of the input signal and the master oscillator 8. The search unit 11 will perform a smooth tuning of the frequency of the master oscillator 8 before it is captured in the PLL unit, and after the synchronization is established flushes the phase modulator 8, oscillator signal, the slope of the modulating voltage is determined by the control unit 17, and its period - the automation unit 13. In this digital phase meter, the function of linearly varying the phase of the signal of the master oscillator 8 is performed by the PLL unit, because the output signal of the master oscillator 8 is not directly supplied to the phase detector 9, and through the frequency divider 14, the search unit 11 is not turned off after establishing synchronism in the PLL, ai continues to operate in the modulator mode, i.e. generates a linearly varying voltage (LIN) during the measurement time specified by the automation unit 13 with a slope specified by the control unit 17. The control of the slope, the modulating voltage is necessary so that the phase change of the signal of the master oscillator 8 is equal to 360 during the measurement time, which can vary depending on the frequency of the input signal. If in the control loop of the PLL, effective-modulating LIN (Fig. 2), then the operating point moves across the section of the characteristics of the phase detector 9 (Fig. 26) between points A and B, and the phase of the signal at the input of phase detector 9 with frequency divider -14 varies in interval A - b Signal phase The generator 8 varies in the interval n (/ d - Vg), where n is the division factor of the 14 frequency divider. For phase modulation within 360 °, it is enough that p 3. For linearity of phase modulation, the characteristic of phase detector 9 Must be triangular, which provides, for example, a balanced diode one-time detector with equal levels of input signals. The solution of the characteristic of controlling the frequency of the master oscillator 8 is chosen so that the modulating voltage, before establishing synchronism in the PLL unit, is sufficient for the tuning of the master oscillator 8 in the required band from f to (Fig. 26). Thus, in this phase meter, a complex node is eliminated — a phase shifter with preserving the principle of measurement with a uniform rotation of the phase of quaiting pulses, which ensures high accuracy and resolution. In addition, the spectral width of the signal generated by the harmonic generator is significantly reduced, since the selected harmonic is compared in phase to the phase detector not with the signal of the master oscillator, but with a signal from the frequency divider having a frequency less than less than 4 times. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A digital phase meter comprising, at the input, two formers, the outputs of which are connected to a pulse counter via a serially connected controlled trigger and two matching elements, the second input of the first matching element is connected via a third driver to a phase locked loop consisting of a master oscillator, a phase detector connected to a low-pass filter and a search unit, the output of which is connected to the output of the lower filter and the input of the master oscillator, the second input A matching element is connected via a serially connected trigger, an automation unit and a frequency divider connected to the output of the master oscillator, one of the phase meter inputs is connected via a serially connected harmonic generator and a band-pass filter connected to the first one (the phase detector input, and the control unit, In order to simplify, the output of the control unit is connected to the input of the search unit, and the input is connected to the output of the automation unit, the second output of the frequency divider is connected to the second input of the phase detector. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 301638, c. 01 R 25 / 02.17.11.69.
2.Авторское свидетельство СССР 352231, кл.а 01 R 25/02,11.03.71.2. USSR author's certificate 352231, Cl.
ифд ЬчЛifd bchl
bv/bv /
JgSJgs
ЛL
МЙMY
77
jifjif