Фазометр Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при измерении средних значений разности фаз.

Цель изобретения.- повьшение помехоустойчивости.

. На фиг,1 изображена функциональная схема предлагаемого фазометра; на фиг,2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Фазометр содержит формирователи 1 и ,2, знакрнечувствительный логн-. ческий блок 3 выделения интервалов несовпадения полярностей, компаратор 4 скважности, блок 5 переключения, знакочувствительный логический блок 6 выделения интервалов несо зпаде- ния полчрностей, блок 7 усреднения с дифференциальными входами,,

Знаконечувствительный логический Злок 3 выделения интервалов несовпа ;ения полярностей содержит, например шементы И 8 и 9, входа которых яв- 1ЯЮТСЯ входами блока, а выходы сое- щпены с входами элемента ШШ 10. Сомпаратор 4 скважности содержит, например, фильтры 11 и 12 нижних частот (ФНЧ), выходы которых соеди- неньг с входами компаратора 13 напряжения. Знакочувствительный логичес кий блок 6 выделения интервалов несовпадения полярностей содержит, например , элемент ИЛИ 14 элемент И-НЕ 15, входы которых соеди:нены с входами блока, триггер 16, элементы И 17-20, входы которых.соединены с выходами элементов 14 и Л5 и триггера 16, а выходы - с элементами ШШ 21 и 22, Блок 7 усреднения с дифференциальными входами содержит, например, генератор 23 счетных импульсов , соединенный с входами элементов И 24-26 и входом времязадающего блока 27, элемент ИЛИ 28, входы которого соединены с выходами элементов 25 и 24, ,и реверсивный счетчик 2., входы которого соединены с элементами 27 и 28, входы которого соединены с выходами элементов 25 и 24 Входные сигналы поступают на формирователи 1 и 2, Прямые и инверсные выходы формирователей 1 и 2 соединены с входами знаконечувствительного логического блока 3 выделения интервалов несовпадения полярностей, выходы которого соединены с входами компаратора 4 скважности, выход которого соединен с управляющий входом

42846

блока

10

15

5 переключения, входы которого соеди:нены соответственно с прямым и инверсным выходами в торого формирователя 2, а выход - с в торым входом знакочувствительнОго логического блока 6 выделения интервалов несовпадения полярностей, второй вход кот.,по- го соединен с прямьм выходом первого формирователя I, а выходы - с входами блока 7 усреднения с дифферен- циаль шми входами, дополнительный вход которого соединен с выходом компаратора 4 .скважности.

Фазометр работает следующим образом.

Синусоидальные сигналы, среднее значение разности фаз которых подлежит измерению, подаются на входы фор- мироватепей 1 и 2, на выходах кото20 рык формируются прямоугольные импульсы. Эти импульсы поступают на входы знаконечувстЁительного логического блока 3 выделения интервалов несовпадения полярностей, в котором с

помощью элементов И 8 и 9 и элемента ИЛИ 1Q формируются импульсы, со- ответств ующие интервалам несовпадения полярностей входных сигналов. Характеристика преобразования мгновенного значения входной разности фаз V в относительную длительность

импул1:5са - для блока 3 (где з S

скважность импульса) показана на фиг.2а.

Одновременно выходные импульсы формирователей 1 и 2 непосредственно и через блок 5 переключения поступают на входы знакочувствительного логического блока 6 выделения интервалов несовпадения полярностИр в котором с помощью элемента ИЛИ 14, элемента И-НЕ 15, триггера 16, элементов И 17-20, элементов ИЛИ 21 и 22 формируются прямоугольные импульсы,, соответствующие интервалам несовпадения полярностей, причем при положительных фазовых сдвигах импульсы формируются на выходе элемента ИЛИ 21, а при отрицательных - на выходе элемента ИЛИ 22. Характеристики преобразования мгновенного значения входной разности фаз Ч в относительную длительность импульса 1

30

35

40

45

50

55

- для

состояния

t1 III

2 блока 5

переключения показаны на фиг.2в,л соответственно.

3

При возде 1ствин на сравниваемые сигналы узкополосной помехи наблюдаются, флуктуации фазы сравниваемых сигналов, при этом, если среднее значение измеряемой разности фаз . лежит вблизи точек изломд или разрыва характеристик фиг.2 а,в,д, мгновенное значение разности фаз за время уср.еднения будет неоднократно переходить через эти точки, в результате чего при усреднении будет иметь место значительная погрешность. Соответствуювхие характеристики преобразования средних значений Ч . в - показаны на фиг.26,г,е

ГРQ,

В случае, когда -90 99 для импульсов на прямом выходе блока

3s ) 2, так как - ,5 (фиг.2б).

ср

ЧР

постоянная составляющая напряжения, выделяемая ФНЧ 11, больше постоянной составляющей напряжения, выделяемой ФНЧ 12, в результате чего на выходе компаратора 13 напряжения и соответственно на выходе компаратора 4 скважности присутствует нулевой потенциал, блок 5 переключения находится в состоянии 1, блок 6 работает на линейном участке характеристики преобразования (фиг.2 г) и в зависимости от того, на каком из выходов блока 6 формируются прямо угольньш импульсы, в блоке 7 усреднения с дифференциальными входами счетные импульсы с частотой F , вырабатываемые генератором 23 счетных импульсов, в течение измерительного времени Т,, задаваемого времязадаюWiA г

щим блоком 27, поступают через элемент И 24 и элемент ИЛИ 28 либо через элемент И 26 на суммирующий либо вычитающий вход реверсивного счетчика 29. Так как емкость реверсивного счетчика 29 выбирается соответствующей разности фаз 360 , выходной код реверсивного счетчика 29 будет соответствовать разности фаз от О до 90 при входной разности фаз от -О до 90 и от 270 до 360° при входной разности фаз от -90 до О (фиг.2ж). В случае, когда 90° или j. 90°, для импульсов на прямом выходе блока 3 s i 2, так как

- 0,5(фиг. 26) ,при этом постоянная со ср

ставляющая на выходе ФНЧ 12 будет превышать постоянную составляющую на вы

428464

ходе ФНЧ 11, компаратор 13 напряжения переключится в единичное состоя- ние, блок 5 переключения - в состояние 2, при этом блок 6 будет ра- 5 ботать на одном из линейных участков характеристики преобразования(фиг.2е). Единичный потенциал с выхода компаратора 4 скважности поступает также на дополнительный вход блока 7 усредне10 ния с дифференциальньми входами, в котором разрешает прохождение счетных импульсов с частотой F /2 с второго выхода генератора 23 счетных импульсов, сдвинутых по фазе отноt5 сительно счетных импульсов на его первом выходе, через элемент И 25, элемент ИЛИ 28 и на суммирующий вход реверсивного счетчика 29, что эквивалентно введению поправки в 180,

20 компенсирующей дополнительный фазовый сдвиг, равный 180°, вводимый при переключении блока 5 переключения в состояние 2. Выходной код реверсивного счетчика 29 будет соответст25 вовать разности фаз от 90 до 180 при входной разности фаз от 90 до 180°и от 180 до 270, при входной разности фаз от -180 до -90°(фиг.2ж).

Дпя более устойчивой работы пред30 лагаемого фазометра компараторов 13 напряжения должен обладать оп-; ределеннь1м гистерезисом.

Фазометр позволяет выполнять цифровые измерения средних значений раз.,. ности фаз в условиях воздействия как широкополосных, так и узкополосных помех, при этом, если суммарная амплитуда фазовых флуктуации сравниваемых сигналов, вызванных помехами, не превышает 90, наличие помех не

40

приводит к возникновению мертвых зон вблизи граничных точек диапазона измерений.

Формула изобретения

Фазометр, содержащий два формирователя, знакочувствительный логический блок выделения интервалов несовпадения полярностей, первый вход которого подключен к прямому выходу первого формирователя, а выходы - к входам блока усреднения с дифференциальными входами, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены знаконечувствительный логический блок выделения интервалов

несовпадения полярностей, компаратор скважности и блок переключения, причем входы знаконечувствительного логического блока выделения интервалов несовпадения полярностей подключены к прямым и инверсным выходам формирователей, а его выходы подключены к входам компаратора скважности, выход которого соединен с дополнительным входом -блока усреднения с дифференциальными входами и с управ- ляюпрм входом блока переключения,

5 входы которого соединены с прямым и инверсным выходами второго формирователя, а выход - с вторым входом знакочувствительного логического блока выделения интервалов несовпа10 дения полярностей.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Фазометр содержит формирователи 1 и 2, знакочувствительный логический блок 6 выделения интервалов несовпадения полярностей, включающий элементы ИЛ1 14, 21 и 22, элементы И 17-20, элемент И-НЕ 15 и триггер 16, и блок 7 усреднения с дифференциальными входами. Введение в фазометр знаконечувствительного логического блока 3 выделения интервалов несовпадения полярностей, включающего элементы И 8 и 9 и элемент ИЛИ 10, компаратора 4 скважности, содержащего фильтры 11 и 12 нижних частот и компаратор 13 напряжения, и блока 5 переключения позволяет фазометру выполнять цифровые измерения средних значений разности фаз в условиях воздействия как широкополосных, так и узкополосных помех. При этом, если суммарная амплитуда фазовых флуктуации сравниваемых сигналов, вызван- Н1з1х помехами, не превышает 90°, наличие помех на приводит к возникновению мертвых зон вблизи граничных точек диапазона измерений. 2 ил. (О (Л

/Г

-i/1

ж

-/да -30° о 90° 180

Редактор А.Коэориз

Заказ 3699/43 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

Составитель М.Катанова

Техред О.Сопко Корректор И.Муска