Измерительный двухфазный генератор Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к фазоизмв - рительной тех1-шке и может быть ис пользовано для определения погрешносг- тай кумулятивных (многооборотных) фазометров.

Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей измерительного двухфазного генерато

pa за счет формирования фазовых сдви- ю деления пересчетного элемента 2, а

гов, значительно превьшающих ZIT, в широком диапазоне частот.

На чертеже изображена структурная схема измерительного двухфазного генератора,

Предлагаемьй измерительный двухфазный генератор содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, пересчетный элемент 2 с коэффициентом пересчета 2 и первый формирователь 3, выход которого явля ется первым выходом устройства, уп- равляемьй делитель 4 частоты, вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов, управляющие входы управляемого делителя 4 частоты подключены к шине 5 кодового управления частотой, первый п-разрядный реверсивный счетчик 6 импульсов, вход счета в плюс которого соединен с выхо- дом делителя 4 частоты через ключ 7, а вход счета в минус подключен к выходу делителя 4 частоты через ключ 8 управляющие входы ключей 7 и 8 соеди нены с соответствующими входами 9 и 10 управления режимом работы устройства, второй k-разрядный реверсивный счетчик 11 импульсов, счетные входы которого соединены с соответствующими выходами переноса реверсив ного счетчика 6 импульсов, входы установки в ноль счетчиков 6 и 11 соединены с земляной шиной 12 через переключатель I3 установки нуля, цифровой индикатор 14, входы которого соединены с выходами счетчиков 6 и 11, п-разрядный сумматор 15, первая группа входов которого старшими m разрядами соединена с выходами пе- ресчетного элемента 2, а младшими разрядами - с земляной шиной 12,вторая группа входов сумматора 15 соединена с выходами реверсивного счетчика 6 импульсов, регистр 16 памяти, информационные входы которого соеди- нены с выходами сумматора 15, а вход записи подключен к выходу генератора 1,,второй формирователь 17, входы которого соединены с выходами регист

ра 16, а выход является вторым выходом устройства,

В устройстве дискрет изменения

360° 2

фазового сдвигаi

определяется только разрядностью первого счет чика 6 (счетчика долей фазового сдви- га) и не зависит от коэффициента 2

m

следовательноS, не зависит от частоты выходных сигналов. Таким образом,на выходе устройства формируются сигналы вида

U, и,

sin 2 -tL-- t;

Ua

25

-|r- (T,-Ti)j

t +

M

0 0 0 5 0 5

5

где M - коэффициент деления делителя 4, определяющий скорость 5 изменения фазового сдвига между сигналами и., и Т,-Tj - интервал времени, в течение которого открыты соответственно ключи 7 или 8 (знак - учитывает поступление импульсов с выхода ключа 8 на вход счета в минус счетчика 6, что приводит к запаздыванию фазы сигнала U2. относительно фазы сигнала ut);

и, , Uj. - амплитуды формируемых сигналов, фазовый сдвиг между которьшя можно изменять плавно, как в сто-, рону увеличения, так и в сторону уменьшения в диапазоне, значительно превышающем О-ЗтГ, При этом расширение диапазона формируемых фазовых сдвигов обеспечивается возможностью выбора /Т| -

-г / - Tj/ --- , а плавное непрерывное

г

изменение фазовых сдвигов в широком . диапазоне частот достигается за счет уменьшения дискрета изменения, фазовых сдвигов (fa., т,е. выбором п ш.

При этом значение (jo-, не зависит от

1

частоты и во всем диапазоне частот от О до (где Г.кс к- симальная частота задающего генератора, значение которой ограничено только быстродействием выбранной эле-

3

ментной базы) остается постоянным

360° и равным q).

Измерительный двухфазный генератор работает следующим образом.

Перед началом работы с помощью переключателя 13 производится новка в нуль реверсивных счетчиков 6 и 11. Выходные импульсы генерато - ра 1 частотой- f|. поступают на вход пересчетного элемента 2, коэффициент пересчета которого равен 2 . Получен ные на выходе пересчетного элемента 2 т-разрядные кодовые последователь- кости формирователем 3 преобразуются в выходной синусоидальный сигнал U,. Одновременно импульсы с вы13

хода генератора 1 поступают на вход управляемого делителя 4 частоты,коэффициент деления М которого,опре- деляю1ций скорость изменения фазовых сдвигов, может задаваться сигналами, поступакндини по шине 5 управления, С выхода делителя 4 частоты импульсы частотой поступают на входы ключей 7 и 8, которые в зависимости от сигналов управления режимом работы на входах 9 и 10 устройства раз решает или запрещают прохождение импульсов соответственно на входы счета в + или - п-разрядного счетчика 6 долей фазового цикла. Полученные на выходе счетчика 6 коды поступают на вторую группу входов п- разрядного сумматора 15, в котором осуществляется их суммирование с га- разрядными выходными кодами пересчет ноге элемента 2, поступающими на m старших разрядов первой группы входов сумматора 15, Образованные на выходе сумматора 15 коды поступают на входы регистра 16, запоминающего эти коды при поступлении на вход записи регистра очередного переднего фроита импульса с выхода генератора 1, Этим осуществляется выравнивание задержек распространения сигналов всех разрядов на выходе сумматора 15, Таким образом, коды на выходе регистра 16 изменяются относительно кодов на выходе пересчетного элемента 2 на

360 величину Cf л- -j-n- Поэтог-iy, выбрав

значение п т, можно обеспечить гшавное изменение фазового сдвига во времени в широком диапазоне частот, нижняя граница которого равна О, а верхняя граница определяется только

9751

. быстродействием выбранной элементной базы, ограничивающей частоту генератора 1 , и разрядностью пересчетного

5 элемента 2. Формирование синусоидального сигнала на втором выходе устройства из кодовых последовательностей, поступающих с выхода регист- ра 16, выполняется формирователем

10 17 аналогично формированию сигнала на первом выходе устройства. При этом разрядность ЦАЛ и ПЗУ входящих в состав формирователя 17, должна соответствовать разрядности суммато-

15 ра 15.

В устройстве предусмотрена возможность формирования знакопеременных Фазовых сдвигов. При переполнении счетчика 6, т.е., когда фазовый

20 сдвиг между выxoдны ш сигналами, увеличиваясь, превышает значения,крат-

ныв 2тг, импульс переноса с выхода счетчика 6 долей фазового сдвига поступает на счетный вход k-разрядного

счетчика 11 целых фазовых циклов и увеличивает код в счетчике 11 на единицу. При изменении фазового сдвига в сторону уменьшения и перехода гра ницы фазового цикле импульс заема

уменьшает состоян1-1е счетчика 1 1 на единицу. При этом старший разряд счетчика 11 является знаковьм (зна ку + соответствует уровень логического -нуля, а. знаку - - логической

единицы), а диапазон задаваемых фазовых сдвигов ограничен зкачеш1ями

ц 12 Т. Представленные в дополнитель ном коде на выходе счетчиков 6 и 11 значения полных фазовых сдвигов отоб-.

ражаются цифровым индикатором 14,. Двухфазный генератор позволяет формировать сигналы, фазовый сдвиг между которыми, в отличие от прототипа, может задаваться в диапазоне,

значительно превышающем O-ZT, а нмен но в диапазоне ± 2 iT, где k - разрядность счетчика 1 цел)-.1х фазовых циклов. Плавное -изменение фазового сдвига в пределах в mi-ipoKOM

диапазоне частот достигается за счет уменьшения дискрета изменения фазового сдвига, которое в от.тшчие от прототипа не приводит к суже1-шю частотного диапазона и остается посто-

янным во всем диапазоне частот выходных сигналов. Например, при f 10 МГц, п 12, m 4 можно обеспечить дискрет изменения фазовых сдвигов 4(1 0,09 в диапазоне час-

тот до 625 кГц, что позволяет задавать любые значения фазовых сдвигов в диапазоне ± 2 1Г с дискретом qj. 0,09° в частотном диапазоне О - 625 кГц, Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает возможность регулировки в широких пределах скорости изменения фазовых сдвигов путем изменения коэффициента деления М делителя 4.

Формула изобретения

Измерительный двухфазный генератор, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, перес- четный элемент и первый формирователь, выход которого является первым выходом двухфазного генератора, сугт- матор, первая группа входов которого соединена старшими разрядами с выходами пересчетного элемента, второй формирователь, выход которого является вторым выходом двухфазного генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерительного двухфазного генератора за счет формирования фазовых сдвигов, значительно превьш1ающих ZV, в широком диапазоне частот, в него введены управляемый делитель частоты, два ключа,- два реверсивных счетчика импульсов.

Редактор Т.Парфенова Заказ 6151/48

Составитель С.Кулищ Техред Л.Сердюкова

Корректор

Тираж 730Подписное

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

59751б

цифровой индикатор и регистр памяти, вход управляемого делителя частоты соединен с выходом генератора импуль

с сов, информационные входы ключей соединены с выходом управляемого делителя частоты, счетные входы первого реверсивного счетчика импульсов подключены к информационным выходам клнг10 чей, входы установки нуля реверсивных счетчиков импульсов подключены через переключатель установки нуля к земляной шине, выходы первого реверсивного счетчика импульсов соеди-

15 с второй группой входов сумматора, младшие разряды первой группы входов которого соединены с земляной шиной, выходы переноса первого ревер- сивного счетчика импульсов соединены

20 со счетными входами второго реверсивного счетчика импульсов, входы х ифро- вого индикатора соединены с выходами первого и второго реверсивных счетчиков импульсов, информационные

25 входы регистра памяти соединены с выходами сумматора, вход записи регистра подключен к выходу генератора импульсов, а выходы регистра памяти соединены с входами второго формиро30 вателя, управляющие входы делителя частоты подключены к пшне кодового управления частотой, а управляклцие. входы ключей соединены с входами управления режимом работы измери2g тельного двухфазного генератора.

Корректор В.Бутяга

Изобретение может быть исполь зовано для определения погрешностей кумулятивных фазометров. Цель изоб ретения - расширение функциональных возможностей устройства. Генератор содержит генератор 1 импульсов, ресчетный элемент 2, формирователи 3 и 17, переключатель 13 и сумматор 15. Введение управляемого делителя 4 частоты, счетчиков 6 и 11 импульсов, ключей 7 и 8, цифрового индикатора 14 и регистра 16 памяти обеспечива- ет формирование фазовых сдвигов,зна-- чительно превьппающих 21Г, в широком диапазоне частот. 1 ил. S