Широкополосный цифровой фазометр Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится k радиоизмерительной технике и может быть использовйно для повышения точности измерения разности фаз цифровыми фазометрами в широком диапазоне частот.

Известен цифровой фазометр с преобразованием фазовый сдвиг - интервал времени - код, содержащий формирующие устройства в каждом из каналов, триггер, схемы совпадений, генератор квантующих импульсов, врёмязадающую схему и счетчик импульсовр

Недостаток таких фазометров - значительное возрастание погрешности измерения на низких частотах из-за некратности времени измерения периоду входного сигнала.

Известен также цифровой фазометр, содержащий два формирователя, выходыкоторых соединены с триггером, выход которого через два элемента совпадения соединен со счетчиком, второй вход первого элемента совпадения через формирователь, фазовращатель, блок управления скоростью вращения фазовращателя и делитель соединен со схемой фазовой автоподстройки частоты, состоящей из генератора, фазового детектора, фильтра низкой частоты и схемы поиска, второй вход второго элемента совпадений через триггер, блок автомати| и и делитель связан с фазовращателем и генератором, причем второй вход фазового детектора через фильтр, полосовой усилитель и генератор гармоник соединен с одним из входов фазометра 2

Недостатком этого фазометра являетсй ограничение диапазона измерения, вызванное сложностью перестройки задающего генератора в широком диапазоне частот.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство,содержащее два формирователя, выходы которых соединены с управляемым триггером, соединенным через два элемента совпадений со счетчиком, задающий генератор, который через последовательно соединенные фазовращатель и третий формирователь подключен к второму входу первого элемента совпадения и непосредственно - к входу времязадающего делителя, первый выход времязадающего делителя через блок управления фазовращателем подключен

К другому входу фазовращателя и через последовательно соединенные блок автоматики и триггер - к второму входу ВТОРОГО элемента совпадения, и импульсно-фазовый детектор введены коммутатор, формирователь гармоник и блок управления коммутатором, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, ( коммутируемые входы которого подключены к первому, второму, третьрму и четвертому выходам аремязадающего делителя, а выход коммутатора соединен через формирователь гармоник с одним из входов импульсно-фазового детектора,-другой вход которого соединен с одним из- входов фазометра, а выход - с управляющим входом задающего генератора, причем входы блока управления коммутатором соединены соответственно с выходами второго ; формирователя и времязадающего делителя.

На чертеже представлена блок-схема фазометра.

Широкополосный цифровой фазометр состоит из формирователей 1 и 2, управляемого триггера 3, элементов 4 и 5 совпадения, счетчика 6, импульсно-фазового детектора 7 формирователя 8 гармоник, коммутатора 9, блока 10 управления коммутатором, времязадающего делителя 11, рбразованого делителями 18-21 частоты, задающего генератора 12, фазовращателя

13,третьего формирователя 14, блока 15 управления фазовращателем, блока 16 автоматики и триггера 17.

Устройство работает -следующимобразом.

Измеряемые колебания поступают на %ходы формирователей 1-й 2, на выходе которых формируются остроконечные импульсы, соответствующие переходам через нуль исследуемых напряжений, по которым триггер 3 формирует прямоугольные импульсы с частотой повторения, равной частоте входного сигнала, и длительностью, равной измеряемой разности фаз. Прямоугольные импульсы поступают на элемент Ц совпадени-я, на второй вход которого поступают квантующие импульсы от задающего генератора 12 че.рез фазовращатель 13 и формирователь

14,Пачки квантующих импульсов с количеством импульсов в пачке, пропорциональным измеряемой разности фаз, поступают на второй элемент 5

310

совпадений, который открывается на время измерения, формируемое триггером 17 блоком 1б автоматики и вре.мязадающим делителем 11, состоящим ,из последовательно включенных делите лей 18-21 частоты, на входы которого поступает сигнал задающего генератора 12. Время измерения определяется как

1- rrt- .П f

мэм KB

где t., - период импульсов задающего

Ко-

генератора 12;

. п - коэффициент деления делителя 18 частоты;

k - коэффициент деления каждого из делителей 19-21 частоты

Непрерывное и равномерное вращение фазы напряжения задающего генератора, обеспечивается фазовращателем 13 и блоком 15 управления фазовращателем, на вход которого поступают Импульсы времени измерения с выхода времязадающего делителя 11,

Для исключения погрешности некратности времени измерения, периода входного сигнала и работь в режиме оптимального квантования необходимо обеспечить целочислоенное соотношение между периодом входного сигнала, периодом задающего генератора и временем измерения. Это обеспечивается системой импульснофазовой автоподстройки частоты задающего генератора 12, которая состоит из импульсно-фазового детектора 7, формирователя 8 гармоник, коммутатора 9 и блока 10 управления коммутатором. Входной сигнал поступает на вход фазового детектора 7, на второй вход которого поступает сигнал в виде остроконечных импульсов с выхода формирователя 8 гармоник. На вход формирователя 8 гармоник поступает сигнал с выхода коммутато93604

ра Э на входы которого поступайт сигналы с делителя 18 частоты ,

4 М..- J Ко

С делителя 19 частоты fue/nk, с делителя 20 частоты , с делителя 5 21 частоты . На выход коммутатора 9 проходит один из этих сигналов в зависимости от управляющего кода, выданного блоком 10 управления коммутатором, на входы которого поступают сигналы входной частоты с выхода формирователя 2 и импульсы времени измерения с выхода времязадающего делителя 11. В зависимости от соотношения входной частоты и чз

15 стоты импульсов времени измерения на выходе блока 10 управления коммутатором устанавливается тот или иной управляющий код m

m

20

п k3 t

ке

- k на выходе коммутатора 9 существует сигнал с выхода делителя 21 частоты, при - выгходе коммутатора 9 существует сигнал

с выхода делителя 20 частоты, при

- k . на выходе коммутатора

9 существует сигнал с выхода делителя 19 частоты, при - k на

выходе коммутатора существует сигнал с выхода делителя 18 частоты.

Таким образом, обеспечивается оптимальный режим работы системы импульсно-фазовой автопоДстройки, при котором диапазон перестройки частоты задающего генератора уменьшается за счет предварительного изменения частоты задающего генератора, поступающего на вход импульсно-фазового детектора, времязадающим делителем, причем коэффициент деления -определяется по соотношению времени измерения и периода входного сигнала, что позволяет расширить частотный диапазон входных сигналов фазометра.

ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий два формирователя , выходы которых соединены с управляемым триггером, соединенным через два элемента совпадений со счетчиком, задающий генератор, который через последовательно соединенные фазовращатель и третий формирователь подключен к второму входу первого элемента совпадения и непосредственно - к входу времязадающего делителя, первый выход времязадающего делителя через блок управления фазовращателем подключен к другому входу Фазовращателя и через последовательно соединенные блок автомат1|ки и триггер подключен к второму входу второго элемента совпадения, и импульсно-фазовой детектор, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в негр дополнительно введены коммутатор, формирователь гармоник и блок управления коммутатором, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, коммутируемые входы которого подключены к первому, второму, третьему и четвертому выходам времязадающего делителя, а выход коммутатора соединен через формирователь гармоник с одним из входов импульсно-фазового депектора, другой вход которого соединен с одним из входов фазометра, а выход с управляющим входом задающего генератора, причем входы блока управления коммутатором соединены соответственно с выходами второго формиро00 Од вателя и времязадающего делителя.