Устройство для измерения сдвига фаз Советский патент 1988 года по МПК G01R25/00 

со

00

Изобретение может быть использовано при построении цифровых фазометров и служит для повышения быстродействия. Устройство содержит формирователи I и 2 импульсов опорного сигнала и измеряемого сигнала, триггеры 3 и 12, вентили 4 и 7, генератор 5 квантующих импульсов, счетчик 8 импульсов, счетч} к 9 времени измерения и арифметический блок 10. Введение кодового компаратора I1 и формирователя 6 пороговой функции, включающего элемент И 13, сумматор 14, регистр 15 памяти и функциональньш преобразователь 16 код-код, позволяет сократить время измерения до момента достюте1П1Я .уста {овленного минимума допустимого значения случайной погрешности измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

О

о:)

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при построении цифровых фазометров.

Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается за счет введения в устройство технических средств, позволяюгщх сократить время измерения до момента достижения установленного минимума допустимого значвршя случайной погрешности из- .

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 - времен- ные диаграммы сигналов в различных точках устройства.

Устрг)йство (фиг.) содержит формирователь 1 импульсов опорного сигнала, форь лрователь 2 импульсов измеря- емого слг.иала, первый триггер 3, второй вентиль 4, генератор 5 квантующих импульсов, формирователь 6 пороговой функции, первый вентиль 7, счетчн1с 8 импульсов, счетчик 9 време ни измерения, арифметический блок 10, кодовый KONmnpaTop 11, второй триггер 12. Сигнальные входа устройства UQ и и, соответственно черед формирователь импульсов опорного сигнала и формнропатель 2 импульсов измеряемого с гпала соединены с соответствующими установочными входами первого триггера 3, выход которого соединен с первым ynparj.n;iwi ,iTM входом последе- вательпо соед1П1е ;ных первого вентиля 7, счетчика 8 импульсов и арифметичет ского блока И). 1 ыкод генератора 5 квантующих импульсов соединен с сиг- в; :одом первого вентиля 7. Сигнальны;, вход второго вентиля 4 соед1П1еп с выходом формирователя 2 имг1ул1 сов измеркемого сигнала и с входом стп1хр()1П1зп1и-П второго триггера 12, выход которого подключен к упралляюччему входу второго вептиля 4 н к liTopoMy уира зляю1иему входу первого вентиля 7. второго вентиля 4 подключен к liMnyj ibCHOMy входу фор- мпропп-;ч;:1я fi тк роговой функции и к счетному входу счетчика 9 времени измерелшя, 731 1ход которого соединен с вторым входом арифметического блока 10. 15ьгход формирователя 6 пороговой функнии подсое;и1пен к первому входу кодоБого ком.ч. П птора 1 1 , второй вход KOTOpoi o соединб; С ВЫХОДОМ счетчика 8 импульсов, а его выход подключен к )opr- a;i,i4iiJ OMy иходу второго триггера 12. Кодовый вход устройства соединен с кодовым входом формирователя 6 пороговой функции, вход начальной установки которого соединен с входами начальной установки счетчика 8 импульсов, счетчика 9 времени измерения и с входом пуска устройства.

Формирователь 6 пороговой функции содержит элемент И 13 и последовательно соединенные сзтматор 14, регистр 15 памяти и функциональный преобразователь 16 код - код,выход которого является выходом формирователя 6 порого вой функции.Первый вход сумматора 14 подключен к выходу регистра 15 памяти, вход синхронизации которого является входом синхронизации формирователя б пороговой функции. Второй вход сумматора 14 является кодовым входом формирователя 6 пороговой функции и соединен с информационным входом элемента и 13,импульсный вход которого является входом начальной установки формирователя 6 пороговой функции, а выход подключен к устано- зочным входам регистра 15 памяти.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии перед приходом сигнала Пуск на выходе второг триггера 12 сформирован (в нре;т -щу- щем цикле измерения) потенциал нулевого уровня, который постунает на управляющий вход второго -вентиля 4 н на второй управляю1п {й вход первого вентиля 7, запрещая проход сигналов через эти вентили. Поэтому изменения состояния счетчика 8 импульсов, счетчика 9 времени измерения и формирователя 6 пороговой функции не нроисхо- дит.

На входы формирователя 1 импульсов опорного сигнала и формирователя 2 импульсов измеряемого сигнала поступают, соответственно, опор1гый U и измеряемый U входные сигналы, Фор мирователь 1 импульсов опорного сигнала и формирователь 2 импульсов измеряемого сигнала вырабатывают короткие нь пульсы в моменты положительных перехо/юв соответствуюпщх сигналов UQ и , через нулевой уровень (фиг. 2а,б). ти импульсы подаются на установочные входы первого триггера J, который формирует на первом управляющем входе первого вентиля 7 импульсы измеряемых временных интервалов

длительностью ь1, зквивалнитиих и я- меряемому фазовому сдвигу cf (фиг.2в)

Измерительный цикл начинается с приходом на вход Пуск устройства запускающего импульса (фиг,2г), который переводит в нулевые состояния счетчик 9 времени измерения, счетчик 8 импульсов и, поступая на вход начальной установки формирователя 6 пороговой функции, переписывает код Ъ , установленный на кодовом входе устройства, в регистр 15 памяти. На выходе кодового компаратора I1 формируется сигнал единичного уровня (фиг.2е), т.к. код числа на его втором входе (нулевой код с выхода счетчика 8 импульсов) становится меньше кода числа на его первом входе (с выхода формирователя 6 пороговой функции). Сигнал единичного уровня с выхода кодового компаратора 11 поступает на рп формацион 1ый вход второго триггера 12 и под действием первого пришедшего после сигнала Пуск им- пульса измеряемого сигнала, поступающего на Бход синхронизации второго триггера 12, переписывается на его выход.

Далее этот единичный потенциал с выхода второго триггера 12 подается на управляющий вход второго вентиля 4 и второй управляющий вход первого вентиля 7, разрешая проход сигналов через эти вентили. При этом на счетный вход счетчика 8 импульсов поступают пачки квантуюиих импульсов с выхода первого вентиля 7, совпадающих во времени с С1 гналами вренентых интервалов Д :, (фиг.2ж). На счетнь й вход счетчика 9 времени измерения с выхода второго BCHTIUIH 4 поступают импульсы измеряемого сигнала (фиг.26 Одновременно импульсы измеряемого сигнала с выхода второго вентиля 4 поступают на вход синхронизации формирователя 6 цороговой функции и, действуя на входе синхронизации реги стра 15 , переписывают в него код с выхода с тматора 14. Таким об- разом, по каждому импульсу измеряемого сигнала ос чцествляется накапливающее суммирование кода Ъ, то есть после i-ro с момента начала интервала времени измерения t (, импульса измеряемого сигнала на выходе регистра 15 памяти формируется код, равный n,(i)

2

1Ъ . Соответственно на выходе функционального преобразователя 16, за

1р(л рамми1)о1)чин(1го на выполнение стпе- рации изв.пс.чения квадратного корня, после :i-ro HMnyjHica измеряемого сигнала формируется код l;4i.

В момент времени, когда число N квантую1цих импульсов, накопленных в счетчике 8 импульсов, будет равно И , т.е. когда код числа на втором входе кодового компаратора 11 сравняется или превысит код числа на его первом входе, на выходе кодового компаратора I1 формируется потенциал нулевого уровня (фиг.2е) который по первому пршчедшему на вход синхронизации второго триггера 12 после момента времени t, (фиг.2е) импульсу измеряемого сигнала переписывается на выход второго триггера 12. Сигнал нулевого уровня с выхода второго тритера 12 поступает на управляю ций вход второго вентиля 4 и на второй управляющий вход первого вент1шя 7, запретная проход сигналов через эти вентили. Этот момент времени определяет окончание интервала времени измерения t, , который, благодаря синхронизации второго триггера 12 импульсами измеряемого сигнала, оказывается кратным периоду Т входного сигнала, т.е. tn КТ.

Одновременно в счетчике 9 времени измерения фиксируется число К, код которого вместе с кодом числа N с выхода счетчика 8 импульсов посту- пает в арифметический блок 10, который определяет оценку измеряемого сдвига фаз в соответствии с выражением

срон 360 11 н ,,

КТ где ut Nt./K.

Формула изобрете ия

сов и счетчика времени измерения и с входом пуска устройства, а кодовый вход формирователя пороговой функции соединен с кодовым входом устройства. 2. Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что формирователь пороговой функции содержит последовательно соединенные сумматор, регистр памяти и функциональный преобразователь код - код, выход которого является выходом формирователя пороговой функции, и элемент И, кодовый вход которого является кодовым входом формирователя пороговой функции и соединен с первым входом сумматора, его импульсный вход является входом начальной установки формирователя пороговой функции, а выход соединен с установочными входами регистра памяти, вход синхронизации которого является входом синхронизации формирователя пороговой функции, а выход подключен к второму входу сумматора и входу функционального преобразователя код - код, при этом второй вход регистра памяти соединен с выходом сумматора.

г

д

ж

III III nil JHIt, 111 IHi,

к

jlllimiltHlllinHHIIIIiHHHIIL.MintillHnnL

f-(

tit

t

(

.

fgjue.Z