Цифровой фазометр Советский патент 1980 года по МПК G01R25/08 

(54) ЦИФРСВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к фазоиэМеригельной технике и может быть использовано в радиолокации и радионавигации, где необходимо измерять фазовый сдвиг в условиях шумовых, помех в трактах радио- дальномерных систем. Известен цифровой фазометр, содержащий триггер, преобразователь аналог-код, схему управления формирователем, блок анализа области значений измеряемого сдвига фаз и схему коррекции результатов измерений И . Известный фазометр обладает недостаточной точностью. Наиболее близок к изобретению - циф ровой фазометр, который содержит формирователи узких и широких импульсов по оторному и исследуемому сит налам, два устройства переключения импульсов, триггер, схемы совпадения, генератор квантую ших импульсов, устройство отсчета числа измерений, счетчик, а также блок анализа интервала измеряемой фазы 2 . Однако этот фазометр имеет невысокую точность измерения фазы в зоне точбк О и 25f, что объясняется неполной коррекцией текущих значений фазы при выбросах влево от О и вправо or 2 за счет округления результатов измерения. Вследствие этого получается смещенная оценка измеряемой фазы. Кроме того, наличие во входных цепях измерительного и опорного сигналов устройств переключения узких и широких импульсов приводит к дополнительным ошибкам измерения. Цель изобретения - повьпиение точности измерения сдвига фаз вблизи точек О и 2. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий формирователь строба 0-0 опорного канала, преобразователь аналог-код, состоящий из формирователей узкого импульса для опор К го и исследуемого каналов, соединенных Е триггером, генератора квантующих ийдульсов, подсоеднненнотх) через элемент Совпадений к блоку отсчета,числа измерений и триггеру и блок анализа интервала измеряемой фазы, состоящий из последоввтелыю включенных алемента совпадений, счегчвка и опеманта сравнения, подключен ный к выходу формирователя строба , введены формирователь команд коррекции в зоне О, формирователь команд коррекции в зоне 2Л и регистр|фук ший узел, под ключенный к элементу совпадений преобравователя аналог-код. Регистрирующий узел состоит иё счётчвка одного измерения и реверсивного счётчика П измерений, причем выход счетчика одного измерения соединен с cyiviMHpyibiUHM входом реверсивного счетчика П измерений, другой сумм1фу1рщий вход которого подключен к выходу формирователи Команд коррекции в зоне а вычитающий вход - к выходу формирователя команд коррекции в зоне О. Формирователь команд коррекции в зоне О содержит последовательно соединенные формирователь строба зоны и :вй1вмент совпадений. Формирователь команд коррекции в аюне 2( содержит инвертор, формирователь строба зоны О и элемент совпадений, один вход которого соединен через (}юрмирователь строба зоны О с источником опорного ,сиг{тла и с формирователя строба зоны 2(i, другой его вход соединен через инвертор с выходом блока анализа инвертора измеряемой фазы и с входом элемента совпадений формирователя команд коррекции в зоне О, а третий вход его и третий fiaion элемента совпадений формирователя команд коррекции в зоне О соединены с выходом формирователя узкого ймпуйьса исследуемого сигнала и (« блока анализа интервала измеряемой фазы иНа чертеже показана блок-схема фазометра. Фазометр содержит преобразователь 1 аналог-код, включающий в себя формирова тели 2 и 3 узкого импульса опорного и йСследуемого сигналов, триггер 4, элемен 5 совпадений, генератор 6 квантующих им пульсов и блок 7 отсчета числа измереНИИ, формирователь 8 строба 0-, блок 9 анализа интервала измеряемой фазы, со стоящий из элемента 10 совпадений счетчик 11 в элемента 12 сравнения, регнст)рируютий узел 13, содержащий счетчик 14 одного йзмеренвя в реверсивный счетчик 15 h взмерений, формирователь 16 команд коррекцвв в зоне 21, состряшвй ва внвертора 17, элемента 18 сбетадёнвй в формирователя 19 строба зоны О, I и мвроватеяь 2О команд коррекцвв в зоне О, состоящий из элемента совпадений 21 и формирователя 22 строба зоны 2, Фазометр работает следующим образом. Формирователь 2 узкого импульса опорного сигнала и формирователь 3 узкого импульса исследуемого сигнала формируют узкие импульсы из положительных фронтов входных сигналов UQ и tJuctA Сдвиг фазы между узкими импульсами преобразуется с помощью триггера 4 в прямоугольный импульс длительностью, про- порциональной измеряемой разности фаз. С помощью элемента 5 совпадений и генератора, 6 производится заполнение прямоугольного импульса импульсами генератора 6, Продолжительность измерения разтности фаз определяется блоком 7, запуск Которого осуществляется командой Пуск . БЛОК 9 формирует сигнал, соответствующий нахождению математического ожидания измеряемой разности фаз в интервале O-0 или в интервале -2). Для этого на входы элемента 1О совпадений по(тупают узкие имйуяьсы исследуемого сигнала и строб длительностью О-Т. Совпадение строба О-ОГ и узкого импульса исследуемого сигнала свидетельствует о нахождении разности фаз в пределах О-ЧГ, Счетчик 11 подсчитывает количество простробирюванных узких импульсов исследуембГо сигнала. Элемент 12 сравнения определяет количество импульсов, поступивших на счетчик 11 за N последовательных йзмереНИИ и вырабатывает сигнал, соответствующий нахождению математического ожидания измеряемой разности фаз в пределах 0-lJi, если число импульсов, подсчитанных счетчиком 11, более N /2. Если же это число менее N /2, то вырабатывается сигнал, соответствующий нахождению математического ожидания измеряемой разности фаз в интервале 9 -2. Формирователь 20 вырабатывает команду коррекции чв случае совпадения сигнала о нахождении математического ожидания измеряемой фазы в интервале , импульса с выхода формирователя 3 узкого импуЛьса исследуемого сигнала 3 и строба длительностью ( + Дв )-2, вырабатываемого формнроватедам 22. Величина Л В шябирается с учетом максимального шумового выброса фазы сигнала. Это соответствует- выбросу текущего значения фазы исследуемого сигнала элево от точки О ра:вному - А ец. 2,С. Коррекция кода текущего значения фазы при выбросе влево от точки О производится вычитани5737ввЗ4

ем 2 из измеренного тевущего значения NtaaeHHft, счетчика и элемента сравнения, фазы ек путем подачи команды с выхода элемента 21 совпадений на вычитающий вход реверсивного счетчика 15.

Формирователь 16 вырабатывает коман- 5 мерения в зоне точек О и 2, он снаб

ду коррекции в случае совпадения сигнала о нахождении математического ожидания измеряемой фазы в интервале импульса с выхода формирователя 3 узкого импульса исследуемого сигнала и строба длительностью O-{ iT-A9), вырабатываемого формирователем 19, Это соотвег: ствует выбросу текущего значения фазы исследуемого сигнала вправо от точки 2У , и истинное значение фазы при этом равно теи. Коррекция кода текущего значения фазы исследуемого сигнала при выбросе вправо от точки производится добавлением 2 к Ртеit. пугем подачи команды коррекции с вь1хода элемента 18 на суммирующий вход реверсиЕу ного счетчика 15.

Предлагаемый цифровой фазометр имеет более высокую точнрсть измерения разности фаз в зонах О и 2 при наличии щума по сравнению с прототипом за счет коррекции измеренЯья значений без округления.

Кроме того, коррекция текущих значений разности фаз по коду в регистрирующем узле позволяет дополнительно повысить точность измерения, так как во входах цепях в отличие от прототипа отсутствуют устройства переключения импульсов, вносящие дополнительную погрешность из:мерения..

Формула изобретения

t

1, Цифровой фазометр, содержащий формирователь строба O-4f опорного канала, преобразователь аналог-код, состоящий из формирователей узкого импульса опорного и исследуемого каналов, соединенных с триггером, генератора квантуюших импульсов, подсоединенного через элемент совпадений к блоку отсчета числа измерений и триггеру, и блок анализа интервала измеряемой фазы, состоящий из последовательно включенных элемента совподключенный к выходу формирователя строба 0-)Г,, отличающийся тем, что, с целью повышения точности йэжен формирователем команд коррекции в зоне О, формирователем команд коррекции в зоне и регистрируюишм узлом, подключенным к элементу совпадений преобразователя аналог-код.

реверсив1юго счетчика п измерений, причем выход счетчика одного измерения подключен к суммирующему пхопу рвверс1Юйтго сч«гЧ|Ж1й tf МЩрШй, «pyrSDtiy ммнрующий вход которого поаключ к выхоау формирователя команд коррекции в зоне 2 , -а вычитающий вход - к выходу формирователя команд коррекции 6 зоне О.

Источники информации, принятые во внимание: при экспертизе

№ 421947, кп, G О1 R 25/ОО, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 46485G, кл. 6 01 R 25/ОО, 197§,