Цифровой следящий фазометр Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и предназначено для применения в устройствах, измеряющих разность фаз двух сигналов, в частности в фазовых рад,иогеодезичес- ких и радионавигационных системах.

Известны цифровые фазометры, содержащие формирователи импульсов длительности, равной расстоянию между моментами одновременного перехода через Hyjtb опорного и измеряемого сигналов, генератор счетных импульсов и счетчик-делитель lj .

Недостаток.известного устройства низкая точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель, первый формирователь, триггер, первый ключ и счетчик, последовательно соединенные второй усилитель-ограничитель, второй формирователь, выход которого связан с вторым входом триггера, последовательно соединенные генератор счетных импульсов и третий формирователь первый выход последнего соединен с вторым входом первого формирователя, второй выход - с вторым входом второго формирователя, а третий выход третьего формирователя подключен к второму входу первого ключа 2 .

Недостаток известного устройства низкая точность измерения.

Цель изобретения повьшение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель, первый формирователь, триггер, первый ключ и счетчик последовательно соединенные второй усилитель-ограничитель, второй формирователь, выход которого связан с вторым входом триггера, последова- тельно соединенные генератор счетных импульсов и третий формирователь, первый выход последнего соединен с вторым входом первого формирователя, второй выход - с вторым входом второго формирователя, а третий выход третьего формирователя подключен к второму входу первого ключа, дополнительно введены второй, третий, чет зертьй и пятый ключи, включенный между выходом счетчика и первым и вторым входами четвертого и пятого

5

0

5

0

ключей дешифратор и последовательно соединенные первый реверсивный счетчик и второй реверсивный счетчик, при этом входы первого реверсивного счетчика связаны с выходами четвертого и пятого ключей, а выход второго ключа соединен с вторым входом счетчика, своим третьим входом связанного с выходом третьего ключа, первый вход которого соединен с вторым выходом триггера, а второй вход третьего ключа связан с вторым входом первого ключа, третий вход четвертого ключа соединен с третьим входом пятого ключа и с первым входом триггера, а выходы четвертого и пятого ключей соединены с первым и вторым входами первого реверсивного счетчика.

На чертеже представлена схема цифрового следящего фазометра.

Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, усилители-ограничители опорного и измеряемого сигналов соответственно 2 и 3, формирователи 4 и 5 импульсов, формирователь 6, триггер 7, первый и второй ключи 8 и 9, счетчик 10, ключ 11, дешифратор 12, четвертый и пятый ключи 13 и 14, реверсивные счетчики 15 и 16.

Цифровой следящий фазометр работает следующим образом.

Цри наличии входных (подлежащих

измерению) сигналов импульсы,привязанные к переднему фронту измеряемого и опорного сигнала с формирователей 4 и 5, переключают триггер 7, формируя на его плечах импульс, соответствующий дополнению до разности фаз (1-а), и импульс, соответствую- пщй измеряемой разности фаз - а .

Триггер 7 открывает попеременно ключи 8 и 9, разрешая поступление

импульсов формирователя 6 лрбо на обнуляющий вход счетчика 10, либо на счетный вход счетчика 10. Импульс формирователя 5, привязанный к переднему фронту измеряемого сигнала, открывает ключ 11, устанавливая таким образом в счетчике 10 значения реверсивного счетчика 15. После установки первоначального значения в счетчике 10 начинается подсчет счетных импульсов с формирователя 6, пропускаемых через ключ 8, на время Rmf тельности импульса (1-а), сформированного триггером 7.

3

По окончании счета импульс, привязанный к переднему фронту опорног сигнала с выхода формирователя 4, поступает на вход ключей 13 и 14 и зависимости от того, какой ключ от- крыт, поступает либо на суммирующий либо на вычитающий входы реверсивно счетчика 15.

1 Рассмотрим логику переключения ключей 13 и 14.

Предположим, что значению разнос фаз соответствует отсчет К реверсивного счетчика 15. Тогда импульс формирователя 5 установит значение К в счетчике 10, после чего подсчитывае ся количество импульсов ( ), соответствующее значению дополнения до разности фаз. Состояние счетчика 10 по окончании счета, т.е. на время прихода импульса с формирователя 4,

К + г N.

Дешифратор 12 формирует потенциал, запирающий ключи 13 и 14, при значении счетчика 10, равном N (где N - полная емкость счетчика 10 и счетчика 15). Импульс формирователя 4 не проходит через ключи на соответствующие входы реверсивного счетчика 15 и состояние PC 15 не изме- няется.

Предположим, что значение реверсивного счетчика 15 больше, нежели значение измеряемой разности фаз, тогда значение К +h счетчика 10 на время прихода импульса формирователя 4 равно п , где и 0,5N. Дешифратор 12 при значениях счетчика 10 - п 0,5N формирует потенциал, разрешающий прохождение импульсов формирователя 4 через ключ 13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, уменьшая его значение до соответствия отсчета и величины измеряемой разности фаз.

Предположим, что значение реверсивного счетчика 15 меньше, нежели значение измеряемой разности фаз, когда значение k + г счетчика 10 на время перехода импульсов формирова- телей равно и , где П . 0,5N. Дешифратор 12 при значении счетчика 10 ,5 формирует потенциал, разрешающий прохождение импульсов формирователя 4 через ключ 14 .на сумми- рующий вход реверсивного счетчика 15 увеличивая его значение до соответствия отсчета и величины измеряемой

5

20

30

35 40 5

o 5

5554

разности фаз. Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает слежение за изменяемой разностью фаз со скоростью, обусловленной частотой измеряемых сигналов.

Слежение за изменением разности фаз ведется по наикратчайшему пути. Импульсные последовательности счетных импульсов, сформированные формирователем 6, выбраны так, что последовательности, привязываемые к переднему фронту подлежащих измерению сигналов, сдвинуты на 180 , а импульсная., последовательность, поступающая на счетный вход счетчика 10, сдвинута на 90 по отношению к первым двум последовательностям и следует за импульсной последовательностью счетных импульсов, привязанных к переднему фронту измеряемого сигнала. Таким образом устраняется неопределенность измерений вблизи нуля.

Предположим, что истинное значение разности фаз а находится в пределах О ,25, дополнение до разности фаз 0,75 :1-С5 :1, значение реверсивного .счетчика 15 находится в пределах 0,, тогда значение К+г счетчика 10 на время прихода импульсов формирователя 4 равно П , где и 0,5N. Дешифратор 12 при значении счетчика 10 и 0,5N формирует разрешение прохождения импульсов формирователя 4 через ключ 14 на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, увеличивая его значение до значения разности фаз, проходя через , формируя импульс переполнения, регистрируемый реверсивным счетчиком 16.

Если истинное значение разности фаз q находится в пределах 0,75 :а 1, дополнение до разности фаз, следовательно, ,26, значение реверсивного счетчика 15k находится в пределах ,25N, тогда значение К + b счетчика 10 на время прихода импульсов формирователя 4 равно и , где И 0,5N.

Дешифратор 12 при значении счетчика 10п . 0,5N формирует импульс, разрешающий прохождение импульсов формирователя 4 через ключ 13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, уменьшая его значение до значения разности фаз, которое,переходя через О, формирует импульс переполнения, регистрируемый реверсивным счетчиком 16.

$1

в случае пропадания опорного сигнала формирователь А прекращает формирование импульсов, приведенных к переднему фронту опорного сигнала, Состояние реверсивного счетчика 15 не изменяется, так как изменение состояний происходит импульсами формирователя 4. Реверсивный счетчик 15 заполняет разность фаз, предшествующую прекращению сигнала.

В случае пропадания измеряемого сигнала триггер 7 формирует потенциал, разрешающий прохождение импуль

575556

сов с формирователя 6 через ключ 9 на обнулящий вход счетчика 10. Дешиф- ;ратор 12 при значениях счетчика 10-N О формирует потенциал, запирающий 5 ключи 13 и 14, запрещая, таким образом, прохождение импульсов формирователя 4 на реверсивный счетчик 15. Реверсивный счетчик 15 запоминает разность фаз, предшествующую прекра- 10 щению сигнала.

В случае пропадания обоих сигналов реверсивный счетчик 15 также запоминает предшествующее значение разности фаз,

Редактор М,Петрова

Составитель Л.Воронина Техред М.Ходанич

Заказ 4913/43 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.

Корректор Л.Патай