Цифровое фазометрическое устройство Советский патент 1979 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к радиоизме рительной технике и может найти прим нение в фазометрических системах тип радиорефрактометров. В радиорефрактометрах известно цифровое устройство, измеряющее разность фаз между двумя последовательностями резонансных импульсов измерительного и эталонного резонаторов и содержащее последовательно соединенные коммутатор, формирователь, Т-триггер, цифровой счетчик и цифровое табло 1. В известном устройстве измеряемая разность фаз преобразуется во времен ной интервал, который начинается в момент равенства порогового вгапряжения и напряжения опережающего резонансного импульса, а заканчивается в момент равенства порогового напряжения и напряжения запаздывающего резонансного импульса. Величина этог интервала является мерой искомой раз ности фаз. Недостатком.такого устройства яв ляется низкая точность, обусловленна искажением величины измеряемого временного интервала за счет вариации параметров импульсов обеих последовательностей (крутизны фронта и амплитуды) , а также нестабильности порогового напряжения. Наиболее близок к предлагаемому изобретению цифровой фазометр, содержащий генератор счетных импульсов, счетный триггер, два компаратора, выходы которых через первый и второй элементы совпадения подключены к первому и второму входам элемента РШИ, выход элемента ИЛИ подключен к входу счетчика, выход которого сое- дивен с входом ,цифрового индикатора 2 , В этом устройстве искомая разность фаз также преобразуется во временной интервал, причем измерение выполняется от момента прохождения через нуль импульса первой последовательности , по момента прохождения яерёз нуль импульса второй последовательности. Однако этот фазометр вследствие вариации параметров (крутизны и амплитуды) резонансных импульсов обеих последовательностей не позволяет производить измерения с высокой| точностью. Цель изобретения - повышение точности измерения разности фаз между двумя последовательностями резонансных -импульсов. 3 Это достигается тем, что в устройство, содержащее генератор счет ных импульсов, счетный триггер, . два компаратора, выходы которых чер первый и второй элементы совпадения подключены к первому и второму вх дам элемента ИЛИ, выход элемента ИЛ подключен к входу счетчика, выход ко торого соединен с входом цифрового индикатора, дополнительно введены R триггер, инвертор и элемент совпадения, причем выход первого компарато ра через инвертор и дополнительный элемент совпадения подключен к трет ему входу элемента ИЛИ и непосредственно к S входу RS-триггера, R вход которого подключен к выходу второго компаратора, выход RS-три гера подключен к первому входу дополнительного элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов и входу счетного триггера, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов совпадения. На чертеже дана функциональная схема цифрового фазометрического устройства. Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, выход которого подключен к .счетному входу счетно триггера 2 и к входу дополнительного элемента 3 совпадения, другие входы которого соответственно соединены с выходом инвертора 4 и единичным выходом RS -триггера 5, S вход по следнего соединен с входами инверто ра, первого элемента 6 совпадения и с выходом первого компаратора 7. R вход RS -триггера подключен к входу второго элемента 8 совпадения и выходу второго компаратора 9. Вто рые Входы элементов б и 8 совпадени соединены с выходом счетного триггера 2. Выходы элементов 3, б и 8 совпадения через элемент ИЛИ 10 свя заны с входом счетчика 11, к выходу которого подключен цифровой индикатор 12. Устройство работает следующим образом. Величина временного интервала д-t , соответствующая величине измеряемой разности фаз, определяется по формуле где щ,:кн моменты равенства напр жения порогового уровня и соответственно напряжениям переднего и заднего фронтов резонансного импУль са первой последовательности; Н2- К2 моменты равенства напряжения порогового уровня Uj соответственно напряжениям переднего и заднего фронтов резонансного импульса второй последовательности1После тождественного преобразования формула (I) принимает вид Л1. i Ut -t Устройство реализует выражение . . (2). в исходном состоянии все элементы совпадения заперты - элемент 3 совпадения заперт нулевым сигналом с единичного выхода RS-триггера 5, элементы б и 8 совпадения - нулевыми сигналами соответственно с выходов компараторов 7 и 9. Из двух последовательностей резонансных импульсов компараторы 7 и 9 формируют две последовательности прямоугольных импульсов с длительностями соответственно (t.,.- -fc L,, txTЩ и ( Сформированный прямоугольный импульс с выхода первого компаратора 7, поступая на вход элемента б совпадения, разрешает прохождение с выхода счетного триггера 2 в счетчик 11 импульсов, частота которых в два раза ниже частоты счетны-х импульсов, поступающих с выхода генератора 1. При этом в счет-, чик 11 заносится такое количество счетных импульсов, которое соответствует интервалу времени Одновременно сигнал с выхода компаратора 7 через инвертор 4 запирает элемент 3 совпадения по третьему входу и. переводит RS-триггер 5 в единичное состояние, подавая тем самым разрешающий потенциал н.а первый вход элемента 3 совпадения. По окончании импульса на выходе компаратора 7 прекращается прохождение счетных импульсов через элемент б совпадения и начинается подсчет импульсов, поступающих непосредственно с выхода генератора 1 через элемент 3 совпадения, что обеспечивается единичными разрешающими сигналами с выходов инвертора 4 и RS-триггера 5. Измерение интервала времени -t заканчивается в момент появления переднего фронта сигнала на выходе компаратора 9 (за счет переключения RS-триггера 5). Одновременно открывается элемент В совпадения и пропускает такое количество счетньтх импульсов, которое соответствует величине 2 Пррхождётервала времени ние счетных импульсов прекращается по окончании сигнала на выходе компаратора 9. Таким .образом, количество поступивших в счетчик 11 импульсов соответствует временному сдвигу д-Ь между резонансными импульсами двух последовательностей. Измеренная разность фаз индицируется на цифровом индикаторе 12. Изобретение по точности превосхо дит известные аналоги. Действительно, разность фаз двух последовательностей резонансных импульсов в известных устройствах опр деляется посредством измерения длительности временного интервала At Различные вариации параметров резонансных, импульсов обеих последовательностей вызывают изменения значений Ьц и 2 соответственно д и д, при этом фактически изм ряемый временной интервал имеет вел чину ,2- Дz н-l - 2 v . Изобретение свободно от указанной погрешности, о чем свидетельствует инвариантность выражения (1) к аналогичным вариациям Д.( , Ag,,д а -др-ац д,) иа k.2 УН кн Формула изобретения Цифровое фазометрическое устройст во, содержащее генератор счетных им

В(од1 пульсов,-счетный триггер,два компаратора, выходы которых через первый и второй элементы совпадения подключены к Первому и второму входам элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен к входу счетчика, выход которого соединен с входом цифрового индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения разности фаз между двумя последовательностями резонансных импульсов, в него дополнительно введены RS-триггер, инвертор и элемент совпадения, причем выход первого компаратора через инвертор и дополнительный элемент совпадения подключен к третьему входу элемента ИЛИ и непосредственно к S входу RSтриггера, R вход которого подключен, к выходу второго компаратора, выход RS -триггера подключен к первому входу дополнительного элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов и вхо.цу счетного триггера, выход которого соединен с вторыми входами первого и вто-ого элементов совпадения. Источники информации, принятые во внимани.е при экспертизе 1.Геодезия и картография , 1975, № 11, с. 19-24. 2.Авторское свидетельство СССР № 211655, кл. G 01 R 25/08, 1968.