Преобразователь фазового сдвига во временной интервал Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

2. Преобразователь по п. I, отличающийся тем, что синхронизатор содержит элемент совпадений, два триггера, два формирователя задержанных импульсов, причем .выход элемента совпадений соединен с установочньом входом первого триггера, выход первого триггера соединен с входом первого формирователя задержанных импульсов, первый выход, второго триггера соединен с входом второго формирователя задержанных

импульсов, а второй выход (инверсный) второго триггера - с первым входом элемента совпадений, а входы триггеров соединены с выходами генератора коммутационных импульсов, выход первого формирователя - с вторым входом элемента совпадений, а второго формирователя - с установочным входом второго триггера, а выходы формирователей задержанных импульсов - с входами установки счетчиков-делителей.

1, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛ ПО.авт. св. № 655986, от л и ч а ff ю щ и и с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности при наличии флуктуации фазы входных сигналов, счетчики-делители выполнены с пересчетом на пять, а сам преобразоваI т.ел;ь снабжен синхронизатором, причем входы синхронизатора соединены с двумя формирователями импульсов и генератором коммутационных импульсов, а два выхода - с входами уста новки счетчиков-делителей в исходное состояние. f Q 43 (Л с СП О 4

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к фазо метрии, и может быть использовано для точного измерения фазовых сдвигов при наличии фазовых шумов. Поосновному авт, св. № 655986 известен преобразователь фазового сдвига во временной интервал, содер жащий генератор коммутационных импу сов, выход которого соединен с входом переключателя, второй вход которого соединен с первой входной клеммой и первым усилителем-ограничителем, а третий вход - с второй входной клеммой преобразователя, а выход - с входом второго усилителяограничителя, выход первЬго усилите ля-ограничителя через последователь но соединенные формирователь, счетчик-делитель и триггер соединены с первыми входами первого и второго элементом И, выходы которых соедине ны с входами элемента ИЛИ, причем выход последнего соединен с выходной клеммой преобразователя, вторые входы первого и второго элементов И через последовательно соединенные второй триггер, третий и четвертый элементы И, второй счётчик делитель и второй формирователь соединены с .выходом второго усилителя-ограничителя, при этом вход сброса второго счетчика-делителя соединен с выходо первого счетчика- делителя, вторые входы третьего и четвертого элемеН тов И соединены соответственно с первым и вторым выходами первого триггера l , Недостатком этого устройства является возможность сбоев в случае изменения фазовых .сдвигов в области 0°, 180°, при флуктуации фазы. Целью изобретения является повышение, помехозащищенности при наличии флуктуации фазы входных сигналов. ,с этой целью в преобразователе фазового сдвига во временной интервал, содержащий генератор коммутационных импульсов, выход которого соединен с входом переключателя, второй вход которого соединен с первой входной клеммой и первым усилителемограничителем, а третий вход - с в/горой входной клеммой преобразователя, а выход - с входом второго усилителя-ограничителя, выход первого усилителя-ограничителя через последовательно соединенные формирователь, счетчик-делитель и триггер соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, причем выход последнего соединен с выходной клеммой преобразователя, вторые входы первого и второго элементов И через последовательно соединенные второй триггер, тре.тий и четвертый элементы И, второй счетчик-делитель и второй формирователь соединены с выходом второго усилителя-ограничителя, при этом вход сброса второго счетчика-делителя соединен с выходом первого счетчика-делителя, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами первого триггера, счетчики-делители выполнены с пересчетом на пять, а сам преобразователь снабжен синхронизатором, причем входы синхронизатора соединены с двумя формирователягуш импульсов и генератором коммутационных импульсов, а два выхода с входами установки в исходное состояние счетчиков-делителей. При этом синхронизатор содержит элемент совпадений, два триггера, два формирователя задержанных импульсов, причем выход элемента совпадений соединен с установочным входом первого триггера, выход первого триггера соединен с входом

первого формирователя задержанных импульсов, первый выход второго триггера соединен с входом второго формирователя задержанных импульсов, а второй (инверсный) выход второго триггера - с первым входом элемента совпадений, а входы триггеров соединены с выходом генератора коммутационных импульсов, выходы первого формирователя - с вторым входом элемента совпадений, а второго формирователя - с установочным входом второго триггера, а выходы формирователей задержанных импульсов - с входом установки счетчиков-делителей.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит переключатель 1, генератор 2 коммутационных импульсов, усилители-ограничители 3 и 4, формирователи 5 и 6 импульсов, с.четчики-дёлители 7 и 8, синхронизатор 9, включающий элемент .10 совпадений, триггер 11, формирователь 12 задержанных импульсов,, триггер 13, формирователь 14 задержанных импуль сов, а также элементы И 15 и 16, триггеры 17 и 18, элементы И 19 и 20 и элемент ИЛИ 21.

Выход переключателя 1 соединен с входом усилителя-ограничителя 3. Управление, переключателем 1 производит генератор 2 коммутационных, импульсов. .Выходы усилителей-ограничителей 3 и 4 соединены с входами формирователей 5 и 6 импульсов. С пер|вых выходов формирователей 5 и 6 импульсов на входы счетчиков-делителей 7 и 8 подаются импульсы, привязанные к положительным и отрицательным нуль-переходам исследуемых сигналов . Выход счетчика-делителя 8 соеди нен со счетным входом триггера 18. Первый выход триггера 18 соединен с первыми входами элементов и 15 и 19, а второй выход - с первыми входами элементов И 16 и 20. Выход счетчикаделителя 7 соединен с вторыми входами элементов И 15 и 16. Выходы элементов И 15.и 16 соединены с устан-овочными входами триггера 17. Первый выход триггера 17 соединен с вторым входом элемента И 19, а второй выход - с вторым входом элемента И 20. Выходы элементов И 19 и 20 соединены с входами логического элемента ИЛИ 2 Входы синхронизатора 9 соединены с вторыми выходами формирователей 5 и б. Запуск синхронизатора 9 производит генератор 2 коммутационных импульсов. Выходы синхронизатора 9 соединены с входами установки в исходно состояние счетчиков-делителей 7 и 8.

Выход элемента 10 совпадений соединен с установочным входом триггера 11, а его выход - с входом формиро ателя 12 задержанных импульсов. Первый выход триггера 13 соединен с входом формирователя 14 задержанных импульсов, а его второй (инверсный) выход - с входом элемента 10 совпадений.

Преобразователь работает следующим образом.

Счетчики-делители 7 и 8, пропуска каждый пятый импульс, формируют послдовательность коротких импульсов с частотой следования в два с половино раза ниже частоты исследуемых сигналов. На выходах триггеров 17 и 18 формируются сигналы, частота которых в пять раз меньше частоты исследуемых сигналов. Элементы И 19 и 20 формируют импульсы, длительность которых соответствует Фазовому сдвигу между .сигналами измерительного и опорного каналов. Выходные импульсы элементов И 19 и 20 объединяются элементом ИЛИ 21. В начале каждого полупериода коммутации счетчики-делители 7 и 8 устанавливаются в исходное состояние. При этом задается начальная расфазировка между выходными сигналами счетчиков-делителей 7 и 8, равная периоду исследуемых сигналов.

Кроме того, синхронизатор 9 работает следующим образом. Сигнал с выхода генератора 2 коммутационных импульсов, соответствующий началу полупериода коммутации, устанавливает триггеры 11 и 13 в единичное состояние. С второго выхода формирователя 6 импульсов импульс, соответствующий отрицательному нуль-переходу опорного сигнала, устанавливает триггер 13 в нулевое состояние. Отрицательный перепад напряжения на прямом выходе триггера 13 запускает Формирователь 14 задержанных импул.ьсов, который формирует импульс, устанавливающий счетчик-делитель 8 в исходное состояние. С второго выхода формирователя 5 импульсов импульс, соответствующий отрицательному нуль-переходу измеряемого сигнала , пройдя через элемент 10 совпадений, устанавливает триггер 11 в нулевое состояние. Отрицательный перепад напряжения на ррямом выходе триггера 11 запускает формирова- ,

тель 12 задержанных импульсов, кото рый формирует импульс, устанавливаю.щий в исходное состояние очетчик-делитёль 7. Управление элементом 10 совпадений производится триггером 13 С помощью этого триггера обеспечивается установка в исходное состояние счетчика-делителя 7 с задержкой (по крайней мере на полпериода исследуемых сигналов) по отношению к моменту коммутации входных сигка-. лов.

I Для исключения влияния коммутационных помех установочные входы триггера 17 подключены к выходам элементов И 15 и 16, с помощью которых триггер 17 по сигналам с выхо да счетчика-делителя 7 постоянно устанавливается в определенное состояние, зависящее от состояния триг гера 18 опорного канала. Кроме этог счетчики-делители 7 и 8 устанавливаются в исходное состояние с задер кой (по крайней мере на полпериода исследуемых сигналов) по отношению к моменту коммутации исследуемых сигналов. При выполнении счетчиков-делителей 7 и 8 с нечетным коэффициентом пересчета .триггеры 17 и 18 переключаются сигналами, привязанными по времени как к положи тел так и отрицательным нуль-переходам измеря мых сигналов, т.е. обеспечивается двухполупериодное преобразование. Основные преимущества предлагаемого преобразователя заключаются в том, что преобразователь защищен от сбоев при флуктуации на выбросах измеряемого фазового сдвига в пределах ±180°. В начале каждого полупериода коммутации входных сигналов синхронизатор производит начальную установку счетчиков-делителей таким образом, что начальйая расфазировка между их выходными сигналами равна периоду исследуемых напряжений. Поэтому в динамике (при наличии фазовыя флуктуации при любом среднем значе- НИИ измеряемого фазового сдвига длительность выходного импульса преобразователя не может быть меньше длительности полупериода измеряемых сигналов.