Цифровой фазометр с оптимальным квантованием Советский патент 1975 года по МПК G01R25/00 

(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ОПТИМАЛЬНЫМ КВАНТОВАНИЕМ

Изобретение относится к радиоизмери- тельной технике и может быть использовано для построения цифровых фазометров с высокой разрешающей способностью.

Известный цифровой фазометр с оптимаЛь ным квантованием, содержащий формирующее устройство, триггер схемы совпадений, счетчик, схему автоматики, умножитель, делитель частоты, генератор квантующих импульсов, охваченный кольцом фазовой ав- i томатической подстройкой частоты (ФАПЧ), состоящим из смесителя, фазового детекто: ра и фильтра нижних частот, характеризуетI ся невысокой точностью и разрешающей

способностью.

ДДель изобретения повыщение разрещающей способности и исключение систематической погрешности.

Это достигается .тем, что оп снабжен вторым генератором квантующих импульсов со схемой ФАПЧ, содержащей смеситель, включенный между умножителем и генера- тором, фазовый детектор, одним входом подключенный к смесителю, вторым - к делителю, а выходом связанный через фильтр

нижних частот с генератором, а также снаб- i жен дополнительным формирователем, вклюi ченным между вторым входом первой схемы ;совпадения и выходом первого генератора квантующих импульсов двумя дополнительны; ми делителями частот,-один из которых I включен между выходом второго генератора квантующих импульсов и входом фазового i детектора первого кольца ФАПЧ, второй (делитель частоты включен между выходом счетчика и через последовательно соединен: ные ЛИНИЮ задержки, схему ИЛИ одним ,Из входов счетчика.i

I На чертеже представлена схема предлагаемого фазометра с оптимальным квантованием.

Фазометр состоит из формирующих уст: ройств 1, 2, триггера 3, схем 4, 5 совпа1дений, управляемых генераторов 6, 7, умножителя 8, фазовых детекторов 9, 10, (фильтров 11, 12 нижних частот, смесителей 13, 14,счетчика 15, делителей 16-18, формирователя 19, схемы 20 ав томатики, линий 21 задержки, схемы ИЛИ 22. Фазометр работает следующим образом. Входные гармонические колебания, между которыми измеряется фазовый сдвиг, подаются на входы формирующих устройств .1, 2, которые преобразуют эти колебания в последовательность коротких импульсов, приведенных к нулю переходом входных - ----г-v----,...,...,.. . . .. . , сигналов (например, в начале, положительной полуволны). Импульсы привязки .запуска ют триггер 3, выходные импульсы которого пропорциональные по длительности фазовому : сдвигу, управляют схемой 4 совпадений. На второй вход этой схемы через формирователь 19 поступают импульсы с выхода re-J нератора 7 квантующих импульсов, частота которых соответствует частоте квантования { На выходе схемы 4 совпадений имеют место пачки импульсов, число которых.про- f ,- f порциональное фазовому сдвигу, подсчитывается счетчиком 15. Схема 5 совпадений, управляемая схемой 20 автоматики открывает счетчик 15 на время измерения, в течение которого происходит счет числа импу Для формирования частоты квантования и времени измерения входные колебания 1 „ „ ..-„ с одного из выходов подаются на умножи- тель 8 с коэффициентами умножения .л 1а / . V,. к которому подключен делитель 16 с коэф1фициентами деления 1Т1 tn С выходов умножителя и делителя сигналы с частотами -П.. и С поступают :1 гпГ соответственно на смеситель 14 и фазовый детектор 9 первого (дополнительного) коль ца ФАП 4, содержащего также фильтр 11 нижних частот и управляемый генератор -6. С помощью кольца ФАП 4 частота генера- тора 6 поддерживается равной с точностью до фазы сумме частот . Эта частота, поделенная в trio Р дели 17, является опорной для фазового дэтектора Ю второго кольца ФАПЧ квантующего генератора 7, куда входит также смеситель 13 и фильтр 12 нижних частот. Частота квантующего генератора 7 с помощью кольца ФАПЧ поддерживается ТПл где а -целое число, не имеющее общих множителей (кроме 1), с числом усредняемых интервалов К При этом число а может быть выбрано таким, чтобы аппаратурная реализация схем ФАПЧ вспомогательного и квантующего ; генераторов не вызвала каких-либо затруд- нений, Время измерения фррмируется делителем 17 с коэффиаиеитом деления при этом произведение t ,.1l-, должно 1X4 I6 быть равным 36. 10 (е - целое число) для обеспечения отсчета результата измерения в градусах фазь1. При выборе конкрет ных значений f некоторые из iJ./ коэффициентов деления или умножения могут оказаться равными 1, что приведет к упро-. щению схемы фазометра. За время. измерения генератор квантующих импульсов вырабатывает число импульсов, равное 36. 1О® +Д t 36.1O®+ANi. ИЗМг связи с тем, что число не равно точно 3610 , возникает погрешность, равная Л36-10 Для исключения этой ощибки необходимо полученный результат скорректировать на величину «л-Д N. Особен- величину 36.10® но просто эта операция может быть реализована дляAN 10 , где Z -целое число. В этом случае к числу импульсов, записанному в счетчик N vf , нужно доN . Эта операбавить число может быть реализована, если предлагаемое устройство снабдить делителем 20 на 36, вход которого подключен к ( t,. - 2. ) ч -ому разряду счетчика 6, а выход через линию 21 задержки - к схеме ИЛИ 22. Время задержки линии 21 задержки должно быть таким, чтобы общее время задержки от входа счетчика 6 до выода линии 21 задержки равнялось приблизктельн но половине периода квантующих импульсов. П р е д мет изобретения Цифровой фазометр с оптимальньтм квантованием, содержащий формирующее |устрой-; ство, 1три1 гер, схемы совпадений, счетчик, I

схему автоматики, умножитель, делитель ; i частоты, генератор квантующих импульсов, , : охваченный кольцом фазовой автоматичеI ской подстройкой частоты (ФАПЧ), состоя-j шим из смесителя, фазового д тектора и - фильтра нижних частот, отличающий- с я тем, что, с целью повышения раэреша | ющей способности, исключения систематиче-; ской погрешности, он снабжен вторым генератором квантуюших импульсов со схемой | ФАПЧ, содержашей смеситель включенный ; между умножителем и в тор1ым генератором : квантующих импульсов, фазовый детектор, ; одним входом подключенный к смесителю,

. ; .... ... 6 . .. .

вторым - к делителю, а выходом связанный i через фильтр нижних частот с генераторов, |а также снабжен дополнительным . .вауелем. включенным межд вторым вхоДоМ 5 схемы совпадения и выходом перво-. го генератора квантуюшлх импульсов, дву-. мя дополнительными делителями частоты, один из которых включен между выходом второго генератора квантующих импульсов И входом фазового детектора первого адлЬда ФАПЧ, а второй делитель частоты включен между выходом счетчика и через последовательно соединенные линию задержки, схему ИЛИ, одним из входов последнего.