Цифровой фазометр Советский патент 1986 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к икформа- ционно-измерительной технике и может быть использовано для измерения среднего значения фазового сдвига между двумя периодическими низкочастотными флюктуирующими сигналами дискретных значений частот.

Целью изобретения является упрощение устройства путем упрощения управления счетчиком-делителем с перемен- ным коэффициентом деления.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового фазометра} на фиг.2 - временные диаграммы работы блока управления; на фиг. 3 - пример выполне- ния счетчика-делителя с переменным коэффициентом деления.

Устройство (фиг. 1) содержит формирователи 1 и 2, RS-триггер 3, первый элемент И 4, делители 5 и 6, тре- тий элемент И 7, генератор 8 счетных импульсов, блок 9 управления, второй элемент И 10, счетчик 11, регистр 12 памяти, дешифратор 13, счетчик-делитель 14 с переменным коэффициентом деления.

Выходы формирователей 1 и 2 соединены с входами RS-триггера 3, вызсод которого соединен с делителем 6 непосредственно, а с делителем 5 - через элемент И 4, а выходы делителей 5 и 6 соединены с входами элемента И 7. Второй вход элемента И 4 соединен с выходом счетчика-делителя 14 с переменным коэффициентом деления, управляющие входы которого через дешифратор 13 и регистр 12 памяти соединены с выходами счетчика 11, а счетный вход с выходом генератора 8 счетных импульсов и входом блока 9 управления, выходы которого соединены с входами регистра 12 памяти, t счетчика 11 и элемента И 10, выход которого соединен с входом счетчика 11, а второй вход - с выходом формирователя 2.

Фазометр работает следующим образ ом.

На формирователь t поступает сигнал, фазовьй сдвиг которого необходимо измерить. На формирователь 2 подается опорный сигнал. На выходе RS-триггера 3 формируется прямоугольный импульс, длительность которого пропорциональна фазовому сдвигу,Счет- чик 11 считает количество импульсов с выхода формирователя 2 за время tf,, Строб tf, вырабатьгеается в блоке

9 управления посредстном деления частоты генератора 8 счетных импульсов счетчиком с таким коэффициентом деления, чтобы длительность строба to бьша равна 1 с (если рабочие частоты не имеют целое значение, например 4,5 Гц, то .длительность to устанавливают 10 с. Это необходимо для того, чтобы в счетчик 11 записывалось реальное значение входной частоты.

Сигнал с выхода формирователя 2 в течение длительности строба t, поступает на вход счетчика 11. В регистре 12 памяти происходит запись состояния счетчика 11 1кпульсом записи t, , сформированньгм по заднему фронту строба t в блоке 9 управления. Там же по заднему фронту импульса записи t, формируется импульс

-г

который сбрасывает счетсброса

чик 11 в нулевое состояние, подготавливая его к новому измерению частоты входного сигнала. Временные соотношения между импульсами длительности t, t и tj , формируемыми блоком 9 управления, показаны на фиг. 2. Работа блока 9 управления исключает запись ложной информации. ЕСЛИ частота входного сигнала не меняется, то состояние регистра 12 не меняется,

Выполнение счетчика-делителя 14 с переменным коэффициентом деления представлено на фиг. 3.

Счетчики Сч 1 и Сч 2 считают импульсы, поступакндие с генератора 8, Элементы MO, И ,,,,«И « анапизируют состояние выходов счетчиков и при соответствии состояния выходов счетчиков одному из коэффициентов деления на выходе соответствукядего элемента И ,,,

И„ появляется

рый подается на вход коммутатора Одновременно на управляихцие входы ко1-1мутатора подаются сигналы с выхода дешифратора 13. Дешифратор 13 выполнен так, что при определенном значении рабочей частоты входного сигнала, записанного в регистр 12, на одном выходе будет сигнал логической 1, а на остальных - логический О, При другом значении рабочей частоты сигнал логической 1 будет на другом (соответствупщем) выходе, а на остальных - логическ.ий О, В том случае j когда число, записанное счетчиком 11 при последующем цикле записи не изменится5 и в регистре 12 памяти не будет записано другое число, соетоянне выходов дешифратора 13 будет неизменным. Значит и коэффициент деления счетчика-делителя 14 будет прежним. На выходе коммутатора (фиг. 3) появится импульс в тот момент, когда появившийся импульс на выходе одного из элементов и,, И,..., И, будет соответствовать коэффициенту деления для данного значения входной частоты Импульсом с выхода коммутатора сбра- сьшаются в состояние О счетчики Сч 1 и Сч 2, и пересчет импульсов с генератора 8 повторяется. Одновременно устанавливается в состояние О RS-триггер, необходимость которого обуславливается тем, что на выходе коммутатора появляется импульс очень малой длительности (примерно 3,, время задержки - интервал времени между входными и выходными фронтами микросхемы). В состояние 1 RS-триггер устанавливается сигналом с выхода элемента И , который анализирует состояние счетчиков Сч 1 и Сч 2, равное меньше меньшего коэф- фидиента деления. Выход триггера соединяется с входом элемента И 4 (фиг. 1) Коэффициенты деления счетчика-делителя 14 с переменным коэффициентом деления определяются выражением

° 31Ш ратора счетных импульсов, F - частота входного сигнала. С выхода счетчика- делителя 1А тактовые импульсы поступают на элемент И 4, второй вход кото рого соединен с выходом RS-триггера 3. На выходе элемента И 4 появляется пачка импульсов, длительность которой определена длительностью строба с выхода RS-триггера, а количество импульсов численно равно величине фазового сдвига, выраженного в градусах. Для получения среднего значения фазового сдвига за несколько замеров введены два делителя 5 и 6 с коэффициентом деления т. Делитель 5 делит на га количество импульсов с выхода элемента И 4. Делитель 6 делит на щ количество стробов с выхода RS-триггера 3. Выходы делителей 5 и 6 соединены с входами элемента И 7. При использовании данного фазометра как самостоятельного прибора выход элемента И 7 подсоединяется к пересчет- ному устройству, которое считает ко- .личество импульсов, равное среднему (Значению фазового сдвига. Выход де

5 Ю 15 20 5 о

,

5

5

0

лителя 6 используется для управления блоком автоматики пересчетного устройства.

При использовании фазометра в качестве сменного блока к частотомерам его выходы, обозначенные на фиг. 1 Fq и Р{, , соемг.ияются с входами частотомера Fq и Fj соответственно. Частотомер устанавливается в режим измерения отношения частот F /Fg. На его индикаторе будет высвечиваться усредненное значение фазового сдвига. В качестве генератора 8 счетных импульсов в данном варианте можно использовать внутренний кварцевьй генератор частотомера, который имеет выход на разъем сменного блока.

Использование фазометра в качестве сменного блока к частотомерам выгодно отличает его от прототипа, так как этот фазометр прост по устройству и более дешев по сравнению с известными.

Во многих отраслях промьшшенности ставится цель замера фазового сдвига для конкретных значений рабочих частот, а использование имеющихся частотомеров со сменным блоком позволяет устранить необходимость использования дорогостоящих и сложных фазометров, что также ведет к снижению себестоимости используемого оборудования на рабочих местах.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий два формирователя, входы которых соединены с входными клеммами устройства, RS-триггер, выходом соединенный с одним из входов первого элемента И, второй элемент И, входом соединенный с выходом второго формирователя, а выходом - с входом счетчика, третий элемент И, делитель, счетчик-делитель с переменным коэффициентом деления и генератор счетных импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства путем упрощения управления счетчиком-делителем с переменным коэффициентом деления, в него введены регистр памяти, дешифратор, блок управления и второй делитель, при этом выходы формирователей соединены с входами RS- триггера, а второй вход второго элемента И соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с входом счетчика, третий - с входом регистра памяти, а вход - с выходом генератора счетных импульсов и входом счетчика-делителя с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен с вторьм входом первого элемента И, при этом выходы счетчика через последовательно соединенные регистр памяти и дешифратор соединены с входами счетчика-де

лителя с переменным коэффициентом деления, а выход первого элемента И через первый делитель соединен с одним иэ входов третьего элемента И, выход которого соединен с одной выходной клеммой устройства, а второй вход соединен с второй выходной клеммой устройства и выходом второго делителя, вход которого соединен с первым входом первого элемента И.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для измерения среднего значения фазового сдвига между двумя периодическими низкочастотными фпюктуируклцими сигналами дискретных значений частот. Целью изобретения является упрощение устройства. Для этого в устройство, содержащее формирователи 1 и 2, RS-триггер 3, элементы И 4, 7, 10, счетчик 11, делитель 5, счетчик-делитель 14 с переменным коэффициентом деления, генератор 8 счетных импульсов, введены регистр 12 памяти, дешифратор 13 делитель 6, блок 9 управления. Цель достигается путем упрощения управления счетчиком-делителем с переменным коэффициентом деления. При использовании фазометра в качестве сменного блока к частотомерам его выходы 1, обозначенные на чертежеРд, Fg, соединяются с входами Fg и Fj соответственно. Частотомер устанавливается в режим измерения отнсмнения частот Fg /Teg . На его индикаторе будет высвечиваться усредненное значение фазового сдвига. 3 ил. (Л С

CTfff

Фиег

f/cr8xod

1%

М. Келемеш

А вь/хоуам еа/1/фреуггюра /У

фи.З

Составитель М. Катанова Техред Л.Сердюкова

Заказ 4405/41 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Корректор Е. Сирохмлт