Цифровой измеритель сдвига фаз Советский патент 1985 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения сдвига фаз с повьпиенной помехоустойчивостью. Цель изобретения - повышение быстродействия. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - сигналы управления работой сумматора. Устройство содержит блок 1 формирования, состоящий из формирователей 2, 3 и логического блока 4, последовательно соединенные блок 5 совпадения, счетчик 6 импульсов, первый мультиплексор 7, сумматор 8, второй мультиплексор 9, регистры . 10J - , генератор 11 импульсов, реверсивный счетчик 12 и блок 13 уп равления, причем входы логического .блока 4 соединены с выходами формирователей 2 и 3, а выход - с блоком 5 совпадения, соединенным с генератором 11 импульсов, выход сумматора 8 соединен с входами регистров 10 - 10 памяти, выходы которых соединены с соответствующими входам мультиплексоров 7 и 9, выход мультиплексора 9 соединен с вторым вход сумматора 8, входы реверсивного сче чика 12 подключены к выходам блока 1формирования и блока 13 управления, а выход - к блоку 13 управлени блок 13 управления соединен входом: с блоком 1 формирования, а выходами со счетчиком 6 импульсов, мультипле сорами 7, 9 сумматором 8 и регистра ми 10,,- 10к памяти. Устройство работает следующим об разом. Измеряемый и опорный сигналы поступают на входы формирователей 2и 3 соответственно. Прямоуголь-ные ограниченные импульсы с выходов формирователей 2 и 3 подаются на логический блок 4, с выхода которого снимается последовательнос импульсов, логические единицы которой соответствуют интервалам (i(n) несовпадения полярностей входных -.т, импульсов длительностью 360 где q - фазовый сдвиг входных сигналов, которьй флуктуирует под воздействием помех, Т - период сиг лов. Блок 5 совпадения открывается импульсами с выхода логического бло ка 4 и пропускает на вход счетчика счетные импульсы с частотой 272 генератора 11 импульсов. Количество импульсов, поступивших на счетчик 6 за первый период сигнала, равh, 2iq,, Код числа П со счетчика 6 поступает через мультиплексор 7 на сумматор 8. Сумматор 8 выполняет суммирование за k тактов, формируемых блоком.13 управления, причем в первом такте сумматор 8 осуществляет сложение кода числа П( со счетчика 6 и кода числа из регистра 10 памяти, поступивщего через мультиплексор 9. Результат сложения записывается в регистр 1-0,/ памяти. Во втором такте складываются коды чисел, поступающих через мультиплексоры 7 и 9 соответственно из регистров и Ш2 памяти, а результат сложения записывается в регистр lOg памяти и т.д. В последнем k -м такте суммирования в зависимости от сигнала управления с (-t) , поступающего от блока 13 управления, к коду регистра 10(; памяти, поступающему через мультиплексор 9, прибавляется код регистра 10). памяти, а результат заносится в регистр 10 к памяти, либо из кода регистра 10 к памяти вычитается код регистра 10к«1 памяти. По окончании второго периода сигнала в счет- чике 6 фиксируется код числа О, + + I1j(n2 7а5 о который через мультиплексор 7 подается на сумматор 8, выполняющий суммирование кодов за k тактов, описанных выше. Общее количество импульсов, накопленньк в регистре 10 памяти за время измерения Tj, J равное m периодам входного сигнала (Ти,м ) определяется по формуле . и однозначно связано с усредненным значением измеряемого фазового сдвига: где r)j - количество импульсов в . . ; счетчике 6 за -и период сигнала; весовой коэффициент, величина которого определяется видом реализованной весовой функции, формируемой- блоком 13 управления. Получение заданной весовой функции осуществляется путем формирования сигналов управления oc(t), примеры которых приведены на. фиг. 2.

3

в простейшем случае для треугольной весовой функции необходимо сформиро- вать сигнал управления, изображенный на фиг. 2а, количество регистров памяти при этом равно k 1. Таким образом, до половины времени измерения Т из кодов регистра ; 10 памяти вычитаются коды, накопленные в счетчике 6, а результат записывается в регистр 10(; памяти, в течение второй половины времени измерения коды регистра памяти 10ц складываются с кодами счетчика 6. Для треугольной весовой функции, сформированной описанным образом, коэффициент Ц принимает значения:

174 mt-1 г Т1 I л - -5-- -2 41

-J Повышение помехоустойчивости предлагаемого измерителя сдвига фаз по отношению к сосредоточенным по спектру помехам достигается при использовании более сложных сигналов управления (например, фиг.2в) при этом одновременно увеличивается количество регистров памяти 10 ( (k 3). Для формирования сигналов управления ос (i) реверсивный счетчик 12 фиксирует количество периодов или- групп периодов входного сигнала (п в течение времени измерения Т,5)уд

675274.

путем подсчета импульсов, поступающих с формирователя 2 опорного сигнала. Например, для треугольной весовой функции реверсивный счетчик 12 до половины времени измерения, работает на сложение, а с половины времени измерения - на вычитание, чем обеспечивается симметричное формирование функции управления

10 «,(1)(фиг. 2а). Блоком 13 управления осуществляется сброс счетчика 6, управление работой мультиплексоров 7 и 9, |)егистров 10 - 10 памяти, реверсивного счетчика12, а также

f5 управление режимом суммирования сумматора 8.

Таким образом, в предлагаемом измерителе сдвига фаз весовая обработка информации осуществляется

0 путем многократного суммирования (mpoj ) измеряемой информации за k тактов. На суммирование информации затрачивается в 5-10 раз меньше времени, чем на операцию умножения,

5 процесс весового измерения в прототипе занимает в (5-10). m раз больше времени, чем в предлагаемом устройстве. Предлагаемый измерит ь сдвига, фаз обладает большим быстродействием

Q по сравнению с прототипом, точнее и проще в изготовлении.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СДВИГА ФАЗ, содержащий последовательно соединенные блок формирования, блок совпадения и счетчик импульсов, генератор импульсов, реверсивный счетчик, блок управления, сумматор, причем выход генератора импульсов соединен с блоком Совпадения, входы реверсивного счетчика соедиДг.; нены с выходами блока формирования и блока управления, вход блока управления соединен с выходом блока формирования, а выходы - с управляющими входами счетчика импульсов и сумматора, отличающийся тем, что, с целью новьшения быстро- . действия, в него введены два мультиплексора и k регистров; памяти, причем выход счетчика импульсов соединен с одним входом первого мультиплексора, выходы мультиплексоров соединены с входами сумматора, выход которого подключен к входам регистров памяти, выходы которых соединены с соответствующими входами первого и второго мультиплек(Л соров, выход k -го регистра памяти является выходом устройства, выход реверсивного счетчика соединен с .блоком управления, выходы которого, соединены с управляющими входами мультиплексоров и регистров памяти.