SU989490A1

SU989490A1 - Digital follow-up phase meter

Info

Publication number: SU989490A1
Application number: SU772540075A
Authority: SU
Inventors: Виктор Петрович Майко
Original assignee: Геленджикское Отделение Научно-Исследовательского Института Морской Геофизики
Priority date: 1977-11-03
Filing date: 1977-11-03
Publication date: 1983-01-15

Description

1one

Изобретение относитс к радиотехническим измерени м и предназначено дл применени в устройствах, измер ющих разность фаз двух сигна-, лов, и в частности, в фазовых радио ,геодезических и радионавигационных системах.The invention relates to radio measurements and is intended for use in devices that measure the phase difference between two signals, and, in particular, in phase radio, geodesic and radio navigation systems.

Известен цифровой фазометр дл измерени мгновенного значени сдвига фаз, содержащий формирователи управл ющих импульсов из входных сигналов, электронные Ключи, генера тор образцовой частоты, реверсивный счетчик импульсов, блок управлени , триггер, схему совпадени , делитель частоты на ЗбО, регистрирующий цифровой сметчик импульсов. Работа цифрового фазометра основана на измерении промежутка времени между соседними переходами через нуль, двух исследуемы напр жений в пределах одного периода, сдвиг фаз между которыми должен быть измерен с последующим умножением этого промежутка в 360 раз 1 ,A digital phase meter is known for measuring the instantaneous phase shift value, containing control pulse drivers from input signals, Electronic Keys, reference frequency generator, reversible pulse counter, control unit, trigger, coincidence circuit, frequency divider for BBS recording a digital pulse calculator. The operation of a digital phase meter is based on measuring the time interval between adjacent zero crossings, the two voltages under investigation are within one period, the phase shift between which should be measured followed by multiplying this gap 360 times 1,

Недостатком схемы вл етс большое врем измерени , составл ющее ЗбО периодов исследуемого напр же ни , невозможность измерени полных углов.The drawback of the circuit is the large measurement time, which makes up the bcb of the periods of the test, the impossibility of measuring the full angles.

Известентакже цифровой фазометр, содержащий формирователи импульсеKnown as well a digital phase meter containing pulse shapers

,д длительностью, равной рассто нию между моментами одновременного перехода через нуль опорного и измер емого сигналов, генератор счетных импульсов , счетчик-делитель, который даf5 ет показани значений разности фаз в некоторой системе едициц, ключи, триггер и последовательно соединенные два реверсивных счетчика 2, Недостатком известного устрой20 ства вл етс большое врем измерени ,, d duration equal to the distance between the moments of simultaneous zero crossing of the reference and measured signals, the generator of counting pulses, a counter-divider that gives indications of phase difference values in a certain system of units, keys, a trigger and two reversible counters 2 connected in series, A disadvantage of the known device is a large measurement time,

Цель изобретени - создание быстродействующего след щего фазометра , позвол ющего осуществл ть еле98 жение за измер емой разностью фаз по кратчайшему пути с возможностью измерени целых фазовых циклов. Поставленна цель достигаетс тем что в известный фазометр, содержащий входные формирователи, генератор счетных импульсов, пе|эвый ключ, последовательно соединенный со сметчиком, второй ключ, подключенный одним из входов к триггеру, и дёа последовательно соединенных реверсивных счетчика, введены третий, четвертый, п тый и шестой ключи, дешифратор , третий реверсивный счетчик , установочный вход которого через п тый ключ подключен к информационному выходу счетчика и к входу дешифратора, а импульсные входы к выходам второго и шестого ключей и к импульсным входам первого реверсивного счетчика, информационный выход которого соединен с установочным входом счетчика; второй триггер, выход которого подсоединен к одному из входов шестого ключа, вторые вхо ды второго и шестого ключей подключе ны к генератору счетчика импульсов, св занному также со счетным входом счетчика, а входы первого и второго триггеров подключены к выходу третье го реверсивного счетчика, а также К выходам третьего и п того ключей соответственно , при этом первые входы третьего, четвертого и шестого ключей соединены с выходом второго вход ного формировател , вторые входы тре тьего и четвертого ключей - с выходами дешифратора, а второй вход первого ключа - с выходом первого входного формировател . На чертеже представлена структурна схема цифрового след щего фазометра . Цифровой след щий фазометр содержит первый и второй входные формиров тели 1 и 2, генератор 3 счетных импульсов, счетчик k, ключи , дешифратор 11, триггеры 12 и 13, первый , второй и третий реверсивные сметчики . Цифровой след щий фазометр работает следующим образом. При наличии входных, подлежащих измерению, сигналов импульс формировател 1 открывает ключ 5, устанавлива в счетчике значени К реверсивного счетчика l, после чего счет чик k подсчитывает количество импуль coi г генератора 3, соответствующее 4 дополнению до раз ности фаз. На врем формировани импульса формирователе 2 в счетчике записано значение . Дешифратор 16 в зависимости от состо ни п счетчика 4 формирует разрешающий потенциал на входе ключа 7 при значени х ,5 N либо на входе ключа 8 при значени х ,5 N. Импульс формировател 2 открывает ключ 7 или Ключ 8 и ключ 9. В реверсивном счетчике 16 устанавливаетс знамение п, одновременно импульс с ключа 7 либо с ключа 8 открывает триггеры 12 или 13, разреша поступление импульсов генератора 3 через ключ 6 ИЛИ ключ 10 на соответствующие входы реверсивного счетчика 16 и реверсивного счетчика 1 до тех пор, пока состо ние реверсивного счетчика 1б не примет нулевые значени . Импульс, соответствующий нулевому состо нию реверсивного счетчика 1б, переключает триггеры .12 и 13. запретив таким образом дальнейшее поступление импульсов генератора 3 через ключи 6 или 10 на соответствующие входы реверсивных счетчиков 1 и 16, Таким образом, за каждый измер емый период значени К реверсивного 1k измен ютс в сторону счетчика уменьшени разбаланса, свод к нулю разбаланс между истинным значением разности фаз и показанием реверсивного счетчика U, В случае, если значение разности фаз соответствует значению К реверсивного счетчика 1k на врем прихода импульса формировател 2, значение п счетчика и в реверсивном счетчике 16 установитс нулевое состо ние, запрещающее поступление импульсов через ключи 6 и 10 на соответствующие входы реверсивных счетчиков 1 и 16, Рассмотрим логику переключени к/ очей 6 и 10, Предлоложим, что значение К реверсивного счетчика I больше нежели значени измер емой разности фаз, .тогда значение К+гсчетчика k на врем прихода импульса формировател 2 равно п, где п Ю,5 N, Дешифратор 11 формирует потенциал, отпирающий ключ 7, который пропускает импульс формировател 2, отрывающий триггер 12, который, в свою очередь, отпирает ключ 6, разреша поступление импульсов генератора 3 на вычитающий вход реверсивных счетчиков 16 и 1 до тех пор, пока состо ние реверсивного счетчика 16 не примет нулевых 5 1значений. Количество импульсов генератора 3 поступивших на суммирующие входы реверсивных счетчиков 1б и Н соответствует величине разбаланса ме ду предшествующим состо нием К ревер сивного счетчика I и истинным значе нием разности фаз. Таким образом,, предложенное устройство обеспечивает слежение за изм р емой разностью фаз и за врем одного периода позвол ет свести к нулю величину разбаланса между отсчетом ;К истинным значени м разности фаз .Слежение за измер емой разностью фаз ведетс по наикратчайшему пути. Предположим, истинное значение ра ности -фаз, а находитс в пределах О . а 0,25, дополнение до разности фаз 0,, значение К реверси ного счетчика I наход тс в предела 0,75t тогда значение k+r счетчика Л на врем прихода импульсов формирова тел 2 равно п, где n:jO,5 N. Дешифратор 11 при значени х счетчика п 0,5 N формирует потенциал, отпирающий ключ 8, который пропускает импульс формировател 2, отпирающий триггерно-к;точевую схему , пропускающую импульсы генератора 3 на суммирующий вход реверсивных счетЧиков 1& и 1, Значени реверсивного счетчика k увеличиваютс до значени разности фаз и при переходе чере НвО .формируетс импульс переполнени , регистрируемый реверсивным счет чиком 15.. Если истинное значение разности фаз а находитс в пределах 0, дополнение до разности фаз следовательно ,25, значение реверсивного счетчика }Ц К находитс .в Пр делах О К 0,25 N, тогда значение К-г счетчика k на врем прихода импульса формировател 2 равно п, где ,5 N. Дешифратор 11 при значени х счетчика k ,5 N-формирует потенциал , отпирающий ключ 7t который пропускает импульс формировател 2, отпирающий триггерно-ключеаую схему 12-6, пропускающую импульсы генератора 3 на вычитающие входы реверсивных счетчиков 1б и Il. Значение реверсивного счетчика 14 уменьшаетс до значени разности фаз и при переходе через формируетс импульс переполнени , регистрируемый реверсивным счетчиком 15. 0 Таким образом, предложенное схемное решение цифрового след щего фазометра обеспечивает высокое быстродействие и осуществл ет сложение за.измен ющейс разностью фаз по наикратчайшему пути, ПОЗВОЛЯЯ: подсчитать полные углы (целые фазовые циклы). формула изобретени Цифровой след щий фазометр, содержащий входные формирователи, генератор счетных импульсов, первый ключ, последовательно соединенные со счетчикомi второй ключ, подключенный одним из входов к триггеру, и два последовательно соединенных реверсивных счетчика, отличающийс |Тем, что, с целью повышени быстродвй стви слежени за измер емой разностью фаз, он снабжен третьим, четвертым , п тым и шестым ключами, дешифратором , третьим реверсивным счетчиком, установочный вход которого через п тый ключ подключен к информационному выходу счетчика и k входу дешифратора, а импульсные входы - к выходам второго и шестого ключей и кимпульснык Г входам первого реверсивного счетчика, информационный выход которого соединен с установочным входом счетчика, снабжен также вторым триггером, выход которого подсоединен к одному из входов шестого ключа, причем вторые входы второго и шестого ключей подключены к генератору счетных импульсов, св занному также со счетным входом счетчика, а входы первого и второго триггеров подключены к выходу третьего реверсивного счетчика, а также к выходам третьего и п того ключей соответственно , при° этом первые входы третьего, четвертого и п того ключей соединены с выходом второго входного формировател вторые входы третьего и четвертого ключей - с выходами дешифратора , а второй вход первого ключа - с выходом первого входного формировател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе ТТ Авторское свидетельство СССР 270065, кл. G 01 R 25/00, 1967. 2, Авторское свидетельство СССР57б5 7 , кл. G 01 R 25/00, 1976 (прототип). The purpose of the invention is the creation of a fast following phase meter, which allows performing a measurement of the measured phase difference along the shortest path with the possibility of measuring entire phase cycles. The goal is achieved by the fact that a second key connected in series with an estimator, a second key connected by one of the inputs to the trigger, and a series of reversing meters connected in series are entered into a known phase meter containing input drivers, a counting pulse generator, and the fifth and sixth keys, the decoder, the third reversible counter, the installation input of which is connected via the fifth key to the information output of the counter and to the input of the decoder, and the pulse inputs to the outputs of the second and sixth cells and to the pulse inputs of the first reversible counter, the information output of which is connected to the installation input of the counter; the second trigger, the output of which is connected to one of the inputs of the sixth key, the second inputs of the second and sixth keys are connected to a pulse counter generator, also connected to the counter input of the counter, and the inputs of the first and second triggers are connected to the output of the third reversing counter, and also To the outputs of the third and fifth keys, respectively, with the first inputs of the third, fourth and sixth keys connected to the output of the second input driver, the second inputs of the third and fourth keys - to the outputs of the decoder, and the second a first key input - with the output of the first input shaper. The drawing shows a block diagram of a digital servo phase meter. The digital following phase meter contains first and second input shapers 1 and 2, a generator of 3 counting pulses, a counter k, keys, a decoder 11, triggers 12 and 13, and the first, second and third reverse sweepers. The digital phase meter operates as follows. If there are input signals to be measured, the pulse of the driver 1 opens the key 5, sets the counter value K of the reversible counter l, after which the counter k counts the number of pulses coi g of generator 3 corresponding to 4 additions to the phase difference. At the time of formation of the pulse shaper 2, a value is recorded in the counter. The decoder 16, depending on the state n of the counter 4, forms the resolving potential at the input of the key 7 at values of 5 N or at the input of the key 8 at values of 5 N. A pulse of driver 2 opens the key 7 or Key 8 and the key 9. In the reverse counter 16 is set to n, simultaneously a pulse from key 7 or from key 8 opens triggers 12 or 13, allowing receipt of generator 3 pulses through key 6 OR key 10 to the corresponding inputs of the reversing counter 16 and reversing counter 1 until the reversing state counter 1b not approx m zero values. The impulse corresponding to the zero state of the reversible counter 1b switches the triggers .12 and 13. Thus, further generation of the pulses from the generator 3 through keys 6 or 10 is prohibited to the corresponding inputs of the reversing counters 1 and 16. Thus, for each measured period, the K reverse value 1k change towards the imbalance reduction counter, reducing to zero the imbalance between the true value of the phase difference and the indication of the reversible counter U, In case the value of the phase difference corresponds to the value K of the reversal midrange The sensor 1k at the time of arrival of the pulse generator 2, the value n of the counter and in the reversible counter 16 is set to zero, prohibiting the arrival of pulses through the keys 6 and 10 to the corresponding inputs of the reversing counters 1 and 16. Consider the switching logic to / 6 and 10, We suggest that the value K of the reversible counter I is greater than the value of the measured phase difference, then the value of K + g of the counter k at the time of arrival of the pulse of generator 2 is n, where n S, 5 N, Decoder 11 forms a potential that unlocks the key 7, which passes and The impulse generator 2, which opens the trigger 12, which, in turn, unlocks key 6, allowing the pulse 3 of the generator to enter the subtracting input of the reversible counters 16 and 1 until the state of the reversible counter 16 accepts zero 5 1 values. The number of generator pulses 3 received on the summing inputs of the reversible counters 1b and H corresponds to the amount of imbalance between the previous state K of the reversing counter I and the true value of the phase difference. Thus, the proposed device provides tracking of the measured phase difference and during one period allows the amount of imbalance between readings to be reduced to zero; To the true values of the phase difference. The tracking of the measured phase difference is the shortest path. Suppose the true value of the π phase is, and is within O. and 0.25, the complement to the phase difference 0 ,, the value of K for the reversing counter I is in the limit 0.75t, then the value k + r of the counter L for the arrival time of the pulses of the forming body 2 is n, where n: jO, 5 N. The decoder 11 at a counter value of 0.5 N generates a potential unlocking key 8, which transmits a pulse of the mapper 2, unlocking the trigger-k; a precision circuit that transmits the pulses of the generator 3 to the summing input of the reversible counters 1 & and 1, the values of the reversible counter k increase to the value of the phase difference and when passing over the HVO. an overflow pulse is formed, recorded by the reversible counter 15. If the true value of the phase difference a is within 0, the complement to the phase difference is therefore 25, the value of the reverse of the counter} TS K is. in the cases O K 0.25 N, then the value of K-g of the counter k at the time of arrival of the pulse of the former 2 is n, where, 5 N. The decoder 11 with the values of the counter k, 5 N-forms the potential unlocking key 7t which transmits a pulse f The actuator 2, which unlocks the trigger-key circuit 12-6, transmits the pulses of the generator 3 to the subtractive inputs of the reversible counters 1b and Il. The value of the reversible counter 14 is reduced to the value of the phase difference and when passing through an overflow pulse, recorded by the reversing counter 15. 0 Thus, the proposed digital solution of the digital following phase meter provides high speed and adds the changing phase difference along the shortest path, LETTERING: calculate the total angles (whole phase cycles). DETAILED DESCRIPTION A digital following phase meter comprising input drivers, a counting pulse generator, a first switch connected in series with a counter, a second switch connected by one of the inputs to a trigger, and two series-connected reversing meters differing in the fact that tracking the measured phase difference, it is equipped with the third, fourth, fifth and sixth keys, the decoder, the third reversible counter, the setup input of which is connected via the fifth key to the information The output of the counter and the k input of the decoder, and the pulse inputs to the outputs of the second and sixth keys and the impulse G inputs of the first reversible counter, whose information output is connected to the installation input of the counter, is also provided with a second trigger, the output of which is connected to one of the inputs of the sixth key, moreover, the second inputs of the second and sixth keys are connected to the generator of counting pulses, also connected with the counting input of the counter, and the inputs of the first and second triggers are connected to the output of the third reversible counter a, as well as to the outputs of the third and fifth keys, respectively, in which the first inputs of the third, fourth and fifth keys are connected to the output of the second input shaper, the second inputs of the third and fourth keys - to the outputs of the decoder, and the second input of the first key - to the output first input shaper. Sources of information taken into account in the examination of the TT USSR Author's Certificate 270065, cl. G 01 R 25/00, 1967. 2, USSR Copyright Certificate57b5 7, cl. G 01 R 25/00, 1976 (prototype).

Claims

The formula of the invention of which period allows to reduce to zero the value of the imbalance between the readout, to the true values of the phase difference.

Tracking the measured phase difference <is carried out along the shortest path.

I

Suppose that the true value of the -phase difference, a is within 0 x a K 0.25, the addition to a phase difference of 0.75 <1-a <1, the K value of the reverse counter 14 are within 0.75 "then the k + r value of counter 4 for the arrival time of the pulses of the shaper 2 is n, where n ^ 0.5 N. The decoder 11, with the values of the counter n>> 0.5 N, generates a potential unlocking key 8, which passes the pulse of the shaper 2, unlocking trigger-key circuit 13-10, transmitting the pulses of the generator 3 to the summing input of the reversible counters 16 and 14, the values of the reverse count cell 14 increase to the value of the phase difference and when passing through N = 0, an overflow pulse is generated, recorded by the reverse counter 15.

If the true value and the phase difference is within the range 0.75 <a <1, _'40 addition to the phase difference consequently Tel'nykh ⁴ 0 <1-a <0.25, the value of K down counter 14 is in the range 0 <K <0 , 25 N, then the value of K-g of counter 4 at the time of arrival of the pulse of the shaper 2 is equal to n, where n <0.5 N. The decoder 11, with the values of the counter 4 η <0.5 Ν · forms a potential, unlocking key 7 ”which passes the pulse of the shaper 2, unlocking the trigger-key circuit 12-6, passing the pulses of the generator 3 to the subtracting inputs of the reversible counters 1b and 14. The value of the reverse th counter 14 decreases to a value of the phase difference and on passing through the N = 0 Overflow pulse is generated, recorded down counter 15.

A digital tracking phasometer containing input shapers, a counter of pulse counters, a first key connected in series with a counter, a second key connected by one of the inputs to a trigger, and two serially connected reverse counters, characterized in that, in order to increase the tracking speed of the measured difference phases, it is equipped with a third, fourth, fifth and sixth keys, a decoder, a third reversible counter, the installation input of which through the fifth key is connected to the information output of the counter and to the decoder input, and the pulse inputs to the outputs of the second and sixth keys and to the pulse inputs of the first reversible counter, the information output of which is connected to the installation input of the counter, is also equipped with a second trigger, the output of which is connected to one of the inputs of the sixth key, the second the inputs of the second and sixth keys are connected to the counter pulse generator, also connected to the counter input of the counter, and the inputs of the first and second triggers are connected to the output of the third reversible counter, as well as to the outputs of the third and on the fifth key, respectively, the first inputs of the third, fourth and fifth keys are connected to the output of the second input shaper ^ second inputs of the third and fourth keys - the outputs of the decoder and a second input of the first key again ca - a first input the output driver.