БИБЛИОТЕ.НЛ ^ц^1^И^1^Л^Я|И iriiliininf iTTfif T^'TTT^L Советский патент 1972 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится « области электроизмерительной тех-ники и может быть использовано при создании приборов для одновременного измерения сдвига фаз и частоты исследуемых напряжений.

Известные цифровые фазометры для измерения мгновенных значений сдвигов фаз, содержащие формирователи, «лапаны, управляемые генераторы тактовых частот, двоичные счетчики, логические схемы «И-ИЛИ, блоки управления и цифровые счетчики фазового сдвига, обеснечи1вают возможность динамических И31мерений лараметров разности фаз сигналов, но не дают информации о текущем значении частоты.

Цель изобретения - одновременное излтерение мгновенного значения сдвига фазы и частоты исследуемого сигнала.

Это достигается введением в фазометр счетчика коэффициентов, который подключен к выходу одного из блоков схем «И-ИЛИ, а через дещифратор и схему «И-ИЛИ, включенную в выходную цепь управляемого генератора тактовых частот, - к одному из входов триггера управления, другой вход последнего соединен с блоком управления, а выход через клапан, подключенный к из выходов управляемого генератора тактовых частот, - с входом цифрового счетчика частоты.

Иа чертеже представлена блОК-схема фазометра-частотомера.

Устройство состоит из формирователей 1 и 2, клапанов 3-7, управляемого генератора 8

тактовых частот, двоичного счетчика 9 сдвига фаз, логических схем «И-ИЛИ 10, 11, общего двоичного счетчика 12 импульсов, двоичного счетчика 13 пе1риода, блока 14 управления, цифрового счетчика 15 сдвига фаз, счетчика 16 коэффициентов, дешифратора 17, логической схемы «И-Или 18, триггера 19 управления и цифрового счетчика 20 частоты. Устройство работает следующим образом. В исходном положении все счетчики фазометра-частотомера находятся в исходном состоянии. Формирователи / и 2 из входных сигналов Ui, IJz синусоидальной формы формируют прямоугольные импульсы. Длительность этих импульсов и сдвиг фаз между ниМП определяют В1ремя за1полнения импульсами тактовой частоты двоичных счетчиков периода 13 и сдвига фаз 9.

В течение одного периода входной частоты в счетчике периода фиксируется число, пропорциональное периоду измеряемой частоты, а в счетчике сдвига фаз - число, пропорциональное разности фаз между входными сигналами. В течение следующего периода измеряемой частоты, по команде с блока 14 уппают на вход общего двоичного счетчика 12 импульсов для считывания информации, занесеиной в счетчики периода и сдвига фаз. Импульсы тактовой частоты на входы счетчиков периода и сдвига фаз в это время ие поступают.

Считывание информации со счетчиков периода и сдвига фаз происходит следующем образом. Выходные уровни триггеров счетчиков периода и сдвига фаз управляют потенциальными входами блоков схем «И-ИЛИ 10, 11. Выходные сигналы триггеров общего двоичного счетчика 12 импульсов подаются на импульсные входы блоков схем «И-ИЛИ 10, 11. Эти сигналы формируются от отрицательных фронтов соответствующих триггеров и распределяются во времени так, что исключается возможность совпадения их при сумМИрова-нии на выходах схем «И-ИЛИ 10, 11.

С выхода блока схем «И-Р1ЛИ 11 импульсы поступают на счетчик 16 коэффициентов, а с выхода блока схем «И-ИЛИ 10 через клапан 5 -на цифровой счетчш 15 сдвига фаз. За время, в течение которого на счетчик коэффициентов поступает 360 импульсов, на цифровой счетчик сдвига фаз проходит число импульсов, пропорциональное фазовому сдвигу между входными сигналами. 360-й импульс, выделенный со счетчика коэффициентов дешифратором 17 и прощедший через блок 14 управления, закрывает клапан 5. Доступ импульсов на вход цифрового счетчика сдвига фаз прекращается. Циф|ровой счетчик сдвига фаз фиксирует результат измерения сдвига фаз на цифровом табло в градусах.

Одновременно с началом считывания информации со счетчик01В периода и сдвига фаз, по команде с блока управления, по одному из входов в единичное состояние переводится триггер 19 управления, который своим выходом открывает клапан 7 для прохождения с выхода управляемого генератора тактовых частот постоянной тактовой частоты на вход цифрового счетчика частоты. Импульсы постоянной тактовой частоты поступают на вход цифрового счетчика частоты до момента выдачи с дещифратора счетчика коэффициентов через схему «И-ИЛИ 18 на другой вход триггера 19 управления, который, возвращаясь в исходное состояние, закрывает клапан 7. Поступление импульсов постоянной тактовой частоты на вход цифрового счетчика частоты прекращается.

Импульс, определяющий момент окончания лоступлеция импульсов в цифровой счетчик частоты, выделяется дещифрато ром 17 при записи в счетчике 16 коэффициентов некоторого числа Vs, которое равно произведению

Ns nm-NT,(1)

NI-код числа, записанный в счетчике периода и соответствующий периоду измеряемой частоты.

Из соотнощения (1) следует, что при определенном значении NS

,(2)

где jV/ - число, пропорциональное измеряемой частоте, так как в известном соотноще)1ИИ

(3)

r.

или

NT-Nf Ns - consi(4)

Дещифратор 17 построен таким образом, что в момент прекращения счета в счетчике 20 частоты фиксируется код числа, выражающего значение входной частоты в герцах.

Для работы в щироком частотном диапазоне входных сигналов в устройстве предусмотрен управляемый генератор 8 тактовых частот, который по команде с блока 14 управления изменяет частоту заполнения счетчиков

периода 13 и сдвига фаз 9. Поэтому одному и тому же коду периода NT могут соответствовать различные ча,стоты входного сигнала. Считывание же информации со счетчиков периода и сдвига фаз ведется на максимальной

частоте управляемого генератора тактовых частот.

Для соблюдения равенства (2) при изменении частоты заполнения счетчиков периода и сдвига фаз необходимо менять число NS.

Каждой частоте заполнения соответствует свое число NS. Поэтому при переключении тактовых частот в устройстве одновременно происходит переключение коэффициента - числа NS, насчитываемого счетчиком коэффициентов.

Предмет изобретения

Цифровой фазометр-частотомер, содержащий формирователи импульсов и управляемый генератор тактовых частот, выходы которых подключены к входам клапанов соответственно в цепях сдвига фазы и частоты, другие входы которых и управляемый вход генератора соединены с выходом блока управления, двоичные счетчики сдвига фаз и частоты, подключенные к выходам клапанов, блоки логических схем «И-ИЛИ, соответственно

включенные на выходе счетчиков сдвига фаз и частоты, общий двоичный счетчик импульсов, выходы которого соединены с другими Входами блоков логических схем «И-ИЛИ, цифровой счетчик сдвига фаз, подключенный

через клапан к выходу блока логических схем «И-ИЛИ IB цепи сдвига фаз, другой вход клапана соединен с выходом блока управления, и клапан на входе цепи общего двоичного счетчика импульсов, соединенный

тактовых частот, отличающийся тем, что, с целью одновременного измерения мгновенного значения разности фаз и частоты, он снабжен донолнительным клапаном, дешифратором, схемой «И-Р1ЛИ, триггером управления, цифровым счетчиком частоты и счетчиком коэффициентов, вход которого подключен к выходу блока логических схем «И- ИЛИ в цени частоты, а выход-к входу

цифрового счетчика частоты через последовательно соединенные дешифратор, схему «И- ИЛИ, тр-иггер у1пра.вления и клаиан, другой вход последнего и второй вход схемы «И- ИЛИ соединены с выходом генератора тактовой частоты, причем выход дешифратора подключен к входу блока управления, а выход последнего соединен с вторы-м входом триггера.