SU983578A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Description

снижает быстродействие фаэсилетра и вносит в результа,т.измерени  динамическую погрешность.

Целью изобретени   вл етс  повылиение быстродействи  цифрового фаэометра .

Цель достигаетс  тем, что цифровой фазометр, содержащий генератор опорной частоты, делитель частоты, первый и второй электронные ключи, блок управлени , формирователь импульсов и блок функционального преобразовани  частоты, состо щий из управл юще го счетчика и. двух двоичных умножителей частоты, причем установочный вход блока .функционального преобразо вател  частоты через формирователь импульсов соединен -с управл ющим входом первого электронного ключа и выходом, блока управлени , ,другой выход блока управлени  соединен с управл ющим входом второго электронного ключа, выход генератора опорной частоты соединен с входом первого электронного ключа и через делитель гастоты - с входом второго электронного ключа, снабжен управл емым делителем частоты, управл ющий вход которого соединен.с выходом второго электронного ключа, сигнальный вход подключен к выходу первого электронного ключа, а выход соединен с сигнальным входом блока функционального преобразовани  частоты.

На фиг.1 представлена функциональна  блок-схема предлагаемого цифрового фазометра; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 опорной частоты Гд , делитель 2 частоты и . первый электронный ключ 3, причем выход генератора 1 подключен к входу второго электронного ключа .4, управл емый делитель 5 частоты, состо щий из управл ющего счетчика б, вспомогательного счетчика. 7 и соедин ющих их элементов И 8, причем входы управл ющего счетчика 6 и вспомогательного счетчика 7 подключены к выходам соответствующих электронны ключей 3 и 4,блок 9 функционального преобразовани  частоты,состо щий из управл ющего счетчика 10,умножителей 11 и 12 частоты, первый из которых св зан с выходом вспомогательного счетчика 7 управл емого делител  5 частоты, групп элементов И 13 и 14, входы которых подключены к выходам счетчика 10 и соответственно умножителей 11 и 12, и элементов ИЛИ 15 и 16, подключенных к соответствующим группам элементов И 13 и 14, причем выход элемента ИЛИ 15 соединен с входом умножител  12, а выход элемента ИЛИ 16 св зан . с входом управл ющего счет-чика 10, блок 17 управлени , состо щий из триггера 18 с подключенными к нему формировател ми 19 и 20, один выход которого подключен к первому электронному ключу 3, а другой - к второму электронному ключу 4 и через формирователь 21 импульсов к установочному вxoдy счетчика 10 блока 9 функциональнрго преобразовани  частоты.

Работа прибора основана на измерении в пределах одного периода Tjj интервала времени Vy между соседними переходами через нуль двух исследуемых напр жений, сдвиг фаз междкоторыми должен .быть измерен с последующим автоматическим преобразованием в течение времени результата измерени  этого интервала в цифровой отсчет, представленнЕй непосредственно в единицах измерени  угла сдвига фаз (например, в градусах или радианах), путем моделированич гиперболической зависимости )|. х/ТХ

Фазометр работает следующим обраэрм .

Генератор 1 опорной частоты вьфабатывает импульсы с частотой

о т (диаграмма 22, фиг.2), которые поступают на вход электронного ключа 4 и через делитель 2 частоты на вход электронного ключа 3. При этом частота сигнала на выходе делител  2 частоты равна , где m - коэффициент делени  делител  2 частоты. В моменты прохождени  напр жений и и UQ через нуль (диаграммы 24 и 25) формирователи 19 и 20 управл ющих импульсов блока 17 управлени  выдают управл ющие импульсы (диаграммы 26 и.27), которые поступают на триггер 18. С приходом очередного импульса исследуемого сигнала Од срабатывает триггер 18 и с его.единичного выхода снимаетс  сигнал на открытие по управл ющему входу ключа 3 а с нулевого выхода - на закрытие ключа 4. Одновременно с этим формирователь 21 выдает два сдвинутых во времени импульса: по первому импульс длительностью TO (диаграг-виа 30) осуществл етс  перепись содержимого счетчика 10 во внешний регистр и сброс в нулевое состо ние счетчика б, а по второму импульсу длительностью (диаграмма 31) производитс  запись по установочному входу, в счетчик 10 числа N, пропорционального максимальному значению измер емго сдвига фаз f .

Claims (3)

1. Через открытый ключ 3 импульсы генератора 1 опорной частоты через делитель 2 начинают поступать в счетчик б. При поступлении импульса опорного сигнала UQ срабатывает триггер 18. При этом ключ 3 закрываетс , а по управл ющему входу ключ 4 открываетс . Таким образом, s течение одного пе{}йода Т исйледуе мого напр жени  U ключ 3 открьгоае с  на интервал t (диаграмма 28), ключ 4 - на интервал (диагра ма 29).-С приходом Следующего импульса напр жени  и триггер 18 вновь измен ет свое состо ние, и процесс измерени  повтор етс . I Число импульсов М, -подсчитанное счетчиком б за интервал 1(, равно. где m - коэффициент делени  делител  2 частоты. .При открытии ключа 4 в течение времени импульсы с генера тора 1 с частотой Рд поступают на сиг нальный вход вспомогательного счетчика 7. управл емого делител  5. Импульсами Переполнени  вспомогательного счетчика 7 делител  5 обратный код счетчика б через элементы И 8 переписываетс  в счетчик 7. Таким образом, на .выходе управл емого делител  5 формируютс  импульсы пер полнени  (диаграмма 23) с частотой или с учетсм выражени  (1) Рлт m Импульсы частоты F Поступают на сигнальный вход двоичного счетчика первого двоичного умножител  11 час тоты. Выходные сигналы триггеров счетчика 10 управл ют потенциальными входами двух групп элементов И 1 и 14 блока 9 функционального преобр зовани  частоты. Выходные сигналы триггеров двоичного умножител  11 поступают на импульсные входщ элементов И 13. При совпгщении обоих сигналов на входах элементов И на иХ выходах по вл ютс  сигналы, которые проход т через первый элемент ИЛИ 15 на сигнальный вход двоичного умножител  . 12 частоты и через элеме ИЛИ 16 на вычитание на управл ющий счетчик 10. Состо ни , элементов И 1 и 14 и, следовательно, суммарную частоту на выходе элементов И 13 и 14 задают состо ни  триггеров счетчика 10 и двоичных умножителей и 12 блока 9. При этом триггер само го старшего разр да счетчика 10 управл ет чэлементами И,, на которые по даютс  сигналы от триггеров Самых младших разр дов двоичных умножителей блока 9. Суммарна -частота с выхода первого двоичного умножител  11 частот равна . .1 ... - N(t) „ (.t) где W(t) - текущее значение числа в счетчике 10; N - . - числова  емкость управл ющего счетчика 10, первого и второго умножителей 11 и 12 частоты. Суммарна  частота с выхода двоичного умножител  12 частоты равна ) или с учетом вьиражени  (3) « - . Импульсы частоты F,j(t) поступают в управл ккций счетчик 10 на вычитание . Текущее значение числа N(t) в счетчике 10 определ етс  так N(t) N (t)dt. (5) Реша  выражени  (4) и. (5) относительно текущего времени t, получим, что частота на, входе |Счетчика 10 измен етс  во времени по закону (t) N /F . t или, учитывa5 выражение (2), „ f. . ЫстТу Pa.t; -На диаграмме 29 (фиг.2) проиллюстрирован закон изменени  частоты F(t) (t) в течение интервала времени Tj -TTji. Число N(T) в счетчике 10 к моменту окончани  периода исследуемого напр жени  определ етс  выражением TX N(T.,) N - JF (t)dt. , ж. тГу А Преобразование этого выражени  с учетом выражени  (б) показывает, что при и N N N(T)N, т.е. к концу периода исследуеьюго сигнала число в счетчике 10 пропорционально измер емому сдвигу фазРх Таким образом к концу каждого периода исследуемого напр жени  в счетчике 10 формируетс  число, пропорциональное сдвигу фаз между исследуемьм и опорным сигналами. При соответствующем выборе числа N результат измерени  может быть пропорционален сдвигу фаз непосредственно в градусах или радианах. . Предложенное устройство может использоватьс  в качестве лабораторного измерительного прибора, а также в качестве блока в цифровых системах обработки-информации и автоматического контрол  и может duTb выполнено на основе обычных, большей частью унифицированных узлов и элементов дискретной техники. В таком устройстве уменьшаетс  врем  измерени  сдвига фаз до одного периода и::следуемого сигнала. В результате этого снижаетс  динамическа  погрешность измерени  сдвига фаз и расшир етс  диапазон исследуемых частот, что увеличивает сферу применени  фазометра. Формула изобретени  Цифровой фазометр, содержащий генератор опорной частоты, делитель частоты, первый и второй электронные ключи, блок управлени , формирователь импульсов и блок функциона ного преобразовани  частоты, состо  щий из управл ющего счетчика и двух двоичных умножителей частоты, приче установочный вход блока функциональ ного преобразовател  частоты через формирователь импульсов соединен с управл ющим входом первого электрон ного ключа и выходом блока управлени  , другой выход блока управлени  соединен с управл ющим входом второ го электронного ключа, выход генератора опорной частоты соединен с входом первого электронного ключа и через делитель частоты - с входом второго электронного ключа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , он снабжен управл емым делителем частоты , управл ющий вход которого соединен с выходом второго электронного ключа, сигнальный вход подключен к выходу первого электронного ключа, а выход соединф с сигнальным входом блока функционального преобразовани  частоты. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №368554, кл. G 01 R 23/10, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 372681, кл. Н 03 К 13/20, 1973.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 373647, кл. G 01 R 25/04, 1973 (прототип),

   { чЬИЧН I

   т

   То-лг

   Ml S

   иЭшш

   2 1т1111 шй1пн1Нппшн1шн н1Д1Н11П1тнтнт