ЦИФРОВОЕ ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1972 года по МПК G01R25/04 H03M1/64 

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения разности фаз сигналов в широком диапазоне частот.

Известные фазометрические устройства, построенные по принципу переноса измеряемого сдвига фазы на фиксированную частоту и содержащие каскады формирования входных сигналов, формирователь прямоугольных импульсов, генератор счетных импульсов, делитель частоты и счетчик числа импульсов, имеют ограниченную разрешающую способность при высоких частотах измеряемых сигналов вследствие ограниченности частоты счетных импульсов и быстродействия ключевых и пересчетных схем.

Цель изобретения - увеличение разрешающей способности цифрового фазометрического устройства, работающего на фиксированной частоте.

Для этого в предлагаемом устройстве время измерения увеличивается до нескольких периодов измеряемых колебаний, причем используется управляемый генератор счетных импульсов, частота которого с помощью следящей системы поддерживается отличной от частоты опорного кварцевого генератора на величину, обратную времени измерения.

Устройства содержит каскады /, 2 формирования входных сигналов, формирователь 3 прямоугольных импульсов, схему 4 квантования прямоугольных импульсов, генератор 5 счетных импульсов, генератор 6 опорной частоты, делители 7, 8 частоты соответственно в и и m раз; фазовый детектор 9, смеситель 10, ключевую схему 11, счетчик 12 числа импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На каскады 1, 2 поступают гармонические сигналы фиксированной частоты F, сдвиг фаз между которыми подлежит измерению. Частота измеряемых колебаний кратна частоте генератора 6. В и Кдентичных каналах формирователей путем усиления и симметричного ограничения выделяются моменты положительных переходов через нуль измеряемых колебаНИИ. На выходе формирователя 3 при совпадении положительных полуволн обоих сигналов формируются прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна измеряемому углу сдвига фазы. В схеме 4 производится квантование последних импульсами генератора 5. Счетчик числа импульсов 12 регистрирует количество квантующих импульсов, поступающих на его вход через ключевую схему 11 за время т периодов измеряемых колебаРабота цифрового фазометрического устройства синхронизуется генератором 6 опорной частоты. После деления онорпой частоты в km раз сигналы с частотой Flm поступают в ключевую схему 11, определяя время измерения, и на схему фазового детектора 9 как опорные.

Замкнутое кольцо азтоподстройки частоты генератора счетных импульсов, включающее в себя смеситель 10 н фазовый детектор 9, обеспечивает постоянную разность частот генераторов 6 опорной частоты и 5 счетных импульсов, равную Fjm. Этим достигается нужная рассинхронизация частоты счетных импульсов fc4 с частотой измеряемых сигналов F:

+--. Fт

где k

коэффициент деления опорной частоты, определяющий частоту измеряемых сигналов,

т - коэффициент деления, равный числу периодов измеряемых колебаний, участвующих в одном измерении. Дискретность измерения угла сдвига фазы определяется ценой одного счетного импульса

д - р -Ушах f т, и - ,

/сгmfcT

Из соотношения (2) видно, что в предлагаемом устройстве разрешающая способность зависит от соотношения частоты измеряемых колебаний F и частоты счетных импульсов fcq и определяется количеством периодов измеряемых колебаний т, участвующих в измерении.

Предмет изобретения

Цифровое фазометрическое устройство, работающее по принципу преобразования фазового сдвига во временной интервал с последующим его квантованием, содержащее формирователи входных сигналов, связанные с формирователем прямоугольных напряжений, схему квантования последних импульсами опорного генератора, делители частоты, ключевую схему, соединенную со счетчиком числа импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, оно снабжено генератором счетных импульсов, смесителем и фазовым детектором, один из входов которого через делители частоты связан с выходом генератора опорной частоты, а другой-

с выходом смесителя, на входы которого подключены выходы генераторов опорной частоты и счетных импульсов, причем выход фазового детектора соединен с входом генератора счетных импульсов.