SU970258A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  построени  цифровых фазометров.

Известен триггерный двухполупериодный фазометр, содержгиций в каждом канале формирователи импульсов прив зки к поло сительным и отрицательным нуль-переходам входных сигналов с подключенными к их выходам элементами совпадений, соединенными выходами через элемент ИЛИ с общим дл  обоих каналов управл емым триггером, к выходу которого подключен элемент совпадений , в котором осуществл етс  квантование временных интервалов и который подключен выходом к входу счетчика, а вторым входом - к выходу элемента совпадений, который ограничивает врем  измерени  и св зан с задающим генератором и врем задающим устройством, которое через дифференцирующую цепь и одновибратор управл ет кo Iмyтиpyю даlм триггером, подключенным выходами к вторым входам элементов совпадений j.

Используемые в данном фазометре два цикла работы, равные половине врумени измерени , и соответствуквдие 1змерению сдвига фаз по положительным (в первом цикле) и отрицательным (во втором цикле) нуль-переходам входных сигналов, не обеспечивают полной компенсации погрешности за счет относительно быстрых уходов нулевой линии, соизмеримых с временем измерени . Дополнительна  погроиность возникает также при ком дутации режимов работы.

10

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  цифровой фазометр, содержащий преобразователь сдвига фаз в интервалы времени с подключенными

Claims (2)

15 к его выходам через элементы И блоками синхронизации, соединенными первыми выходами через элемент ИЛИ с суммирующим счетчиком, задак ций генератор , св занный с вторыми входа20 км элементов И и блоков синхронизации , соединенных третьими входами через врем задгиощий блок с вторыми выходами одного из блоков синхронизации , четвертые входы блоков синхро25 низации соединены соответственно с и инверсным выходами триггера , св занного входом с задающим генератором. В элементах И данного фазометра осуществл етс  квантова30 ние временных интервалов, поэтому в дальнейшем их целесообразно называть блоками квантовани . Квантование временных интервалов осуществл етс  общей квантующей последовательностью , что повьааает частоту квантовани  и снижает погрешность дискретности, а в блоках синхронизации осуществл етс  прив зка с счетных импульсов пачек к двум сдвинутым по времени последовательност м импульсов, что исключает взаимное вли ние пачек при их объединении на входе суммирудощего счетчика. Блоки синхронизации включают в себ  последовательно соединенные делитель частоты , подключенные входом к выходу соответствующего блока квантовани , управл емый триггер и элемент И (в дальнейшем первый элемент совпадений ) , второй вход которого св зан с врем задающим блоком, последовательно соединенные блок переноса, , входы которого соединены с задающим генератором и с пр мым или инверсным выходами триггера, а выход - с врем  задающим блоком (в первом блоке синхронизации ) и третьим входом первого элемента совпадений, электронный клю ( в дальнейшем второй элемент совпадений ) , соединенный вторым входом с выходом управл емого триггера, и триггер, выход которого подключен к второму входу управл емого триггера и четвертому входу элемента совпаде рий, выход которого  вл етс  выходом блока синхронизации. Объемы, делителей частоты блоков синхронизации и суммирующего счетчика должны удовлетвор ть условию н посредственного отсчета сдвига фаз градусах, а именно: Кдц- , 2t.j,f «ЗбОЮ, где К 0,1,2...; t,,- вре м  измерени ; частота квантова ни  . При этом в области средних и нижних частот, где погрешность кван товани  становитс  очень малой (пор дка lO -lO, при с, 6 ЗбМГц) разр ды делителей частоты также как и все разр ды суммирующег счетчика  вл ютс  значащими и их не обходимо учитывать при считывании измерительной информации. Дл  этого коды обоих делителей частоты должны быть просуммирован и дoбaвJ eны к к ду суммирующего счетчика 2.. Однако в прототипе така  возможнбсть отсутствует, что приводит к потере части измерительной информации и дополнительной погрешности ди кретности, максимальное значение которой пропорционально удвоенному объему делител  частоты или в граду сах 2-ЗбО/Ксч . Данна  погрешность особенно возрастает при увеличении количества параллельно квантуемых временных ин тервалов, формируемых преобразователем сдвига фаз в интервалы времени с целью повышени  точности измерени  . В общем случае число таких интервалов может достигать нескольких единиц . При этом погрешность возрастает пропорционально количеству параллельно квантуемых интервалов времени. Цель изобретени  - повышение точности измерени  цифровых фазометров. Указанна  цель достигаетс  тем, что в цифровой фазометр,содержащий врем задающий блок, преобразователь сдвига фаз в интервалы времени с подключенными к его выходам блоками квантовани , св занными вторыми входами с задающим генератором, а выходами - с соответствующими блоками синхронизации, соединенными первыми выходаг-та через элемент ИЛИ с входом суммирующего счетчика, введены распределитель импульсов и последовательно соединенные дополнительный элемент ИЛИ и дополнительный суммирующий счетчик, выход которого подключен к дополнительному входу элемента ИЛИ, а вход сброса - к первому выходу врем задающего блока, соединенному также с третьими входами блоков квантовани ., второй выход врем задающего блока соединен с вторыми входами блоков синхронизации , которые подключены третьими входами к соответствующим выходам распределител  импульсов, а вторыми выходами к входам дополнительного элемента ИЛИ, входы распределител  импульсов и врем задающего блока соединены с выходом задающего генератора . При этом каждый блок синхронизации включает в себ  последовательно соединенные реверсивный счетчик, управл емый триггер и первый элемент совпадений, выход которого  вл етс  первым выходом блока синхронизации, последовательно соединенные второй элемент совпадений и триггер, выход которого св зан с вторым входом первого элемента совпадений и вторым входом управл емого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента совпадений, а также третий элемент совпадений, соединенный выходом с входом вычитани  реверсивного счетчика, к выходам разр дов которого подключен дешифратор нулевого состо ни , выход которого св зан с первым входом третьего элемента совпадений, второй вход которого , соединенный с вторым входом второго элемента совпадений и третьим входом первого элемента совпадений,  вл етс  третьим входом блока синхронизации , третий вход третьего элемента совпадений  вл етс  вторым входом блока синхронизации, а выход вторым выходом блока синхронизации. На фиг.1 приведена блок-схема ци рового фазометра; на фиг.2 - блоксхема одного из возможных вариантов реализации блока синхронизации. Цифровой фазометр содержит преобразователь 1 сдвига фаз в интерва лы времени, к выходам -которого подключены блоки 2 квантовани , которы св заны с блоками 3 синхронизации, выходы которых соединены через элемент ИЛИ 4 с суммирующим счетчиком 5, задающий генератор 6 и подключен ные к нему распределитель 7 импульсов и врем задающий блок 8, св занные с блоками 3 синхронизации, соединенными через дополнительный элемент ИЛИ 9 с дополнительным суммиру ющим счетчиком 10, св занным с элементом ИЛИ 4 и врем задающим блоком 8, соединенным с блоками 2 квантова ни . Блоки .3 синхронизации включают в себ  реверсивный счетчик 11, соединенный с управл емом триггером 12, св занным с вторым элементом 13 совпадений , триггером 14 и первым элементом 15 совпадений, соединенным с -третьим элементом 16 совпадений и дешифратором 17 нулевого состо ни , дсоторые св заны с реверсивным счетчиком 11. Устройство работает следующим образом. Измер емый фазовый сдвиг с помощью преобразовател  1 сдвига фаз в интервалы времени преобразуетс  в эквивалентные интервалы времени, ко торые поступают на блоки 2 квантовани , где квантуютс  общей последовательностью счетных импульсов с выхо да задающего генератора 6 в течение времени, задаваемого врем задающим блоком 8. Пачки иглпульсов с выходов блоков 2 квантовани  поступают на блоки 3 синхронизации, где осуществл етс  их прив зка к одной из N импульсных последовательностей распределител  7 импульсов, которые разнесены по времениотносительно друг друга на величину t, где период частоты задающего генератора. В результате обеспечиваетс  независима  регистраци  счетных импульсов пачек с выходов блоков 3 синхронизации с помощью общего суммирующего счетчика 5. Каждый блок 3 синхронизации содержит реверсивный счетчик 11, на вход суммировани  которого поступают пачки счетных импульсов. Объем счетчика выбираетс  не менее чем C2N+1). Прив зка выходных импульсов реверсив ного счетчика к соответствующей импульсной последовательности распределител  7 импульсов осуществл етс  при помощи первого 15 и второго 13 элементов совпадений, триггера 14 и управл емого триггера 12. При этом на выход первого элемента 15 совпадений проходит второй после по влени  выходного импульса реверсивного счетчика 11 импульс из выходной последовательности распределител  7 импульсов . После окончани  времени измерени  коды реверсивных счетчиков 11 всех блоков 3 синхронизации должны быть просуммированы идобарлены к коду общего суммирующего счетчика 5. Дл  этого в паузе между измерени ми потенциалов с второго выхода врем задающего блока 8 открываютс  третьи 16элементы совпадений блоков 3 синхронизации , и импульсы сдвинутых по времени импульсных последовательностей , с распределител  7 импульсов поступают на входы вычитани  реверсивных счетчиков 11 и через дополнительный элемент ИЛИ 9 на дополнительный суммирующий счетчик 10, подключенный через элемент ИЛИ 4 к основному суммирующег;1у счетчику 5. Разр дность дополнительного суммирующего счетчика 10 така  же, как и реверсивного счетчика 11. К выходам разр дов реверсивных счетчиков 11 подключен дешифратор 17нулевого состо ни , который закрывает соответствующий элемент 16 совпадени , после считывани  до нул  содержимого реверсивного счетчика 11 При этом на вход дополнительного суммирующего счетчика 10 поступает количество импульсов, соответствующее суммарному коду всех реверсивный счетчиков, .которое и будет зарегистрировано основным и дополнительным суммирующими счетчиками. В результате не происходит потери измерительной информации в блоках синхронизации, а все разр ды основного и дополнительного суммирующих счетчиков могут быть использованы дл  индикации результата измерени . Таким образом, введение новых элементов и св зей позвол ет повысить точность измерени  цифрового фазометра за счет исключени  потери измерительной информации в блоках синхронизации . Формула изобретени  1. Цифровой фазометр, содержащий врем задающий блок, преобразоватепь сдвига фаз в интервалы времени с подк.люченными к его выходам блоками квантовани , св занными вторыми входами с Зсшающим генератором, а выходами - с первыми входами соответствующих блоков синхронизации, соединенных первыми выходами через элемент ИЛИ с входом суммирующего счетчика, отличающийс  тем, что. с целью повышени  точности измерени  в Него введены распределитель импуль сов и последовательно соединенные дополнительный элемент ИЛИ и дополнительный суммирующий счетчик, выход которого подключен к дополнительному .входу элемента ИЛИ, а вход сброса к первому выходу врем задающего блока , соединенному также с третьими входами блоков квантовани , второй выход врем задающего блока соединен с вторыми входами блоков синхронизации ,. которые подключены третьими входами к соответствующим выходам распределител  импульсов, а вторыми выходами - к входам дополнительного элемента ИЛИ, входы распределител  импульсов и врем задающего блока соединены с выходом задающего генератора,

2. Фазометр поп.1,о т л и ч а ю щ и и с Я тем, что, блок синхронизации содержит последовательно соединенные реверсивный счетчик, уп равл емый триггер.И первый элемент совпадений, выход которого  вл етс  первым выходом блока синхронизации. последовательно соединенные второй элемент совпадений и триггер, выход которого св зан с вторым входом первого элемента совпадений и вторым входом управл емого триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента совпадений, а также третий элемент совпадений, соединенный выходом с входом вычитаний реверсивного счетчика, к выходам разр дов которого подключен дешифратор нулевого состо ни , выход которого св зан с первым входом третьего элемента совпадений, второй вход которого,соединенный с вторым входом элемента совпадений и третьим входом первого элемента совпадений, вл етс  третьим входом блока синхронизации , третий вход третьего элемента совпадений  вл етс  вторым вхо1дом блока синхронизации, а выход iвторым выходом блока синхронизации. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 359608, кл.С 01 R 25/00, 1972. 2,Авторское свидетельство СССР № 636558, кл.С 01 R 25/00, 1978.