Одноканальный фазометр Советский патент 1988 года по МПК G01R25/00 

4 о

i4ib

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для определения разности фаз между двумя сиг1 алами.

Цель {зобретения - повышение точности измерений в широком динамическом диапазоне входных сигналов.

На фиг.1 приведена структурная схема одноканального фазометра на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу фазометра.

Одноканальный фазометр содержит последовательно соединенные синхронизатор 1, коммутационный генератор 2, переключатель 3, полосовой фильтр 4, ограничитель 5, а также последовательно соединенные первый коммутатор 6, счетчик 7 и регистр 8, второй вход которого соединен с вторым вы- ходом первого коммутатора 6, последовательно соединенные дифференциато 9 и компаратор 10 и последовательно соединенные делитель 11 частоты и второй коммутатор 12, второй вход ко торого соединен с входом делителя 11 частоты и вторым выходом синхронизатора 1, третий выход которого соединен с вторым входом компаратора 10, выход которого соединен с вторым вхо дом первого коммутатора 6 и третьим входом второго коммутатора 12, выход которого соединен с вторым входом счетчика 7, а выход ограничителя 5 соединен с входом дифференциатора 9. Клеммы 13 и 14 для подсоединения входных сигналов.

Первый входной сигнал 15, 16 на входной клемме 13 переключателя 3 и после ограничения соответственно, второй входной сигнал 17, 18 на входной клемме 14 переключа:теля 3 и после ограничения соответственно, сигнал 19 на, выходе дифференциатора 9, сигналы 20 и 21 на выходе компарато- ра 10, сигнал 22 на входе счетчика 7

Одноканальньй фазометр работает следующим образом.

На входы фазометра поступают сигналы 15 и 17 известной частоты, раз- ность фаз между которыми подлежит измерению. Переключатель 3, управляемый генератором 2, поочередно подключает к входу полосового фильтра 4 указанные входные сигналы. После ог- раничения последних на выходе ограничителя 3 образую тся сигналы 16 и 18 трапецеидальной формы, крутизна фронта которых зависит от уровней входных сигналов 15 и 17. Поскольку указанные уровни изменяются независимо, то крутизна фронтов импульсов 16 и 18 различна и, следовательно, различна величина погрешности отсчета фазы для обоих сигналов, что существенно снижает точность измерений.

Для устранения указанного недостатка сигнал с выхода ограничителя 5 поступает на дифференциатор 9, на выходе которого образуются импульсы 19 с крутыми фронтами, которые отличны от нуля только на интервалах, совпадающих с фронтами сигналов 16 и 18. Передний фронт сформированных импульсов 19, как и в известном, определяет погрешность отсчета с/, , cTj , зависящую от уровней входных сигналов 15 и 17. Однако, если просуммировать половины длительностей импульсов 19 с интервалом между их противоположными фронтами, то получают непосредственно измеряемый фазовый сдвиг 4 Ц независимо от уровней входных сигналов 15 и 17.

Это осуществляется следующим образом. Компаратор 10 приводит импульсы 19 к логическим уровням. По переднему фронту импульса 20, соответствующего первому входному сигналу через коммутатор 6, сбрасывается счетчик 7, с помощью дополнительного коммутатора 12 вход счетчика 7 подключается к делителю 11 частоты на два. В течение импульса 20 на счетный вход счетчика 7 поступают импульсы с

половинной частотой f-r/2, где f - тактовая частота с второго выхода синхронизатора 1, вследствие чего в счетчике 7 осуществляется суммирование половины интервала длительности импульса 20. По окончании последнего коммутатор 12 подключает к счетному входу счетчика 7 второй выход синхронизатора 1, на него поступают им- пульсы с частотой f , вследствие чего IK содержимому счетчика 7 прибавляется величина интервала между задним фронтом импульса 20 и передним фронтом импульса 21, Аналогично на время действия импульса 20 счетчик 7 коммутатором 12 переключается на половинную частоту, к его содержимому прибавляется половина интервала длительности импульса 21. Задним фронтом импульса 21 содержимое счетчика 7, соответствующее измеряемому фазе3

вому сдвигу (-Р, считывается в ре7 гистр 8.

Кроме того, синхронизатор 1 формирует импульсы, длительность которых равна периоду входных сигналов 15 и 17 на интервалах, свободных от межсимвольной интерференции,и стробиру- ет компаратор 10. При этом между импульсами 20 и 21 находится несколько периодов входного сигнала 15. Счетчик 7 осуществляет суммирование по модулю N, где N - число градаций фазы, а тактовая частота f. в N раз выше частоты входных сигналов 15 и 17, поэтому за период входного сигнала 15 счетчик 7 заполняется (обнуляется) , и таким образом из результата измерений исключаются все целые периоды .

Преимущество предлагаемого технического решения состоит в том, что результат измерения 4 if не зависит от крутизны фронтов импульсов на выходе ограничителя и, следовательно, от уровней входных сигналов, т.е. использование предлагаемого фазометра позволяет существенно повысить точность измерения в щироком взаимном

рмула

и

4 3 о

б р е т е н и я

0

5

5

Одноканальный фазометр, содержащий последовательно соединенные синхронизатор, коммутационный генератор, переключат ель, полосовой фильтр и ограничитель, а также последовательно соединенные первый коммутатор, счетчик и регистр,второй вход которого соединен с вторым выходом первого коммутатора, первый вход которого соединен с выходом коммутационного генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком динамическом диапазоне входных сигналов, в него введены последовательно соединенные дифференциатор и компаратор и последовательно соединенные делитель частоты и второй коммутатор, второй вход которого соединен с входом делителя частоты и вторым выходом синхронизатора, третий выход которого сое- динен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора и третьим входом второго коммутатора, выход которого соединен с вторым входом

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений в широком динамическом диапазоне входных сигналов. Фазометр содержит синхронизатор 1, коммутационный генератор 2, переключатель 3, полосовой фильтр 4, ограничитель 5, коммутатор 6, счетчик 7 и регистр 8. Введение дифференциатора 9, компаратора 10, делителя 11 частоты и коммутатора 12 способствует тому, что результат измерений не зависит от крутизны фронтов импульсов на выходе ограничителя 5 и, следовательно, от уровней входных сигналов. 2 ил. а

динамическом диапазоне входных сигна-30 счетчика, при этом выход ограничителя соединен с входом дифференциатора.

лов.

винили Заказ 3099/49

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 772

Подписное