Цифровой фазометр Советский патент 1979 года по МПК G01R25/08 

(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к области Ьяектрорадйоизмерительной техники и может быть использовано при создании быстродействующих фазометров. HsBecTerf цифровой фазометр, содержащий блок управленияJ формирователи/ время-импульсный преобразователь, генератор тактовой частоты , двоичный счетчик импульсов .фазбвого сдвига, двоичный счетчик импульсов периода, общий двоичный счетчик импульсов, два блока совпадения, два элемента ИЛИ, регистрирующий счетчик импульсов, делитель на ЗбЮ и элемент сойпащения 1. Недостатком его является то, что он не,пригоден для измерения фазовых сдвигов в случае непрерывного йэ мбнения частоты входных сигналов. Известен другой цифроврй фазометр содержащий блок управления, формирователи, время-импульсный преобразователь, генератор тактовой част ты, счетчик импульсов фазового сдви га, счетчикимпульсов периода, общий счётчик импульсов, два блока со падения, два элемента ИЛИ, регистри рунАций счетчик импульсов, делитель на Зб«10 ,элемент совпадений 2. Недостатком этого устройства является большая длительность переходного процесса при однократном измерении частоты входных сигналов и непригодность его для измерения фазовых сдвигов в случа, если частоты входных сигналов изменяются непрерывно или дискретно с.большей частотой. Целью изобретения является повышение быстродействия фазометра и расширение, частотного диапазона. Для этого в цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, соединенные соответственно с входами время-импульсного преобразователя, выходы которого через счетчики импульсов сдвига фаз и периода соединены с одними из.входов первого и второго блоков совпадений, вторые входы которых присоединены к выходам общего счетчика,а выходы - к входам первого и второго элементов ИЛИ,соединенных выходами соответственно с регистром счетчика импульсов и делителем частоты,генератор тактовой частоты,элемент совпадений и блок управления, подключенный к счетчикам импульсов сдвига фаз и периода, к регистру счетчика импульсов, к элементу совпадений, делителю частоты

время-импульсйому преобразователю ведены делитель с переменным крэф- ициектом деления, добавочный дели- . ель частоты и добавочный элемент овпадений. Причем генератор так-гоойчасгтоты сЬединён с однййи .из х:дд6в элемента совпадений, добавочного элемента совпадений через добавочный делитель и делителя с переменным коэффициентом деления, второй вход которого соединен с выходом добавочного элемента совпадений, а выХбД - b fpefbKM входом время-имПульсного преобразователя, выход элемента сЬвпадейий соединен с входом общего сЧётчика-. . . .. . : ,

Структурная электрическая схема стройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из первого ивторого формирователей 1, 2, времяимпульсного преобразователя 3, блокуправления 4, счетчика импульсов сдвйга фаз 5, счетчика имПуЛьсов периода б, общего счетчика 7, первого и второго блоков совпадений 8,

9,первого и второго эл:емент6в ИЛИ

10,11, делителя частоты 12, регистра счетчика импульсов 13, элемента совпадений 14, добавочного элемента совпадений 15, ДёлитеЯя с переменным коэффициентом деления 16, генератора тактовой частоты 17 и добавочного делителя 18.

Коэффициент делителя 12 равен 3600, а коэффициент деления делителя 18 равен 1800.

Устройство работает следующим образом;- - ... ;--, .

Перед началом измерения все счётчики фазоизмерителя импульсов с блока управления 4 устанавливаются в нулевое срстояйие,

Йрямоугольнае импульсы с выходом формирователей 1, 2. поступают на время-импульсный преобразователь 3, где в течение первого периода происходит преобра зование Фазового сдвига входных сигналов и длительности периода ; в последовательные Кйоичньгё кода, ; поступающие на счетчики импульсов фазового сдвига 5 и периода б соответственно. В результате в течение одного периода входной частоты в , счетчике 5 фиксируется число импуль-сов ,N, пропорциональное фазовому сдбигу входных сигналов Чх , а IB счетчике б - число импульсов N., npbrtopционалйное периоду входной частоты.

;;..,;- -../ .. -л.; . .- - - -

Квантование временных интервалов tij и f пропорциональных фазовому сдвигу и периоду.входной частоты, осуществляется .выходной частотой делителя с переменньм коэффициентой деления (ДПКД) 16, поступающей на время-импульсный преобразователь 3. Выходная частота ДКПД 16 остается неизменной fi течение первого периода, когда осуществляется квантование . временных интервалов tvf и TgxВ течение следующего (четного) периода импульсы тактовой частоты с выхода тактового генератора 17 с поступают на вход общего двоичного счетчика 7 для считывания информации, занесенной в счетчики 5, б. Импульсы NU и N на входы счетчиков 5, б в это время не поступают. Выходные уровни триггеров 5,6 управляют потенциальными входами блоков совпа дений 8, 9. Выходные сигналы триггеров общего двоичного счетчика 7 поступают на импульсные входы блоков совпадечий 8, 9. Эти сигналы формируются от спадов импульсов соответствующих триггеров и распределяются вс времени так, что исключается возможность совпадения Их при суммировании на элементах ИЛИ 10, 11. 0 С выхода элемента ИЛИ 11 импульсы п6с тупа:ют На делитель 12 частоты на 3600, а с йыхода элемента 10 - на регистр счетчика 13 Ш пульсов

За время, в течение которого на 5 делитель 12 поступает 3600 импульсов на счетчик 13 импульсов поступает число импульсов, пропорциональное фазовому сдвигу между входными сигналами. Импульс переполнения делителя , 12, поступающий .на блок управления 4, п1рекра«ает прохождение импульсов тактовой частоты на общйР двоичный счетчик 7, и считывание инфсрмаций заканчивается. Счетчик 13 фиксирует , результат измерения фазового сдвига в градусах с точностью до десятых долей.

В 1О же время в те 1еиие Первого полупериода четного периода входной частоты с вреМя-импульсного преобразователя 3 йЬступает единичный пол енциал на добавочный элемент совпадения 15. На управляющий вход ДПКД 16 начинают поступать выходные импульШ делителя 18 частоты тактового генератора 17. Количество выходных ИШульсов делителя 18, поступивших, втечение пояупериода на управляющий вход ДПКД 16,

м s п ц.т

Нд, 0,

показывает во сколько раз частота Т5.ИТСВОГО генератора frnh превьииает в данный момйнт необходимую квантующую частоту fuj 3600. вх. В зависимости от количества импульсов NА в МЭмёНт их поступления устанавливае;гся необходимый коэффициент деле-, ния ДПКД 16 Кд«2, где Е в зависимости от величины N, может принимать

0 значЕение О, 1, 2, 37 4..., При этом частота ДПКД 16 f..... k .с точностью до октавы, у

Процесс установления в устройстве отсутствует. По окончании первого

5 полупериода четного периода и времени задержки логических схем ДПКД 16 (20 - 50 нсек) его выходная Частота дажд при переклк чении частоты Fj входных сигналов из одно го крайнего .значения частотного диа пазона в другое, отношение которых может быть очень большим (более, чем 10) , и фазометр продол жает нормально функционировать. На верхней рабочей частоте фазоизмерителя , и f. 3600 FB. Коэффициент деления ДПКД 16 остается неизменным во втором полупериоде, а также в следующем нечетном периоде, когда осуществляется кванто: вание временных интервалов Tj По окончании вычисления отношения и сброса всех счетчиков фазоизмерйтеля в О с. начапом следуквдего (нечетного) периода входной частоты, цикл измерения повторяется. Настоящее устройство позволяет увеличить быстродействие фазометра и обеспечить его работоспособность При изменении частоты входных сиг налов в процессе измерения, в связи с чем значительно расширяется област применения фазометра и увеличивается производительность труда при измерительных работах. Формула изобретения Цифровой фазометр, содержащий пер рый и второй формирователи, соединен ные соответственно с входами время|п«1ульсного преобразователя, выходы которого через счетчики импульсов сдвига фаз и периода соединены с одними из входов первого и второго блоков совпадений, вгорые входы которых присоединены к выходам общего счетчика, а выходы - к входам первого и второго элементов ИЛИ, соединенных выходами соответственно с регистром счетчика импульсов и делителем частоты, генератор тактовой частоты, :элемент совпадений и блок управления, подключенный к счетчикам импульсов сдвига фаз и периода, к регистру счетчика импульсов, к элементу совпадений, делителю частоты и времяимпульсному преобразователю, о т личающ.ийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения частотного диапазона, он снавжен делителем с переменным коэффициентом деления, добавочным делителем частоты и добавочным элементом совпадений, причем генератор тактовой частоты соединён с одними из входов, элемента сбвпддленйй, добавочного элемента совпадений через добавочный делитель и делителя с переменным коэффициентом деления, второй вход которого соединен с выходом добавочного элемента совпадений, а выход - с третьим входом время-импульсного преобразователя, выход элемента совпадений соединен с входом общего счетчи:ка. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 296053, кл. G 01 R 25/00, 1971. 2.Смирнов П., Т, Цифровые фазометры Л., Энергия , 1974, с, 26-27.