Дискретный фазометр с характеристикой пилообразного вида Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к радиоизмерительным системам и может быть использовано при оценке фазы сигнала, скорости и производной скорости ее изменения при измерении дальности цифровыми методами.

.Известно применение дискретных фазометров в системах фильтрации с фазовой автоподстройкой частоты ij.

При отклонениях частоты входного сигнала от опорного могут возникнуть скачки фазы на 2-/С (такие скачки появляются в моменты времени, когда фaзa(-t) пересекает снизу вверх уровни 2упП:, где m О, 1, 2, ... ,)ко торые существенно ухудшают качество работы следящих систем.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения фазового сдвига сигналов, содержащее генератор калибровочных импульсов, первый вентиль, счетчик, первый триггер, первый элемент И, второй вентиль, второй триггер, третий вентиль, шину опорных сигналов, шину измеряемого сигнала, шину начала измерения, шину конца измерения 2.

Однако для этого устройства характерно появление в выходном сигнале скачков ни 21Г, связанных с наличием разностной частоты О. и наличием шума в радиотехнической системе.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности за сЧет уменьшения количества перескоков фазы на 2Т,

Поставленная цель достигается тем, что в дискретный фазометр с характеристикой пилообра зного вида, содержащий генератор кешибровочных импульсов, первый вентиль, счетчик, первый триггер, первый элемент И, второй вентиль, второй триггер, третий вентиль, первый сумматор, шину опорного сигнала, шину входного сигнала, шину начала измерения, к которой подключен первый вход второго триггера, второй вход которого подключен к шине конца измерения, при этом генератор калибровочных импульсов соединен через первый вентиль со счетным входом счетчика, выход которого подсоединен к первому элементу И, второй вход которого подключен к шине входного сигнала через второй вентиль, второй вход которого подключен к первому выходу второго триггера, первый выход второго триггера соединен с вторым входом третьего вентиля, первый вход которого подключен к шине опорного сигнала, выход третьего вентиля подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго вентиля, выход первого триггера соединен с вторым входом первого вентиля, введены третий триггер второй элемент И, пять сумматоров.

два мультиплексора и три регистра памяти, причем вход первого регистра подключен к выходу первого элемента И, выход которого подключен через второй элемент И к входу второго регистра и первому входу третьего регистра, к второму входу второго элег мента И подключен первый выход третьего триггера, первый вход которого подключен к шине начала измерения, а второй вход которого подключен к выходу второго вентиля, первый выход первого регистра подключен к второму входу второго регистра, второй выход первого регистра подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу второго регистра, выход первого сумматора подключен к входу второго сумматора, входу третьего сумматора и первому входу четвертого сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего регистра, выход четвертого сумматора через пятый сумматор подключен к первому входу первого мультиплексора, второй вход которого подключен к выходу четвертого сумматора, выход второго сумматора подключен к третьему, входу первого мультиплексора, выход которого подключен к первому входу второго мультиплексора, второй вход которого подключен к выходу шестого сумматора, вход которого подключен к выходу четвертого сумматора, выход третьего сумматора подключен к третьему входу второго мультиплексора, выход которого подключен к второму входу третьего регистра.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 калибровочных импульсов, первый вентиль 2, счетчик 3, первый триггер 4, первый элемент 5 И, шину 6 конца измерения, второй вентиль 7, шину 8 начала измерения, второй триггер 9, третий вентиль 10, шину 11 опорного сигнала, шину 12 входного сигнала, третий триггер 13, второй элемент 14 И - первый регистр 15 памяти, второй регистр 16 памяти, третий регистр 17 памяти (выходной), первый 18, второй 19, третий 20, че- вертый 21, пятый 22 и шестой 23 сумматоры, первый 24 и второй 25 мультиплексоры. I Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вентили 2, 7 и 10 закрыты.

Импульс Начало работы устанавливает в 1 триггер 9. Первый импульс на шине 11 опорных сигналов, лрошедший через вентиль 10, перебрасывает в единичное состояние триггер 4, в результате- чего калибровочные импульсы через вентиль 2 поступают на вход

счетчика 3, а вентиль 7 пропускает импульсы измеряемого сигнала на шине 12 на входы элемента 5 И и на вторые входы триггеров 4 и 13. Отсчеты фазы, равные показаниям счетчика 3 на момент появления импульса на выходе вентиля 7, записываются в регистр 15. Первый отсчет фазы, выделяемый элементом И 14, записывается в регистры 16 и 17. Триггер 13 вырабатывает на первом выходе 1 с приходом сигнала Начало работы по шине 8, открывает элемент И 14 и пропускает первый фазовый отсчет через элемент И 14; При поступлении-второг и последующих отсчетов фазы их запись в регистр 15 осуществляется задним фронтом импульса с выхода вентиля 7, передним фронтсил этого импульса со;с1ержание регистра 15 переписывается в регистр 16. Регистры 15 и 16 подключены к входам первого сумматора 18, на. входе которого образуется разность кодов регистров 15 и 16. Выход первого суютатора подключен к входу второго сумматора

19,на выходе которого образуется код суммы входного кода плюй -JT Выход первого сумматора 18 подключен также ко входу третьего сумматора

20,на выходе которого образуется код суммы входнод-о сигнала минус Выход первого сумматора подключен также к второму входу четвертого. сумматора 21, первый вход которого подключен к выходу третьего регистра 17. На выходе четвертого сумматора 21 образуется код суммы входных кодов, Выход четвертого сумматора подсоединен к входу пятого сумматора 22, на выходе которого образуется код суммы входного кода плюс 2Т. Выход четвертого сумматора подсоединен также к входу шестого сумматора

23, яа выходе которого образуется код сумкы входного кода минус 2Х Выход четвертого сумматора подключен также к второму входу первого мультиплексора ,24, первый вход которого соединен с выходом пятого cywwaTOpa 22. Третий вход первого мультиплексора 24 подсоединен к выходу второго сумматора 19. Если на выходе второго сумматора образуется код со знаком минус, то первый мультиплексор 24 пропускает на выход выходной код пятого сумматора 22, Если на выходе второго сумматора 19 образовался код со знаком плюс, то первый мульти|Плексор 24 пропускает на выход выходной код четвертого сумматора 21. Выход первого мультиплексора 24 соединен с первым входом второго мультиплексора 25, второй вход которого подсоединен к выходу шестого сумматора 23. Выход третьего сумматора 20 соединен с третьим входом второго мультиплексора 25. Если на выходе третьего сумматора 20 образовался код со знаком минус, то второй мультиплексор 25 пропускает на выход выходной код первого мультиплексора 24 Если на Еыходе третьего сумматора 20 образовался код со знаком плюс, то второй мультиплексор 25 пропускает на выход код шестого сумматора 23. Выход второго мультиплексора 25 подсоединен к выходному регистру 17. Выходной код, полученный на выходе второго мультиплексора 25 записывается в выходной регистр 17. С приходом очередного опорного сигнала работа устройства повторяется. С приходом сигнала Конец измерения на шине 6 триггер 9 изменяет свое состояние, вентиль 7 и вентиль 10 перекрывают поступление в устройство входных и опорных сигналов.

Работа данного устройства соответствует алгоритму, в котором предполагается, что приращение фазового угла между отсчеталш происходит по кратчайшей дуге, а признаком скачка функции является истинность неравенства - приращение фазового угла между отсчетами более К .

Периодичность отсчетов сигнала на выходе фазометра (период поступления опорного сигнала ) определяется характеристикой фазометра и полосой пропускания сигнала, приведенной к выходу фазсялетра и полосой пропускания сигнала,приведенной к выходу фазсяиетра. При пилообразной характеристике фазометра и условии изменения фазы между отсчетами по кратчайшей дуге обычно выбирают период отсчетов так, чтобы приращение фазы не превьааало 1 , иначе цифровые отсчеты Представляют, фазовый сигнал в искаженней виде, что и учтено алгоритмом .

Применение предлагаемого устройства сокращает количество скачкообразных изменений отсчетов фазового сигнала, что упрощает обработку отсчетов и увеличивает точность оценки параметров сигнала. Положительный эффект достигается при

М,-7М ,

где W а - емкость выходного регистра

17,М - емкость кода счетчика 3, соответствукияего 21Г рад фазового сигнала.

ДИСКРЕТНЫЙ ФАЗОМЕТР С ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ПИЖЮБРАЗНОГО ВИДА,содержащий генератор калибровочных импульсов, первый вентиль, счетчик, первый триггер, первый элемент И, второй вентиль, второй триггер, третий вентиль, первый сумматор, шину опорного сигнала, шину входного сигнала, шину начала иэмерення, к которой подключен первый вход второго триггера, второй вход которого подключен к шине конца измерения, при этом генератор калибровочных импульсов соединен через первый вентиль со счетным входом счетчика, выход которого подсоединен к первому.элементу И, второй вход которого подключен к шине входного сигнала через второй вентиль, второй вход которого подключен к первому выходу второго триггера, первый выход второго триггера соединен с вторым входом, третьего вентиля, первый вход которого подключен к шине, опорного сигнала, выход третьего вентиля подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого соединён с выходом второго вентиля, выход первого триггера соединен с вторим входом первого вентиля, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности за счет уменьшения количества перескоков фазы на 21, в него, введены третий триггер, второй эле:мент И, пять сумматоров, два мультиплексора и три регистра памяти, причем вход первого регистра подключен к выходу первого элемента И, выход которого подключен через второй элемент И к входу второго регистра и первому входу третьего регистра, к второму входу второго элемента И подключен первый выход третьего триггера , первый вход которого подключен к шине начала измерения, а второй вход которого подключен к выходу второго вентиля, первый выход перво- д го регистра подключен к второму входу® второго регистра, второй выход первого регистра подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу втдрого регистра, выход первого сумматора подключен к входу второго сумматора, ,входу третьего сумматора и первому входу четвертого сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего регистра, выход четвертого суьалатора через пятый сумматор подключен к первому входу первого мультиплексора, второй вход которого под-1 ключей к .выходу четвертого сумматора, выход второго сумматора подключен к третьему входу первого мультиплексора, выход которого подключен к первому входу второго мультиплексора, второй вход которого подключен к вы ходу шестого сумматора, вход которого подключен к выходу четвертого сумматора, выход третьего cyN-jviaTopa подключен к третьему входу второго мультиплексора, выход которого подключен к второму входу третьего регистра.