Цифровой фазометр Советский патент 1976 года по МПК G01R25/08 

Цепью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения фазовых сдвигов. Поставленная цепь достигается тем, что в фазометр, содержащий входные форгуироватепи измерительного и онорного каналов, связанные с временным триггером, синхронные счетчики измерительного и опорного каналов, генератор тактовых импульсов, под ключенный к счетчикам, и арифметическое устройство, соединенное со счетчика1УШ обоих каналов, и включающее в себя блок вычисления разности фаз, сумматор и блок долговременной памяти, введены формирователи сигналов сброса и блокировки записи, формирователь сигнала команды перезаписи и вычисления разности фаз и формирователь синхроимпульса записи выходного кода, а так- же введены блоки оперативной памяти, своими входами подсоединенные к выходам синхронных счетчиков соответствующих каналов, входом управления - к выходу формирователя сигпапа команды перезаписи, а выходами - ко входа блока вычисления разности фаз, при этом каждый из формирователей сигналов сброса и блокировки записи одним из сво.их входов подключен к выходу генератора тактовых импульсов, другим входом - к выходу входного формирователя соответствующего канала, а выходами - к управляющим входам синхронных счетчиков, формирователь сигнала команды перезаписи и вычисления разнос ти фаз одним из входов связан с выходом генератора тактовых импульсов, другими входами подключен к выходам формирователей сигналов сброса и блокировки, а также к источнику сигнала Запуск, формирователь синхроимпульса записи выходного кода одним из входов соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а другим - с каналом сигнала Запуск, при этом выход временного триггера под1шючен к управляющему входу блока долговременной . На чертеже изображена структурная элек трическая схема фазометра. Цифровой фазометр содержит входные фор лщрователи 1 и 2 опорногю и измерительного каналов, време11ной 3, синхрон™ ные счетчики 4 и 5 опорного и измерительного каналов, генератор 6 тактовых импуль сов и арифметическое устройство 7, В1шюча ющее в себя блок 8 вычисления разности, сумматор 9 и блок 10 долговременной памя ти. Кроме того, в фазометр введены формир ватели 11 и 12 сигналов сброса и блокировки записи, формирователь 13 сигнала команды перезаписи и вычисления разности фаз, блоки 14 и 15 оперативной памяти и формирователь 16 синхроимпульса записи выходного кода в ре-гистрирующемустройстве. Фазометр содержит также вход 17 сигнала запуска, входы 18 и 19 измерительного и опорного каналов, выход 20 кода измеренных фазовых сдвигов и выход 21 синхроимпульса записи. Работа фазометра состоит в следующем. На входы 18 и 19 формирователей 1 и 2 поступают периодические сигналы, разность фаз между которыми подлежит измерению. Входные формирователи 1 и 2 на своих выходах формируют импульсные поспедовательности, моменты появления коротких И1 шульсов Б которых: соответствуют, например, моментам положительных переходов входных сигналов через нулевую линию. С выходов формирователей 1 и 2 импульсные последовательности поступают на входы временного триггера 3, на выходе которого формируются положительные пря5 1оуголы1ые импульсы, длительность которых равна временному сдвигу между сигналами, поступающими на вход 18, относительно сигналов, поступащих на вход 19. С выходов формирователей 1 и 2 сигналы поступают также на входы формирователей 11 и 12 сигналов сброса и блокировки записи. С выхода генератора 6 на входы синхронных счетчиков 4 и 5, формирователей 11 и 12, 13 и 16 поступает сигналтактовой частоты. Частота генератора тактовых импульсов выбирается такой, чтобы в один период входных скгн.алов, разность фаз между которык/щ подлежит измерению, помещалось 360 П периодов сигнала тактовой частоты (част.оты заполнения), где п целое число, определяющее разрешающую способность фазометра. Синхронные счетчики 4 и 5 непрерывно ведут счет П1ушульсов, поступаю1ш-1Х с вьи.о- да генератора 6. В моменты прихода на вход формирователя 11 (12) с выхода формирователя 1 (2) короткого импульса, соответствующего моменту перехода вхо.:юго сигнала через нулевую линию, на выходе форьшрователя 11 (12) формируется импульс длительностью одного периода тактовой частоты, производящий сброс сишсронного сче| чика 4 {S), Для предотвращения потери ипформаШШ за времш длительности И1ущульса сброса сброс счетчика производится с принудительной записью единицы. Таким образом каждый из сишсронных счетчиков непрерывно от предыдущего сброса до последующегю, то есть от продыдущегс.

..изрехода сигнала на входе фор /шроватепя .1 (2) через нулевую линию до последующе ixi, производит пересчет приходящих с выхода тактового г енератора импульсов заполнения.

Сильная запуска приходят на вход 17 и поступает на фор лирователи 13 и 16. По .приходе по каналу сигнала запуска на входы формирователей 13 и 16 за время первой же отрицательной полуволны генератор 6 на выходе формирователя 13 формирует cft 1сороткнй импульс, поступающий на вход блоков 14 и 15, с появлением которого в зти блоки переписьшается информация из счетчиков 4 и 5. При этом,если сигнал запуска совпадает по времени с моментом сброса счетчиков 4 или 5, то перезапись информации из счетчиков 4 и 5 в блоки 14 и 15 задерживается до окончания процесса сброса. Задержка осуществляется схемой формирователя 13 при приходе икшульсов с БЬ;1ходов формирователей 11 или 12. Блоки оперативной памяти своими выходами соединены со входа /ш блока вынисления разности 8, где из значения, записанного в блоке 14, вычитается значение, записанное Б блоке 15, то есть вычисляется значение f j - f , где f, U f 2 - днoгoвенные значеии:я фаз сигналов на входах 18 и 19 соответственно.

При этом, если , f , то временной триггер 3 находится в единичном состоянии к значение разности f. - f Q, вычисленное блоком 8, передается через сумматор 9 на выходы 20 без изменения. В случае если -Р - f 2. триггер 3 находится в нулевом состоянии, и на выводах блока 1О появляется значегше 360 , а в сумматоре 9 осуществляется операция

360 - - fi ).

что соответствует модулю значения разности фаз(4, - -р2,).

Полученное значение разности фаз появляется на вьи.одах 2,0.

Таким образом, данное устройство позволяет измерять разность фаз двух сигналов за время, значительно меньшее длительност иориода 3 глх и равное длительности одного периода сигнала заполнения, а также повыслть точность измерения.

Формула изобретения

Цифровой фазометр для измерения разности фаз электрических колебаний, содержащий входные фор адрователи измерительного и опорного каналов, связанные с временным триггером, синхронные счетчики измерительного и опорного каналов, генератор тактовых импульсов, подключенньй к счетчикам, и арифметическое устройство, соединенное со счетчиками обоих каналов и включающее в себя блок вычисления разности фаз, сумматор и блок долговременной памяти, о т л и ч а ю щ и и с я тем,

что, с целью ловышекия быстродействия и точности измерений, в него введены ,форкшрователи сигналов сбросай блокировки записи, .формирователь сигнала команды перезаписи и вычисления разности фаз и формирователь

синхроимпульса записи выходного кода, а такйсе введены блоки оперативной памяти, своими входами иодссединенные к выходам синхронньо. счетчиков соответствующих каналов, входам управления - к выходу формирователя сигнала команды перезаписи, а выходами - ко входам блока вычисления разности фаз, при этом каждый из формирователей сигналов сброса и блокировш записи одним из своих входов подключен к

выходу генератора тактовых импульсов, другим входом - к вьькоду входного формирователя соответствующего канала, а выходами - к управляющим вxoдa синхронных счетчиков, форшфователь сигнала команды

перезаписи и вычисления разности фаз одним КЗ входов связан с выходом генератора тактовых икшульсов, другими входами подключен к выходам формирователей сигнала сброса и блокировки, а также к источнику сигнала Запуск, формирователь синхроимпульса записи выходного кода одним из входов соединен с выходом генератора тактовых и шульсов, а другим - с каналом сигнала Запуск, при этом выход временного триггера подхслючен

к управляющему входу блока долговременной памяти.

Источники информац,чи, принятые во внимание при экспертизе:

1. А.вт.сЬ.№ 363933, М.кл.ОО R 25/04,

20.05.71.

2. Авт. св. Хо 256862, кл.&01Н25/00,

05.08.68.