Цифровой фазометр Советский патент 1987 года по МПК G01R25/08 

Изоб)етение относится к э;1ектроизмери- тсльной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствах и системах различного назначения.

Цель изобретения -- повышение точности цифрового фазометра.

На чертеже изображена схема предлагаемого цифрового фазометра.

Цифровой фазометр содержит фазовые детекторы 1 и 2, первые входы которых являются входами 3 и 4 фазометра, а вторые соединены с выходами цифровых сумматоров 5 и 6. Выходы детекторов 1 и 2 через последовательно соединенные фильтры 7 и 8, преобразователи 9 и 10 напряжения в частоту и реверсивные счетчики 11 и 12 подключены к первым входам цифровых сумматоров 5 и 6. К второму входу сумматора 5 через делитель 13. частоты подключен генератор 14 импульсов, а к второму входу сумматора 6 - выход сумматора 5. Выход счетчика 12 яв.чяется выходом 15 фазометра.

Цифровой фазометр работает следующим образом.

Сигналы, разность фаз которых необходимо измерить, подаются на входы 3 и 4 фазометра. Фаза сигнала Uon, поданного на вход 3, сравнивается в фазовом детекторе 1 с фазой сигнала обратной связи Uon, поступающего с выхода старшего разряда сумматора 5. Сигнал Lion формируется путем суммирования кодов делителя 13 и счетчика 11. Фазовый детектор 1 преобразует разность фаз сигналов UOM и Uon в напряжение, которым через фильтр 7 управляется преобразователь 9 напряжения в частоту. Импульсы преобразователя 9 подсчитываются в счетчике 11 и в виде кода добавляются в сумматоре 5 к текущему коду делителя 13, образованному делением частоты генератора 14. Частота и фаза сигнала Uon равна алгебраической сумме частот и фаз выходных сигналов старших разрядов счетчика 11 и делителя 13. Система фазовой автоподстройки частоты, образованная блоками 1, 5, 7, 9, 11, 13 и 14, обеспечивает подстройку частоты и фазы сигнала до равенства с частотой и фазой сигнала Uon, при этом код сумматора 5 соответствует мгновенной фазе сигнала .

Фазовый детектор 2 сравнивает фазь сигналов Uu, поступаюп1его на вход 4, LU, формируемого в сумматоре б путем сложения кодов сумматора 5 и счетчика 12. В результате мгновенная фаза сигнала Uu, снимаемого со старшего разряда сумматора б, отличается от мгновенной фазы сигнала U .n на величину, пропорциональную коду счетчика 12. Система фазовой автоподстройки частоты, образованная блоками 2, 6, 8, 10 и 12, обеспечивает автоподстройку фазы сигна.ча Uu до равенства с фазой и, при этом код счетчика 12 соответствует разности фаз сигналов Uu и Uon, а следовательно, раз5

5

ности фаз сигналов U« и UM-, т.е. является кодом разности фаз входных сигналов и непрерывно выдается на выход 15 фазометра.

Точность измерения фазы определяется

в предлагаемом фазометре точностью фазовых детекторов I и 2, из.меряющих разность фаз между входны.ми сигнала Uon, Uu и сигналами обратной связи Uoi:, U соответственно.

0 Точность работы фазовых детекторов в предлагаемом фазометре Bbinje, чем в прототипе, поскольку в спектре сигналов и„л и и„ всегда меньнге неинформативных сос- тазляюших. чем в сигналах, поступаюших на входы фазочувствительной схемы прототипа.

Точность предлагаемого фазометра выше точности прототипа также потому, что 15 нем осуществляется автоподстройка частоты сигналов обратной связи до равен0 ства с частотой входных сигналов (разностная частота равна нулю) и отсутствуют элементы, работаюп1,ие на претерпевающей значительные относительные изменения разностной частоте, что приводит к возникновению в прототипе частотной погре1пности, обусловленной неиде тичностью фазочастот- ных характеристик таких элементов.

В предлагаемом фазометре отсутствует динамическая noi-peujHOCTb, обусловленная в прототипе синхронизацией работы фазочувствительной схемы с генератором и.м- нульсов и К)зникаю1цая при измерении из- меняюн1ейся во времени разности фаз. Цог- решность отсутствует вследствие асинхронной работы преобразователей напряжения в частоту. Асинхронная работа не нарушает правильности функционирования фазометра, поскольку передача информации осу- нюствляется непрерывно через комбинационные схемы сумматоров 5 и б.

При.менение предлагаемого фазометра позволяет повысить точность измерения раз0 ности фаз входных сигналов.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержандий генератор импульсов, выход которого соединен с входом делителя частотг г, два фазовых детектора, первые входы которых являются входами фазометра, реверсивный счетчик, от- личающийся тем, что, с 1елью повьинения точности, в него введены два фильтра, два преобразователя напряжения в частоту, реверсивный счетчик, два цифровых сумматора, причем выход первого фазового детектора через первые фильтр, преобразователь папряжения в частоту и реверсивный счетчик соединен с входом первого 2 цифрового сумматора, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты, первый выход -- с входом первого фазового детектора, второй выход -- с первым вхо0

5

5

0

1323980 3,

дом второго цифрового сумматора, выход ВТО-дом второго цифрового сумматора, второй

рого фазового детектора через вторые фильтр,выход которого соединен с входом второго

преобразователь напряжения в частоту ифазового детектора, а второй вход - с аыхореверсивный счетчик соединен с вторым вхо-дом фазометра.