Цифровой автокомпенсационный фазометр Советский патент 1984 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к фазоизмерительной технике. Известен компенсационный фазомет с использованием образцовых фазовра щателей ииндикаторов .нулевого фазо вого сдвига, содержащий входные бло ки, смесители, гетеродин Q системой фазовой автоподстройки частоты, фил ры нижних частот 11. Однако данный фазометр характери зуется необходимостью применения фазових детекторов, выполняющих опе рацию перемножения двух аналоговых входных сигналов, в качестве индикатора нулевого фазового сдвига, причем точность выполнения этой операции вносит основной вклад в погрешность измерений, и составляет величи ну 1O...5«, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой автокомпенсационный фазометр, содержащий два идентичных канала, .состоящ,их из последовательно соединенных входных формирователей и индикаторов нулевого фазового сдвига, выходы которых соединены с реверсивными счетчиками. Выходы реверсивных счетчиков подключены к счетчикам (пересчетным блокам), выходы которых, в свою очередь, подключены к опорным входам индикаторо нулевого фазового сдвига, а входы подсоединены к генератору импульсов Отсчетный блок присоединен к выхода разрядов одного из счетчиков через регистр памяти 2. Недостатком известного фазометра является зависимость его динамической погрешности от помехоустойчивое ти,причем, чем меньше динамическая погрешность,тем ниже помехоустойчив вость и наоборот. Цель изобретения - повышение точ ности измерения быстроизменяющихся фазовых сдвигов при наличии помех. . Поставленная цель достигается тем, что в цифровой автокомпенсационный фазометр, содержащий генерато импульсов, к выходу которого чен счетчик, отсчетныЯ блок, два канала, каждый из которых содержит индикатор нулевого фазового сдвига и соединенный с его выходом реверси ный счетчик, введены селективный цифровой фазовращатель, син гронный фильтр, сумматор, причем первый вхо устройства соединен с входом синхро ного фильтра, выход которого подклю чен к сигнальному входу индикатора нулевого .фазового сдвига первого канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен с одним из выходов счетчика, а .его вы ходы разрядов подключены к одним из входов сумматора, вторые входы кото рого соединены с выходами разрядов счетчика, второй вход устройства соединен с входом селективного цифрового фазовращателя, вы.ход которого подключен k .сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига второго кан-ала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен с одним из выходов счетчика, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к управляющим входам селективного цифрового фазовращателя и отсчетному блоку, а выход сумматора подсоединен к опорным входам индикаторов нулевого фазового сдвига обоих каналов. На чертеже изображена структурная схема цифрового автокомпенсационного фазометра. , Устройство содержит синхронный фильтр 1, индикатор 2 нулевого фазового сдвига, реверсивный счетчик 3, счетчик 4, генератор 5 импульсов, сумматор б, селективный цифровой фазовращатель 7, индикатор 8 нулевого фазового сдвига, реверсивный счетчик 9, отсчетный блок 10. Вход первого канала подключен к синхронному фильтру 1, выход которого соединен с индикатором 2 нулевозго фазового сдвига, а выход последнего подключен к управляющему входу реверсивного счетчика 3, тактовый вход которого присоединен к одному из выходов счетчика 4, тактовый вход счетчика 4 подключен к генератору 5 импульсов. Выходы разрядов реверсивного счетчика 3 и счетчика 4 соединены с соответствующими входами сумматора 6, Вход второго канала подключен к селективному цифровому фазовращателю 7, выход которого со единен с индикатором 8 нулевого фазового сдвига, а выход последнего соединен с управляющим входом реверсивного счетчика 9,тактовый вход которого соединен с одним из выходов счетчика 4. Выходы разрядов реверсивного счетчика 9 подключены к одноименным управляющим входам селективного цифрового фазовращателя 7 и входам отсчетного блока 10. Устройство работает следующим образом.. . Один из двух входных сигналов,разность фаз между которыми измеряется, поступает на вход первого канала синхронный фильтр, осущ.ествляющий фильтрацию сигнала без внесения фазового сдвига. Выходной сигнал синхронного фильтра i подается на вход индикатора 2 нулевого фазового сдвига, на опорный вход которого поступает прямоугольное колебание компенг сирующего сигнала с выхода сумматора б. На одни входы сумматора 6 подается текущий код со счетчика 4, а на другие - код с выходов реверсивного счетчика 3. На тактовый вход счетчика 4 поступает сигнал с выхода гене3108ратора 5 импульсов, а на тактовый вход реверсивного счетчика 3 - импульсы с одного из выходов счетчика 4. Сигнал ошибки компенсации с выхода индикатора 2 нулевого фазового сдвига подается на вход управления счетом реверсивного счетчика 3. В зависимосрги от знака ошибки происходит увеличение или уменьшение числа в.реверсивном счетчике 3. Код числа реверсивного счетчика 3 суммируется с текущим кодом счетчика 4 в сумматоре 6, изменяя тем самым фазу выходного прямоугольного колебания . компенсирующего сигнала. Таким образом/ в первом канале будет устававливаться квазиравновесное состояние, среднее положение которого соответствует точке равновесия. Аналогичным образом устанавливается равновесие во втором канале. Второй входной сигнал фазометра поступает на вход селективного цифрового фазовращателя 7, который наряду с фильтрацией входного сигнала осуществляет заданное изменение начальной фазы последнего. Выходной сигнал селективного цифрового. фазовращателя 7 подается на вход индикатора 8 нулевого фазового сдвига, на опорный вход которого поступает прямоугольное колебание с выхо,яа сумматора б, являющееся компенсирующим в первом канале фазометра. Сигнал ошибки компенсации фазы во втором канале, вырабатываемый индикатором 8 нулевого фазового сдвига, .подается с его выхода на вход управления счетом реверсивного. счетчика.9, на тактовый вход которого поступают импульсы с одного из . выходов счетчика 4. В зависимости 7 от знака ошибки компенсации фазы во втором канале происходит увеличение или уменьшение числа в реверсивном счетчике 9. Код числа этого счетчика поступает с выходов его разрядов на соответствующие разряды входов управления селективного цифрового фазовращателя 7 и входы отсчетного блока 10. При изменении кода на управляюадих входах селективного цифрового фазовращателя 7 происходит изменение вносимого им фазового сдвига.между входным и выходным сигналами до наступления квазиравновесного состояния, равновесная точка которого соответствует кемпенсадии фазового сдвига между измеряемыми сигналами, Таким образом, выходной код реверсивного счетчика 9 соответствует измеряемой разности фаз, в результате измерений индицируется отсчетным блоком 10. в предлагаемом устройстве помехоустойчивость обеспечивается селективными свойствами синхронного фильтра и селективного фазовращателя, АЧХ которых может быть согласована со спектром сигналов.и, следовательно, осуществлена оптимальная фильтрация, Дающая предельно достижимое улучшение отношения сигнал/помеха. В то же время работа фазометра в квазиуравновешенномсостоянии значительно (на несколько порядков) увеличивает скорость компенсации, а следовательно, в равной степени снижает дикамическую погрешность измерения, что позволяет с высокой точностью измерять фазовые сдвиги быстропротекающих процессов.

ЦИФРОВОЙ АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫЙ- ФАЗОМЕТР, содержащий генератор импульсов, к выходу которого подключен счетчик, отсчетный блок, два канала, каждый из которых содержит индикатор нулевого фазового сдвига и соединенный с его выходом реверсивный счетчик, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения быстроиэ1Меняющихся фазовых сдвигов при наличии помех, в него введены селективный цифровой фазовращатель, СИНХРОННЫЙ фильтр. сумматор, причем первый вход устройства соединен с входом синхронного фильтра, выход которого подключен к сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига первого канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен с одним из выходов счетчика, а его выходы разрядов подключены к одним из входов сумматора, вторые входы которого соединены с выходами разрядов счетчика, второй вход устройства соединен с входом селективного цифрового фазовращателя, выход которого подключен к сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига второго канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен (Л с одним из выходов счетчика, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к управляющим входам селективного цифрового фазовращателя и отсчетному блоку, а выход сумматора подсоединен к опорным входам индикаторов нулевого фазового сдвига обоих каналов. 00 NU О5 со 5«