Цифровой фазометр с постоянным измерительным временем Советский патент 1985 года по МПК G01R25/08 

. Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для повьтшения точности цифровых фазометров при измерениях в широком диапазоне частот. Известен цифровой фазометр с пос тоянным измерительным временем, который содержит преобразователь фазо вого сдвига во временные интервалы два элемента совпадения, счетчик импульсов, управляемый по частота генератор импульсов, делитель частоты, триггер, блок управления Л Недостаток известного устройства проявляется в возрастании погрешнос ти измерения в случаях кратности частот входного сигнала и сигнала задающего генератора импульсов. Наиболее близким к предлагаемому является фазомер с постоянным измерительным временем, содержащий два формирователя, триггер с раздельным запуском, два элемента совпадения, задающий генератор, времязадающий делитель и счетное устройс во 2. Недостатком данного устройства является возрастание погрешности квантования в случае кратности частот входного сигнала и квантующей импульсной последовательности, что проявляется в виде значительной нестабильности показаний фазометра для отдельных значений частоты вход ного сигнала в области верхних частот рабочего диапазона. Целью настоящего изобретения является исключение погрешности измерения из-за кратности частот сигнала задающего генератора и вход ного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр с постоянным измерительньм временем, содержащий два формирователя, триггер с раздельным запуском, первый и второй элементы совпадения, время задающий делитель, задающий генератор, счетчик, причем выходы формиро вателей соединены соответственнно с входами раздельного запуска триггера, выход триггера соединен с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора и входом времязадающего делителя, выход которого соединен с входом второго элемента совпадения, второй 82 вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, а счетный вход счетчика соединен с выходом второго элемента совпадения, введены запоминающий блок, блок сравнения кодов, реверсивный счетчик, триггер, блок синхронизации, причем вьгходы счетчика соединены с блоком сравнения непосредственно и через запоминающий блок, вход управления которого подсоединен к одному выходу блока синхронизации, вход которого соединен с выходом .времязадающего делителя, а другие выходы подключены соответственно к входу управления счетчика и счетному входу реверсивного счетчика, вход управления которого соединен с выходом блока сравнения кодов, выход реверсивного счетчика подключен через триггер к входу управления задающего генератора. На чертеже приведена блок-схема цифрового фазометра с постоянным измерительным временем. Фазометр включает формирователи 1 и 2 коротких.импульсов,триггер 3 с раздельным запуском, элементы 4 и 5 совпадения, задающий генератор 6, времязадающий делитель 7 частоты, счетчик 8, блок 9 сравнения кодов, запоминающий блок 10, реверсивный счетчик 115 счетный триггер 12 и блок 13 синхронизации. Выходы формирователей 1 и 2 соединены с входами триггера 3 с раздельным запуском, выход которого соединен с одним из входов элемента 4 совпадения, выход которого соединен с одним из входов второго элемента 5 совпадения. Вь1ход перестраиваемого по частоте задаю- , щего генератора 6 соединен с вторым входом элемента 4 совпадения и с входом времязадающего делителя 7, выход которого соединен с вторым входой второго элемента 5 совпадения, выход которого, в свою очередь, соединен со счетным входом счетчика 8. Выходы счетчика 8 соединены с входами блока 9 сравнения кодов непосредственно и через запоминающий блок 10. Выход блока 9 сравнения кодов соединен с входом управления реверсивного счетчика 11. Выход последнего соединен с входом счетного триггера 12, выходом соединенного с входом управления частотой задающего генератора 6. Вход 3 блока 13 синхронизации соединен с выходом времязадающего делителя 7, а г.оответствующие выходы - с входами управления запоминающего блока и счетчика 8, а также со счетным входом реверсивного счетчика 11. Фазометр работает следующим образом. С выходов формирователей 1 и 2 короткие импульсы, соответствующие моментам перехода входных сигнашов через нулевое значение, поступают на входы триггера 3 с раздельным запуском. В результате на выходе последнего формируются импульсы, длительность которых пропорциональна величине измеряемого фазового сдвига. Эти импульсы поступают на первый элемент 4 совпадения, где заполняются импульсами высокой частоты, поступающими с задающего гене ратора 6. Одновременно импульсная последовательность с выхода задающего генератора 6 поступает на вход времязадающего делителя 7, на выходе которого формируются импульсы длительностью, равной измерительном времени фазометра. Эти импульсы, во первых, отпираю,т второй элемент 5 совпадения, в результате чего на вход счетчика 8 с выхода элемента 4 совпадения начинает поступать импул сная последовательность,несущая информацию об измеряемом фазовом сдви ге, во-вторых, подаются на блок 13 синхронизации, который в паузе между циклами измерения вырабатывает серию из трех коротких импульсов. Первый импульс подается на счетный вход реверсивного счетчика 11, второй осуществляет запись информации Б запоминающий блок 10 и третий, появляющийся непосредственно перед началом очередного цикла измерения, осуществляет сброс счетчика 8, Так как входы запоминающего блок 10 соединены с выходами счетчика Ву после окончания каждого цикла измерения в запоминающем блоке 10 хранится двоичный код результата предыдущего цикла, и блок 9 сравнения кодов сравнивает этот код с двоичным кодом на выходах счетчика 8. В случае кратности частот входного 55 тью

сигнала и сигнала задающего генератора имеет место значительная нестабильность показаний фазометра, и

ния из-за кратности частот сигнала задающего генератора и входного сигнала. В результате обеспечивает28следовательно, сравниваемые коды существенно отличаются. При этом на выходе блока 9 сравнения кодов появляется сигнал, переключающий реверсивный счетчик 11 в режим суммирования. Поскольку броски показаний фазометра от цикла к циклу повторяются, реверсивный счетчик 11 суммирует импульсы, поступающие из блока 13 синхронизации. При переполнении реверсивного счетчика 11 переключается счетный триггер 12, каждому из двух состояний которого соответствует определенное значение частоты задающегогенератора 6. После переключения счетного триггера 12 частота задающего генератора 6 принимает новое значение, при котором нарушается кратность ее отношения к частоте входного сигнала, и, следовательно, устраняется возникающая из-за этой кратности погрешность фазометра. Если же кратности частот нет, то показания фазометра стабильны, и отличие двоичных кодов результатов измерения в последовательных циклах не превьш1ает допустимой величины. При этом на реверсивный счетчик 11 поступает сигнал, переключакнций его в режим вычитания, и в каком бы состоянии реверсивный счетчик 11 ни находился, после некоторого числа циклов он обязательно установится в нулевое состояние, в котором и останется, так как работа реверсивного счетчика 11 в режиме вычитания при этом исключаетсяПри случайной нестабильности показаний, возникающей в течение ограниченного числа циклов измерения, реверсивный счетчик 11 не достигает переполнения и обязательно возвращается в нулевое состояние. В этом случае.изменения частоты задающего генератора 6 не происходит. Таким образом, исключается случайный возврат к кратности частот входнрго сигнала и сигнала задающего генератора 6. В предлагаемом фазометре полносисключается погрешность измере511675286

ся высокая точность измерения, в рас- вплоть до частот, равных частоте ширенном рабочем диапазоне частот задающего генератора.

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ПОСТОЯННЫМ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВРЕМЕНЕМ содержащий два формирователя, триггер с раздельным запуском, первый и второй элементы совпадения,времязадающий делитель,задающий генератор счетчик причем выходы формирователей соединены соответственно с входами раздельного запуска триггера,выход триггера соединен с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора и входом времязадающего делителя, выход которого соединен с входом второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, а счетный вход счетчика соединен с выходом второго элемента совпадения, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности за счет исключения погрешности измерения из-за кратности частот сигнала задающего генератора и входного сигнала, в него введены запоминающий блок, блок сравнения кодов, реверсивньй счетчик, триггер, блок синхронизации, причем выхода счетчика соединены с блоком сравнения непосредственно и через запоминающий блок, вход управления которого подсоединен к одному выходу блока синхрони(Л зации, вход которого соединен с выходом вpeмязa тaющeгo делителя, а другие выходы подключены соответственно к входу управления счетчика и счетному входу реверсивного счетчика, вход управления которого соединен с выходом блока сравнения кодов, выход реверсивного счетчика, подключен 4ерез триггер к входу уп05 равления задающего генератора. ел ю 00