Преобразователь фазового сдвига во временной интервал Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении фазовых сдвигов в аналоговых и цифровых фазометрах. Целью изобретения является расширение рабочего диапазона частот. На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства

Преобразователь фазового сдвига но времнной интервал содержит пер вьм триггер 1, второй триггер 2, первый формирователь 3 коротких импульсов, второй формирователь 4 коротких импульсов, выход первого формирователя коротких и пyльcoв подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с выодом второго формирователя коротких импульсов и со счетным входом второго триггера, источник 5 рпорного напряжения, первый интегратор 6, второй интегратор 7, первый ключ 8, второй ключ 9, третий ключ 10 инвертор 11, детектор 12 нуля, ополнительный триггер 3, причем выход источника опорного напряжения, подключен к потенциальным вхоам первого и второго ключей, управяющие входы которых соединены соответственно с выходом первого триггера и с прямым выходом второго триггера,, инверсньш выход которого подключен к первым входам третьего ключа и дополнительного триггера, выход первого ключа Через первый интегратор и детектор нуля соединен с вторым входом дополнительного триггера, выход которого является Выходом устройства, выход второго ключа через второй инте ратсф и инвертор подключен к второму входу

третьего ключа, выход которого сея зан с входом первого интегратора, 1 -триггер 14, вход С которого соединен с выходом второго формирователя коротких импульсов, вход Вч через инвертор 5 - с выходом дополнительного триггера, вход D - с входом дополнительного триггера и входом первого элемента И 16, выход которого соединен с входами обнуления интеграторов, входами второго элемента И 17 и источника опорного напряжения, второй вход которого соединен с выходом второго элемента

И, второй вход которого соединен через третий формирователь 18 импульсов с входами R, первого и второго

5

10

15

20

396272

триггеров, выходом D триггера и вторым входом первого элемента И, входные сигналы поступают на входы первого :и второго формирователей коротких И1 1пульсов, а выходной - с выхода дополнительного триггера.

В момент времени t о триггеры 1 , 2,, 13 и 14 находятся в нулевом состоянии (фиг . 2 с и б). В момент времени t по переходу нарастающего напряжения Ua (фиг , 2 б ) через нуль формирователь 4 вырабатывает короткий импульс (фиг,2з,, который переводит триггер 14 в единичное состояние (фиг.2). По переднему фронту перепада напряжения на, выходе триггера 14 формирователь 18 вырабатьшает импульс (фиг,2и), проходящий через элемент И 17 на вход источника 5 опорного напряжения. По этому импульсу на выходе источника 5 появляется максимально Bo;iMoxHoe для применяемой элементной базы напряжение и затем начинает убывать (фиг.2к|. На интеграторы 6 25 и 7 поступают сигналы обнуления. В момент времени t3 по приходу следующего импульса с выхода формирователя 4, триггеры 1 и 2 (фиг.2 е , } переходят в единичное состояние, напряжение на выходе источника 5 напряжения останавливается на том уровне, на каком оно было в момент времени t з .

Таким образом, на выходе источника 5 напряжения появляется напряже- ниеНо, обратно пропорциональное периоду входных сигналов. Сигналы обнуления с интеграторов 6 и 7 снимаются , а ключи 8 и 9 подключают их к выходу источника 5 опорного напряжения . Производится операция интегрирования напряжения Uo (фиг. 2л ,м )

В момент времени .ц по переходу через ноль возрастающего первого сиг-. нала (фиг.2с1.)на выходе первого формирователя 3 появляется импульс, который переводит триггер 1 в нулевое состояние. На интеграторе 6 запоминается напряжение t

3

35

40

45

50 Uoti-

где и - постоянная времени интегратора 6.

В момент времени t 5 по переходу через ноль возрастающего второго сиг- 35 нала (фиг., на выходе второго формирователя 4 появляется импульс, переводящий триггеры 2 и 14 в нулевое состояние, триггер 13 при этом переводится в единичное состояние (фиг.25). Сигнал с выхода триггера I3 поступает на вход начальной установки триггера 14, блокируя устройство таким образом, чтобы режим его работы- не изменился до окончания сигнала на выходе триггера 13. В то же самое время ключ 9 отключает интегратор 7 от источников 5 опор- кого напряжения и на выходе этого интегратора запоминается напряжение

и Uon-|-; .

где Т - период входного сигнала;

постоянная времени интегратора 7,

Одновременно ключ 10 подключает выходное напряжение интегратора 7 через инвертор 11 на вход интегратора 6. При этом производится интегрирование интегратором 6 выходного напряжения интегратора 7,взятого с обратным знаком. Напряжение на выхо .де интегратора 6 начинает линейно убьшать и в момент времени t: - перехода его через нуль, детектор 12 нул вырабатьшает сигнал, переводящий тригер 13 в нулевое состояние. Схема подготовлена к следующему запуску.

Длительность импульса на выходе триггера 13 можно определить по формуле ,

где К - коэффициент пропорциональности, не зависящий от периода сигналов.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет производить преобразование фазового сдвига во временной интервал независимо от перио2396274

да входных сигналов. Причем рабочт диапазон частот входных сигналов-в предлагаемом устройстве более чем на порядок шире, чем в известном за счет того, что опорное напряжение обратно пропорционально периоду входных сигналов..

Кроме того, предлагаемьй преобразователь в отличие от известно- го,может работать в автоматическом режимеj многократно производя преоб- разовайие фазового сдвига входных сигналов во временной интервал.

Формула изобретения

Преобразователь фазового сдвига во временной интервал по авт. св.№ 678666,0 тличающий с я

тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот, в него введены D-триггер, третий формирователь импульсов, инвертор, первый и второй элементы И, при этом вход

С введенного В-триггера соединен с выходом второго формирователя, вход f через введенный инвертор - с выходом дополнительного триггера, вход D - с первым входом дополнительного триггера и входом первого элемента И, выход которого соединен с входами обнуления интеграторов,первыми входами второго элемента И и источника опорного напряжения, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен через третий формирователь импульсов с входами fi. первого и второго триггеров, выходом

D Триггера и вторым входом первого элемента И..

а

5 ё

г

8 е.

3

и к м

Устройство относится к измерительной технике, может быть исполь зовано при измерении фазовых сдвигов в аналоговых и цифровых фазометрах. Целью изобретения является расширение рабочего диапазона частот. Известное устройство содержит триггеры 1 и 2, формирователи коротких импуль.- сов 3 и 4, источник 5 опорного напряжения, интеграторы 6 и 7, ключи 8, 9 и 10, инвертор 1, детектор 12 нуля, дополнительньй триггер 13. С целью расширения рабочего диапазона частот введены J)-триггер 14, инвертор 15, элементы И 6 и 17. Устройство позволяет пронзводить преобразование фазового сдвига во временной интервал независимо от периода входных сигналов. Рабочий диапазон частот входных сигналов в предлагаемом устройстве более чем на порядок шире, чем у известного за -счет того, что опорное напряжение обратно пропорционально периоду входных сигналов. Преобразователь может работать в ав- томат гческом режрсме, многократно .производя преобразование фазового сдвига входных сигналов во временной интервал.2 ил. с i9 (Л (ч

Составитель В.Шубин Редактор Л.Гратилло Техред М.Ходанич Корректор Г.Решетник

Заказ 3391/45 Тираж 728 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие ,г .Ужгород,, ул,Проектная , 4