Цифровой фазометр Советский патент 1980 года по МПК G01R25/08 

Изобретение предназначено для радиотехнических измерений, а также для измерения разности фаз двух сигналов радиогеодезических и радионавигационных систем. Известен цифровой фазометр, содержащий формирователи, ключи, генератор счетных импульсов, два делите ля-счетчика, коммутатор, два реверсивных счетчика, инвертор 1. Однако указа}шый фазометр не обеспечивает достаточной точности измерения. Известен также цифровой фазометр, состоящий из генератора счетных импульсов, усилителей-ограничителей опорного и измеряемого сигналов, формирователей импульсов, формиро вателя импульсных последовательностей счетньг импульсов со сдвигом 180 и 90° между ними, двух триггеров, двух ключей, коммутатора, ли нии задержки, измерительного счетчика, измерительного реверсивного счетчика, устройства сравнения весов кода, реверсивного счетчика полных углов 2. Недостатком его является снижение точности из-за отсутствия привязки фазы генератора счетных импульсов к фазе опорного сигнала. а также сложность технического решения для получения таких характеристик, как помехоустойчивость и возможность измерения при паузах и пропадании сигналов, приводящих к понижению надежности его работы. Цель изобретения - повысить точность и надежность фазометра в работе. Это достигается тем, что в фазометр, содержащий усилитель-ограничите ль опорного сигнала, выход которого соединен со счетным входом триггера запуска, уси;штель-ограничитель измеряемого сигнала, счетчик импульсов, измерительный реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий выходы которого соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика полных углов, Дополнительно введены ждущий генератор счетных импульсов, запускающий вход которого соединен с единичным выходом триггера запуска, а выход соединен со счетным входом счетчика импульсов, выход кода которого включен на вход введенного блока сравнения весов кода, на другой вход которого подключен выход измерительного реверсивного счетчика, при этом выход блока сравнения весов кода соединен с установленными в нулевое состояние входами триггера запуска и счетчика импульсов, а также со входом дополнительного импульсного фазового дискриминатора, второй, вход которого подсоединен квыходу усилите ля-ограничителя измеряемого сигнала, а два выхода - к соответствующим вычитающему и суммирующему входам измерительного реверсивного счетчика. На чертеже - показана структурная схема фазометра. , Цифровой фазометр содержит усилитель-огра ничитель 1 опорного сигнала, усилите ль-ограничитель 2 измеряемого сигнала, триггер запуска 3, ждущий генератор 4 счетных импульсов, счетчик импульсов 5, блок 6 сравнения весов кода, импульсный фазовый дискриминатор 7, измерительный реверсивный счетчик 8 и реверсивный счетчик 9 полных углов. При наличии входных синусоидальных сиша Лов, подлежащих измерению, усилители-ограничители 1 и 2 формируют импульсные сигналы, передний и задний фронт которых соответствует переходу через ноль синусоидальных сигна лов., Передний фронт импульса опорного сигнала устанавливает в единичное состояние триггер запуска 3, который запускает ждущий генератор 4 счетных импульсов с частотой f N-F, где N - основание системы единицы измере1ш F - частота измеряемых сигналов. Импульсы генератора 4 подаются на счегаый вход счетчика 5 емкостью N. Содержимое счетчика 5 сравнивается с содержимым измеритель ного реверсивного счетчика 8 такой же емкости N блоком 6 Сравнения весов кода. В момент равенства кодов блок 6 выдает короткий следящий импульс. Длительность следящего импульса должна быть u4 По. переднему фронту следящего импульса сбрасывается в ноль счетчик 5 и триггер запуска 3, в результате чего останавливается жду щий генератор 4 счетных импульсов. Следящий импульс подается также на импульсный фазовый дискриминатор. 7.. На. второй вход дискриминатора 7 подается Импульсный сигнал с усилителя-ограничителя 2 измеряемого сигнала. При совпадении следящего импульса с положительной полуволной измеряемого сигнала дискриминатор i 7 вьщает импу.т.с на вычитающий вход измерительного реверсивного счетчика 8, содержимое счетчика уменьщается на / Ц . С приходом следующего переднего фронта опорного импульса цикл работы повторяется, только блок 6 сработает раньще, так как содержимое реверсивного счетчика за предыдущий цикл работы уменьшилось на /М . Таким образом, каждый цикл, равный периоду повторения входных сигналов, уменьщает содержимое реверсивного счетчика 8. Это происходит до тех пор, пока следящий импульс не совпадет с отрицательной полуволной измеряемого сигнала. В результате импульсный фазовый дискриминатор 7 вьщает импульс на суммир)тощий вход реверсивного счетчика 8,и содержимое счетчика 8 увеличивается на величину, равную /М. При постоянной разности фаз каждый цикл работы фазометра с импульсного фазового дискриминатора 7 поступают чередующиеся импульсы сложения и вычитания на входы измерительного реверсивного счетчика 8 и содержимое счетчика изменяется на ±i/K. Следовательно, содержимое реверсивного счетчика показывает разность фаз с точностью ± 1/N. Таким образом организуется следящий режим работы фазометра. Импульсы переполнения с измерительного реверсивного счетчика 8 подаются на входы реверсивного счетчика 9 полных углов для подсчета их количества. Максимальная скорость изменения разности фаз между опорным и измеряемым сигналами должна быть равна максимальной скорости слежения фазометра: Гпериодов1 F периодов L с J 21 Невьшолнение этого условия ведет к неоднозначности отсчетов. В паузах и при пропадании обоих измерительных сигналов триггер запуска 3 не переводится в единичное состояние, следовательно, не работает ждущий генератор счетных импульсов 4, счетчик 5, блок 6 сравнения весов кода, отсутствует следящий импульс и сигналы импульсного фазового дискриминатора 7. Тогда содержимое измерительного реверсивногр счетчика 8 остается неизменным, фиксируя предьщущий: результат. Таким образом, предлагаемый фазометр позволяет получить требуемые характеристики при более простой структурной схеме, что увеличивает надежность и снижает стоимость устройства. Применение привязки фазы счетных импульсов к опорному сигналу повьпиает точность измерения. Формула изобретения Цифровой фазометр, содержащий усилительограничитель опорного сигнала, выход которого соединен со счетным входом триггера запуска, усилитель-ограничитель измеряемого сигнала.

576

счетчик импульсов, измерительный реверсивный счетчик, суммирующий и вычитающий выходы которого соедииены с соответствующими входами реверсивного счетчика полных углов, о тличающийся тем, что, с целью повышеиия точности и надежности в работе, он дополнительно содержит ждущий генератор счетных импульсов, запускающий вход которого соединен с единичным выходом триггера запуска, а Выход соединен со счетным входом счетчика импульсов, выход кода которого включен на вход введенного блока сравнения весов кода, на другой вхоД которого подключен выход измерительного реверсивного счетчика, при этом выход блока сравнения весов кода соедийен с установле1шыми в нулевое состояние входами триггера запуска и счетчика импульсов, а также со входом дополнительного импульсного фазового дискриминатора, второй вход которого подсоединен к выходу усилителя-ограничителя измеряемого сигнала, а два выхода - к соответствующим вычитающим и суммирующим входам измерительного реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N 470761, кл. G 01 R 25/00, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 576547, кл. G 01 R 25/00, 1975.