Цифровой фазометр Советский патент 1988 года по МПК G01R25/00 

J

Н2

ш (Л

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и служит для повьшения быстродействия фазометра. Устройство содержит формирователи 1 и 2, триггеры 3, 11 и 12, элементы И4и5,9и10и счетчики 6 и 7 и генератор 8 импульсов эталонной частоты. Введенньй управляющий блок 16 выполняет функцию необходимого кода, определяющего погрешность измерения в зависимости от величины разности фаз. Вычислительный блок 17 предназначен для вьшолнения вычисления С. Кроме того, введены триггер 13, блок 14 сравнения кодов и регистр 15 памяти. 1 ил.

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано для повышения быстродействия в цифровых фазометрах среднего значения.

Цель изобретения - повышение быстродействия .

На чертеже приведена блок-схема цифрового фазометра.

Фазометр содержит формирователи 1 и 2, триггер 3, элементы И 4 и 5 счетчики 6 и 7, генератор 8 импульсов эталонной частоты, элементы И 9 и 10, три триггера 11-13, блок 14 сравнения кодов, регистр 15 памяти и управляющий блок 16. Кроме тог О, измеритель содержит вычислительный блок 17, шины 18 и 19 соответственно опорного и измерительного сигналов и шину 20 Пуск,

Формирователи 1 и 2 абсолютно .идентичны, в которых входные сигналы преобразуются в прямоугольные напряжения, которые затем дифференцируются 25 переходит из одного состояния в дру- и ограничиваются. Блок 14 сравнения кодов реализуется на двухвходовых элементах И, аналогичных элементам И 4, 5, 9 и 10,

Управляющий блок 16 выполняет функцию задания необходимого кода-,- определяющего погрешность измерения в зависимости от величины разности фаз. Код может задаваться автоматически с помощью электронного устройства.

35

гое,

С приходом запускающего сигнала на шину 20 триггер 11 переходит в 30 единичное состояние и открывает элемент И 9, Первьш после открытия элемента И 9 импульс с выхода формирователя 2 поступает на S-вход триггера 13 и R-вход триггера 11, переводя последний в исходное состояние. Триггер 13 переходит в состояние, при котором появляется разрешающий потенциал на вход ах элементов И 4 и 5. В результате этого на счетчики 6 и 7 начинают поступать импульсы с выхода генератора 8, Счетчик 7 регулярно подсчитывает пачки импульсов на выходе элемента И 4, При сравнении кода счетчика 7 с кодом, записанным в регистре 15 памяти, срабатывает блок 14 сравнения кодов, в результате чего триггер 12 переходит в состояние, открываклцее элемент И 10, Первый же после этого импульс с выхода формирователя 2 через элемент И 10 переЬо- дит триггеры 12 и 13 в исходное сое- тояние. При этом с входов элементов И 4 и 5 снимается разрешающий потенциал. Схема возвращается в исходное состояние. Одновременно импульс с входа блока 14 сравнения кодов поступает на вход вычислительного блока 17, которьш и производит вычисление фазового сдвига по формуле:

Вычислительный блок 17 предназна NT °

чен для выполнения вычисления ---360 .

т

Формирователи 1 и 2 своими входами подключены к шинам 18 и 19, а выходами соответственно к R- и S-входам триггера 3, выход которого соединен с первым входом элемента И 4, Второй вход элемента И 4 соединен с выходом генератора 8 и первым входом элемента И 5, а третий - со вторым входом элемента И 5 и выходом триггера 13, S-вход триггера 13 соединен с выходом элемента И 9 и R-входом триггера 11, а R-вход - с выходом элемента И 10, и R-входом.триггера 12. Другие входы элементов И 9 и 10 соединены с выходом формирователя 2. Выходы элементов И 4 и 5 соединены со счетными входами соответствующих счетчиков 7 и 6, выходы декад которых подключены-к вычислительному блоку 17, Кроме того, выходы декад счетчика 7 соединены с

0

5

0

входами блока 14 сравнения кодов,, другие входы которого через регистр 15 памяти соединены с управляющим блоком 16, Выход блока 14 сравнения кодов соединен с входом управления, вычислительного блока 17 и S-входом триггера 12. Шина 20 Пуск соединена с S-входом триггера 11,

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии до подачи сигнала Пуск на вьпсодах триггера 11, и элементов И 9 и 10 отсутствуют разрешающие сигналы, все элементы И 4, 5, 9 и 10 закрыты, счетчики 6 и 7 обнулены, управляющим блоком 16 задан необходимый код, поступающий через регистр 15 памяти на блок 14 сравнения кодов. На выходах формирователей 1 и 2 постоянно присутствуют короткие импульсы, соответствующие нулевым фазам опорного и измерительного сигналов, под действием которых триггер 3

5 переходит из одного состояния в дру-

5

..

гое,

С приходом запускающего сигнала на шину 20 триггер 11 переходит в 0 единичное состояние и открывает элемент И 9, Первьш после открытия элемента И 9 импульс с выхода формирователя 2 поступает на S-вход триггера 13 и R-вход триггера 11, переводя последний в исходное состояние. Триггер 13 переходит в состояние, при котором появляется разрешающий потенциал на вход ах элементов И 4 и 5. В результате этого на счетчики 6 и 7 начинают поступать импульсы с выхода генератора 8, Счетчик 7 регулярно подсчитывает пачки импульсов на выходе элемента И 4, При сравнении кода счетчика 7 с кодом, записанным в регистре 15 памяти, срабатывает блок 14 сравнения кодов, в результате чего триггер 12 переходит в состояние, открываклцее элемент И 10, Первый же после этого импульс с выхода формирователя 2 через элемент И 10 переЬо- дит триггеры 12 и 13 в исходное сое- тояние. При этом с входов элементов И 4 и 5 снимается разрешающий потенциал. Схема возвращается в исходное состояние. Одновременно импульс с входа блока 14 сравнения кодов посту пает на вход вычислительного блока 17, которьш и производит вычисление фазового сдвига по формуле:

314205Д6

NC-. вкоторых соединены соответственно с

СР - - Ji- 4fiO

NT ;входами первого-триггера, выход котогде N - количество импульсов (в пач-рого соединен с первым входом первого

как), насчитанных счетчи- gэлемента И, выход которого через перком 7jйый счетч-ик соединен с входами выN - количество импульсов, насчи-числительного блока,, вторые входы

танных счетчиком 6.которого через второй счетчик соеди-

В фазометре относительная погрет-нены с выходом второго элемента И,

кость квантования текущего юпервый вход которого соединен с вызначения фазы определяется в соответ-ходом второго триггера, а второй - с

ствии с выражением:выходом генератора импульсов эталончлп частоты, при этом выход второго

д(, формирователя соединен с первыми

Тек р-ч

N - 615входами третьего и четвертого элеменгде К - число периодов усреднения тов И, -а второй вход третьего элеменN - заданное постоянное число,та И соединен с выходом третьего

определяющее используемоетриггера, первый вход которого соедичисло периодов усреднения длянен с клеммой Пуск устройства, о тполучения заданной относи- 20ли,чающийся тем, что, с цетельной погрешности определе-лью повышения быстродействия, в него

ния минимального текущеговведены четвертый триггер и последозначения разности фаз,ватёльно соединенные .управляющий

При увеличении разности фаз, числоблок, регистр памяти и блок сравнеN достигается быстрее и, следователь- 25ния кодов, вторые входы которого соено, при получении погрешности измере-динены с выходами первого сч етчика,

ния текущего значения не более задан-а выход - с управляющим входом вычисного для минимального текущего зна-лительного блока и первым входом четчения время измерения сокращается.вертого триггера, второй вход котоТаким образом, в цифровом фазомет 30рого соединен с выходом четвертого

ре обеспечивается лучшее быстродей-элемента И и первым входом второго

ствие в случае измерения с погрешнос-триггера, а выход - с вторым входом

тью измерения текущего значениячетвертого э.лемента И, при этом втосдвига фаз не более заданного для ми-рой вход третьего триггера соединен

нимального текущего значения сдвига с выходом третьего элемента И, вторым

фаз.входом второго триггера, выход котоФормула изобретенияР° ° соединен с вторьм входом перво- . . . .го и второго элементов И, третий вход

Цифровой фазометр, содержащий пер-которого соединен с выходом генератовый и второй формирователи, выходы 40Р импульсов эталонной частоты.