Цифровой частотомер-фазометр Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и им пульсных измерительных устройств и может быть использовано в импульсных и цифровых фазометрических устройствах, в частности фазовых радиогеоде ических и радионавигационных системах. Известно устройство для измерения разности фаз, позволяющее получать отсчет разности фаз двух сигналов. Но оно способно работать только в непрерывном режиме измерений при наличии устойчивых входных сигналов Известен следящий частотомер-фаз метр, содерухащий генератор опорной частоты, двоичный умножитель, управляющий реверсивный счетчик, счетчик, схему сравнения, регистр и триггер. При этом выход генератора опорной частоты соединен со входом двоичного умножителя, управляющие входы которого соединены с выходами разрядов управляющего реверсивного счетчика, а выход двоичного умножителя соединен со счетным входом счет чика, в котором выход переполнения подключен ко второму входу схемы сравнения, первый вход которой подкл чей к источнику измеряемого сигнала, а к источнику опорного сигнала подключен первый вход триггера 2. Однако при наличии помех иди при пропаданиях измеряемого сигнала, а также при импульсном способе измерений, когда измеряемый сигнал поступает лишь в течение коротких отрезков времени, что имеет место при работе фазовых радиогеодезических и радионавигационных систем, в моменты .пропаданий ули искажений измеряемого сигнала в регистр результата этого фазометра может быть записан ложный результат. Цель изобретения - устранение возможности получения ложных результатов при импульсном методе измерений, а также при пропаданиях измеряемого сигнала и помехах в нем. Это достигается тем,что в предложенное устройство, содержащее генератор опорной частоты, двоичный .умножитель, управляющий счетчик ..счетчик, схему сравнения, регистр и триггер, при этом выход генератора опорной частоты соединен со входом двоичного умножителя, управляющие входы которого соединены с выходами разрядов управляющего счетчика, а выход двоич:ного умножителя соединен со счетным входом счетчика, в котором выход переполнения подключен ко второму входу схемы сравнения, первый вход которой подключен к источнику измеряемого сигнала, а к источнику опорного сигнала подключен первый вход триггера, введены элемент задержки и дополнительный счетчик, соединенны с регистром, причем счетный вход дополнительного счетчика подключен к в ходу двоичного умножителя, установочный вход дополнительного счетчика по ключен к единичному выходу триггера,- второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, вход кото рого подключен к источнику измеряемо го сигнала, к установочному входу счетчика и к первому входу схемы сра нения, первый и второй выходы котор соединены с су «1мирующим и вычитающим входами управляющего реверсивног счетчика, а третий:выход соединен с шиной записи регистра. На чертеже показана структурная схема предложенного цифрового частотомера-фазометра . Цифровой частотомер-фазометр содержит генератор опорной частоты 1, двоичный умножитель 2, в состав которого входит счетчик 3 и система ключей 4, управляющий реверсивный счетчик 5, счетчик 6, схему сравнения 7, регистр 8, триггер 9, дополнительный счетчик 10 и элемент за держки 11. Устройство работает следующим образом. С выхода генератора опорной часто ты- 1 импульсы постоянно поступают на вход счетчика 3, входящего в состав двоичного умножителя 2. Частота этих импульсов должна превышать час тоту измеряемого сигнала по меньшей мере в п раз, где п - основание сис единиц измерения. Импульсы со счетчика 3 поступают на входы системы ключей 4, состояние которых определяется числом, записанным в управляющем реверсивном счетчике 5. Частота импульсной последовательности на выходе двоичного умножителя 2 прямо пропорциональна числу, содержащемуся в управляющем реверсивном счетчике 5. С выхода двоичного умножителя 2 импульсы поступают на счетные входы счетчиков б и 10. На выходе переполнения счетчика б через период времени, определяемый коэффициентом пересчета счетчика б и число в управляющем реверсивном счетчике 5 появляются импульсы переполнения. На первый вход схемы сравнения 7 поступаиот импульсы, частоту и фазовы сдвиг которых относительно опорного сигнала необходимо измерять. На другой вход схемы сравнения 7 поступ ют импульсы переполнения от счетчика 6. Схема сравнения 7 сравнийает периоды поступления импульсов измеряемого сигнала и импульсов со счетчика 6. Фазирование начал периодов производится установкой счетчика 6 в нулевое состояние импульсом измеряемого сигнала. Если импульс измеряемого сигнала опережает импульс с выхода счетчи«а 6 (,,„ f , где f - частота компенсирующего сигнала от счетчика б), схема сравнения 7 пропускает импульс измеряемого сигнала на первый выход схемы сравнения 7, связанный с суммирующим входом управляющего реверсивного счетчика 5, и код в счетчике 5 увеличивается. Если импульс измеряемого сигнала отстает от импульса с выхода счетчика 6 (при f fj ) , схема сравнения 7 пропускает импульс измеряемого сигнала на второй выход схемы сравнения 7, связанный с вычитающим входом счетчика 5, и его код уменьшается . Если импульсы из tepяeмoгo сигнала И от счетчика б совпадают (при с f icQMH схема сравнения 7 пропускает импульс измеряемого сигнала на третий выход схемы сравнения 7, связанный с шиной записи регистра 8, при этом состояние управляющего счетчика 5 не изменяется. В этом случае код в управляющем счетчике 5 пропорционален частоте измеряемого сигнала. Таким образом, схемой сравнения 7 сравнивается текущий период измеряемого сигнала с некоторым усреднен 1ым значением предшествующих периодов. Импульс опорного сигнала устанавливает триггер 9 в единичное состояние, при котором на управляющий вход счетчика 10 подается потенциал, разрешающий работу счетчика 10. Если в течение периода измеряемого сигнала не было пропадания сигнала или помехи, последующий импульс измеряемого сигнала, пройдя на третий выход cxeNtts сравнения 7, поступит на шину записи регистра 8 и перепишет в него отсчет разности фаз, сформированный в счетчике 10. Этот же импульс измеряемого сигнала, пройдя через элемент задержки 11, устанавливает триггер 9 в нулевое состояние, при котором на управляющий вход счетчика 10 подается потенциал, блокирующий работу счетчика 10, и удерживающий его в нулевом состоянии до прихода следующего импульса опорного сигнала. Время задержки элемента задержки 11 должно быть достаточным для определения схемой сравнения 7 очередности поступления импульсов на ее входы и для перезаписи в регистр 8 нового отсчета разности фаз. Таким образом, при пропаданиях измеряемого сигнала регистр 8 сохра