ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР Советский патент 1973 года по МПК G01R25/08 

1

Изобретение относится к цифровой измерительной технике н может быть использовано в системах телемеханики и автоматического управления.

Известный цифровой фазометр с компенсацией влияния частоты входного сигнала на точность измерения, основанный на нринцине счета импульсов постоянной частоты в интервале времени, пропорциональном сдвигу фаз, причем коэффициепт пересчета этих импульсов изменяется в соответствии с величиной периода опорного сигнала, не обеснечивает достаточной точности измерения и быстродействия.

Предложенный фазометр позволяет новысить точность измерения и быстродействие благодаря тому, что определяется код разности номинального значения периода и отклонения периода счетчиком, который вычитает из двойного значения номинального периода количество импульсов генератора за текущий период опорного сигнала. Код сдвига фаз определяется суммированием полученного кода разницы число раз, равное количеству импульсов генератора за интервал временного рассогласования исследуемых сигналов.

На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого фазометра; на фиг. 2 приведены временные диаграммы его работы.

Фазометр содержит триггер /, единичный и нулевой входы которого соединены соответственно с шинами опорного 2 и фазоманипулированного 3 сигналов, три линии задержек 4, 5 и 6, формирователь импульсов 7, вентили 8, 9,...9п, 10,...10п, 11,... Лп, сумматор 12, регистр 13, счетчик 14 и высокочастотный генератор импульсов 15.

Сдвиг фаз двух сигналов, частота которых флуктуирует относительно среднего значения, определяется выражение.м

-

ГО-АТт - временное рассогласование исслегдедуемых сигналов Б данном такте; 15То - среднее значение периода;

ЛГ - отключение периода сигнала в

данном такте.

Если период и временное рассогласование заполняются импульсами постоянной частоты, 20 то код сдвига фаз будет равен

То/ + ДГ/ или

„ :/(7-о/-/АГ)

Так как обычно АГ-сТо, то

т/(7о/-/ДГ)

(1) Tlf

Предлагаемый фазометр осуществляет измерение сдвига фаз согласно выражению (1). Для этого необходимо определить код разницы Го/-fAT. С этой целью используется счетчик 14, который импульсами опорного сигнаjia, задержанными линией задержки 4, станится в состояние 2Tof. В течеиие текущего периода счетчик вычитает количество поступающих из генератора 15 имнульсов. В результате этого после окончания периода счетчик будет находиться в состоянии

2T,(T,+AT)T,f-fAT.

Импульсом опорного сигнала код счетчика через вентили 10,...10п переносится в регистр 13 со сдвигом порядка на число разрядов

2 In Го/

п

In 2

При этом частота генератора должна быть такой, чтобы обеспечивалось целое значепие числа д.

При наличии кода разницы среднего периода и текущего отклоиепия периода сумматор 12 иодсчитывает код сдвига фаз. Вентиль 8 в течение интервала временного рассогласования открыт высоким потенциалом триггера /. Поэтому импульсы геиератора, заполняющие данный интервал, суммируют в сумматоре 12 кода разницы. Код сдвига фаз выдается на выход устройства импульсом, сформированным формирователем 7. Этот же имнульс, задержанный линией задержки 5, устанавливает сумматор 12 в нулевое состояние.

Работа предлагаемого фазометра иллюстрируется времецными диаграммами иа фиг. 2, где на эпюрах 1 и 2 приведены последовательности опорцого и фазоманипулированного сигналов, на эпюре 3 - напряжение на единичпом выходе триггера /, иа эпюре 4 - импульсы высокочастотного генератора 15, а на эпюрах 5 и 6 - импульсы на выходе линии задержки 4 и вентиле 8.

Предмет изобретения

Цифровой фазометр, содержащий счетчик, регистр, высокочастотный генератор импульсов, триггер, вентили, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и быстродействия, входы сумматора через вентили соединены с выходами регистра, подключенного входами через вентили и счетчик к выходу высокочастотного генератора и к вентилю, другим входом соединенному с триггером, а выходом - с вентилями передачи кода из регистра в сумматор, причем щииа опорного сигиала подключена ко входу установки регистра в исходное состояние непосредственно и к щнне установки исходного состояния счетчика и вентилем передачи кода из счетчика в регистр через линнн задержки, а вход устаliOBKH исходного состояния сумматора и вентили выдачи результата измерения из сумматора подключены к формирователю импульсов соответствеи 1о через линию задержки и непосредственно.

MIL