Измеритель разности фаз Советский патент 1986 года по МПК G01R25/08 

1

Изобретение относится к радиоиэме рительной технике и может быть использовано в технике систем автоматического регулирования и контроля.

Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей устройства.

Цель достигается за счет введения в устройство блоков, позволяющих регистрировать изменения фазы электрического сигнала в различных масшта бах времени, а также хранить записанную информацию.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого измерителя на фиг. 2 - временные диаграммы работы измерителя.

Устройство содержит формирователь 1 фазовых сдвигов, элементы И 2, 3. и 4, первый формирователь 5 импульсов, триггер 6, первый и второй бло- ки 7 и 8 приоритета, второй формирователь 9 импульсов, второй триггер 10, реверсивный счетчик 11, блок 12 начальных установок, адресный счетчик 13, запоминающее устройство (ЗУ) 14, генератор 15 тактовой частоты, блок t6 набора команд, блок .17 регистрации. На вход формировате- ля 1 фазовых сдвигов подается опорный сигнал, а его выходы соединены с первыми входами элементов 2, 3 и 4 И, на вторые входы которых через первьй формирователь 5 импульсов лодан входной сигнал. Входы элементов 2, 4 И соединены с входами первого триггера 6, выход которого соединен с первым входом первого блока 7 приоритета и с первым входом второго блока 8 приоритета, а также через второй формирователь 9 импульсов - с первым входом второго триггера 10, второй вход которого соединен с выходом элемента 3 И, а выход - с первым входом первого блока 7 приоритета и с вторым входом второго блока 8 приоритета, причем выход первого блока 7 приоритета соединен с суммирующим, а выход второго блока 8 приоритета - с вычитаю- .щим входами реверсивного счетчика 11

Выход блока 12 начальных установок соединен с входами установки нуля реверсивного 11 и адресного 13 счетчиков. Выходы реверсивного счетчика 11 соединены с входами ЗУ 14, а выходы адресного счетчика 13 - с адресными входами ЗУ 14. Выход генератора 15 тактовой частоты соединен .с адресным счетчиком 13. Выходы бло

j

s

0 5 д

5

5

0

5

0

12«

ка 16 набора команд соединены с управляющими входами ЗУ 14, а выходы ЗУ - с входами блока 17 регистрации.

Запоминающий измеритель разности фаз работает следующим .образом.

Входной фазомодулированный сигнал подается на формирователь 5 импульсов,- где ограничивается и преобразуется в короткие импульсы, которые поступают на вторые входы элементов 2-4 И. Опорная частота следования импульсов, которая выбирается в зависимости от требуемой точности измерений по формуле F riop F,, где П - любое целое число, поступает на формироват ель 1 фазовых сдвигов. Последний из одного опорного сигнала формирует три, которые по трем шинам поступают на первые входы элементов 2-4 И. Причем фазовый сдвиг между двумя смежными опорными сигналами равен 120 . Сдвиг фазы между крайними опорными сигналами равен 240, а суммарная длительность их должна быть больше длительности импульсов, поступающих с формирователя 5 импульсов.

Если фаза измеряемого сигнала из-. меняется, например получает положительные приращения, то при совпадении импульсов измеряемого и опорного сигналов на выходах элементов 2-4 И появляются пачки импульсов,

при этом частота следования импуль- сов внутри пачек равна .

На входы триггера 6 поступают пачки импульсов с элементов 2-4 И, а на выходе триггера 6 формируются импульсы, передний и задний фронты которых совпадают с началом пачек.

Появление первой пачки импульсов на первом входе триггера 6 приводит в рабочее состояние триггеры 6 и 10 и является началом работы всего устройства. На фазовое приращение в пределах одного периода опорного сигнала детектор не реагирует, а число импульсов на выходе триггера 6 равно числу пройденных фазовых дискретов. На выходе триггера 6 импульсы формируются только в том случае, если на первый вход поступает сначала пачка импульсов с элемента 2 И, а затем на второй вход - пачка импульсов с элемента 4 И. Однако импульсы на выходе триггера 6 не несут информации о знаке фазового сдвига. Чтобы определить знак, импульсы с выхода триггера 6 поступают на фор3

мирователь 9 коротких импульсов. Импульсы с формирователя 9 запускают триггер 10, на второй вход которого поступают пачки импульсов с элемента 3 И и приводят триггер в исходное состояние,

. Импульсы с выхода триггера 10 поступают на первый и второй входы блоков 7 и 8 приоритета, а на второй и первый входы блоков 7 и 8 приоритета поступают импульсы с выхода триггера 6. На выходе блока 7 приоритета импульсы появляются лишь в том случае, если импульсы на выходе триггера 10 кончаются раньше импульсов на выходе триггера 6, а это возможно лишь при положительном фазовом сдвиге. На выходе блока 8 приоритета в этом случае импульсов нет. При отрицательном фазовом сдвиге схема работает аналогичным образом, но порядок следования пачек импульсов меняется. В этом случае на выход блока 7 приоритета импульсы отсутствуют и присутствуют на выходе блока 8 приоритета.

При изменении фазы регистрируемого сигнала (фиг. 2я) на выходах блока 7 и 8 приоритета появляются импульсы (фиг. 26,2 )„ Причем на выходе первого блока 7 приоритета появляются импульсы только при положительном наклоне зависимости йЧ - f(t), участок 1-2, фиг. 26), а на выходе другого блока 8 приоритета импульсы появляются только при отрицательном наклоне (участок 2-3, фиг. 2г). Частота повторения импульсов зависит от крутизны зависимости f(t). С выхода блока 7 приоритета, соответствующего положительному наклону ЛЧ f(t), импульсы поступают на прямой вход реверсивного счетчика 11, а с выхода блока 8 приоритета, соответствующего отрицательному наклону, импульсы поступают на реверсивный вход счетчика 11. Таким образом, счетчик 11 постоянно отслеживает изменение фазы по числу импульсов, поступаюш;их на его входы.

При подключении схемы к источнику питания состояния реверсивного и адресного счетчиков 11 и 13 могут быть произвольными. Подготовку устройства к работе обеспечивает блок 12 начальных установок, которьй может быть выполнен в виде кнопочного переключателя. При подаче постоянно21612

го напряжения с блока начальных установок на счетчики происходит стирание информации в ник и одновременно запрещается счет. Началом ре5 гистрации изменения фазы является снятие запрета на счет, т.е. отсутствие напряжения на входе устанрвки нуля счетчиков (фиг. 2).

В режиме записи блоком 16 набора

0 команд, который может быть вьтолнен в виде набора h переключателей, на управляющем входе ЗУ 14 устанавливается цифровой код, соответствующий режиму записи. Б счетчике 13 адресов

J5 импульсы, поступающие с генератора 15 (фиг. 2д), формируют адресные коды с тактовой частотой генератора 15. Адресные коды последовательно всем ячейкам запоминающего устройстQ ва дают разрешение на запись. Таким образом в ячейки ЗУ 14 последовательно записьшается информация, счи ьшаемая со счетчика 11 через равные, заданные промежутки времени

5 (фиг. 2е). Прекращение записи осуществляется подачей постоянного напряжения с блока 12 начальных установок на входы установки нуля счетчиков. При этом прекращается счет, а

0

0

счетчики обнуляются. Записанная информация сохраняется в ЗУ 14.

В режиме считывания блоком 16 набора команд на управляющем входе ЗУ 14 устанавливается цифровой код, соответствующий режиму считывания. Аналогично записи, команда на считы-- вание подается блоком 12 начальных установок (фиг. 2а). При этом считывание происходит с тактовой частотой, удобной для считьшания (фиг.25,б) При считывании информация из ЗУ 14 поступает на блок регистрации 17, например на цифровой самописец, который по точкам воспроизводит зарегистрированное измерителем изменение

фазы (фиг. 2г),

Для вторичной регистрации процессов необходимо блоком 16 набора команд установить соответствующий код на управляющем входе ЗУ 14 и обну лить счетчик блока 12 начальных установок.

Формулаизобретения

5 Измеритель разности фаз, содержа- ш;ий. формирователь фазовых сдвигов, вход которого подключен к опорному входу измерителя, а выход - к первым

входам элементов И, вторые входы которых . подключены к выходу первого формирователя импульсов, а вход последнего подключен к сигнальному входу измерителя, при этом выходы первого и третьего элементов И подключены к входам первого триггера, выход которого соединен с первым входом первого блока приоритета и с первым входом второго блока приоритета, а также через второй формирователь импульсов - с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход - к второму входу первого блока приоритета и второму входу второго блока приоритета причем выход первого блока приоритета соединен с суммирующим, а выход второго блока приоритета - с вычитающим входами реверсивного счетчика, а на вход установки нуля ревер/)

сивного счетчика подключен блок начальных установок, блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью расширения , функциональных возможностей, в него введены адресный счетчик, запоминающее устройство, генератор тактовой частоты, блок набора команд, причем выход

блока начальных установок соединен с входом установки нуля адресного счетчика, выходы реверсивного счет- чика соединены с входами запоминающего устройства, а выходы адресного

счетчика соединены с адресными входами запоминающего устройства, выход генератора тактовой частоты соединен с адресным счетчиком, выходы блока набора команд соединены с управняющими входами запоминающего устройства, выходы которого соединены с входами блока регистрации .

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в технике систем автоматического регулирования и контроля. Цель изобретения - расширение Ви.опор Вк.сигн. функциональных возможностей устройства. Устройство содержит формирователь 1 фазовых сдвигов, элементы 2, 3 и 4 И, формирователи 5 и 9 импульсов, триггеры 6 и 10, блоки 7 и 8 приоритета, счетчик 11, блок t2 начальных установок, адресный счетчик 13, запоминающее устройство 14, генератор 15 тактовой частоты, блок 16 набора команд и блок 17 регистрации. Введение в устройство блоков, позволяющих регистрировать изменения фазы электрического сигнала в различных масштабах времени и хранить записанную информацию, позволило достичь указанную вьше цель. 2 ил. (Л ND to О) ю и-г. /

iiiiriiiimiiiiMiii

1JJ.

I П I I П I I III М I I I I I

/7

Фиг. 2.

Составитель В.Шубин Редактор Т.Митейко Техред Н.Бонкало Корректор л.Пилипенко

Заказ 1609/52 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4