Цифровой фазометр Советский патент 1981 года по МПК G01R25/04 

(54) ЦИФЮВОЙ ФАЗОМЕТР

I

Изобретение относится к фазоизмерительной |гехнике и может быть использовано совместно с датчиками угловых и линейных перемещений, в частности в большинстве систем программного управления и цифрового отсчета.

Известно устройство для измерения разности фаз двух периодических электрических колебаний, содержащее формирователи, делители, времязадагощий блок, триггер, счетчик, одновибратор и генератор эталонных сигналов 1 .

Существенным недостатком устройства является отсутствие возможности непосредственного измерения относительного изменения фазового сдвига между опорным и измерительными сигналами.

Известен цифровой фазометр, содержащий генератор высокочастотных импульсов, блок распределения импульсов, блок синхронизации, управляющий Триггер, измерительный счетчик, блок, управления режимами счета и счетчик переходов через 27Г 2.

Однако этот фазометр не позволяет непосредственно измерить относительное изменение фазового сдвига между опорным и измеритель

ными сигналами и производить установку начала отсчета перемещения датчика в любом его положении, что необходимо, например, при использовании фазометров в большинстве систем программного управления и цифрового отсчета.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет создания возможности установки начала отсчета фазового сдвига в любой точке периода опорного сигнала.

10

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные генератор высокочастотных импульсов, блок ратределения импульсов и блок синхронизации, первый выход которого соеди15нен с первым входом управляющего триггера, второй выход блока распределения импульсов соединен со входом измерительного счетчика, блок управления режимами счета, вход которого соеданеи с вторым выходом блока син20хронизации, а первый выход - с входом измерительного счетчика, и счетчик переходов через 2тт, дополнительно введены формирующий счетчйк, оютшк начального изкюрейия, блок 3 сравнения, два элемента И, первые входы которых соедш1ены с выходами управляющего триггера, вторые - с выходом блока распределения импульсов, а выходы - с входами соответственно счетчика начальных измерений и формирующего счетчика, выходы которых соединень с входами блока сравнения, выход блока сравнения соединен со вторым входом блока управления режимами счета, причем выход и два входа -счетчика переходов через 2ir соединены соответственно с третьим входом и двумя выходами блока управления режимами счета, а второй вход управляющего триггера сое.дине со вторым выходом блока синхронизации. На чертеже изображена структурная злектрическая схема фазометра. Цифровой фазометр содержит генератор 1 высокочастотных импульсов, блок 2 распределения импульсов,, блок 3 синхро1дазадии, управляющий триггер 4,-два элемента И 5 и б, счетчик 7 начальных измерений, блок 8 сравнения, формирующий счетчик 9, блок 10 управления режимами счета, измерите;аный счетчик 11 и счетчик 12 переходов через 27Г. Работа фазометра состоит в следующем. Блок 2 распределе1шя импульсов выдает две последоватедьпоСти импульсов Bj- и сдв нутые на четверть периода и формируемые из илл1ульсов генератора опорной частоты F-j-. Пр поступлении сигнала установки начала отсчета (УИ) происходит его синхронизавдя с сигналом FO FJJ (импульс опорного сигнала в момент перехода через пуль последнего), обнуление этим сигналом счетчиков 7, И и 12. Счетчик 9 срабатывается и поддерживается в состоянии О сигналом УН FO , где TO - длительность периода опорного сигна ла. Сигнал УН FO FJ устанавливает управляющий триггер 4 в состояние 1. 1 зрешающий потенш1ал с выхода триггера 4 открывает элемент И 5 и импульсы F.... поступают на вход счетшка 7 начального измерения. Импульс Fj Fjn (илшульс измеряемого сигнада в моNieHT Перехода через нуль последнего) устанавливает триггер 4 в состояние О. Элемент И закрывается, прекращая поступление импульсов F-J: на вход счетчика 7 Начальных измерений, открывается элемент И 6 и импульсы F поступают на вход форледрующего счетчика 9. При достижений содержимого формирутощето счетчика числа, записанного в счетчике 7 начальньхх измерений и соответствующего начальному сдвигу фаз опорного и измеряемого сигналов па блока 8 сравнения появляется импульс FQQ. Поскольку емкостьформирующего счетчика 9 выбирается из соотнощешш:М-р |Ро,сигнал FQ Q совпадает в начальный момент по времени с сигналом F. и не изменяет своего положения при дальнейщем изменении положения F} . Сигналы F ,... и F« F поступают на блок 10 управления режимами счета. Блок 10 управления режимами счета дает разрешение на заполнение измерительного счетчика И импульсами генератора 1 высокой частоты на время, равное промежутку мезвду импульсами F и Р F.. шш F F оогВ зависимости ОТ знака разности фаз этих сигналов, засылает п-1 счетных импульсов на суммирующий или вычитающий вход счетчика 12 переходов через 2п при появлении п импульсов FQ в промежутке между двумя импульсами F п импульсов Fi. промежутке между двумя импульсами F соответственно, и определяет знак фазовой разности в момент равенства нулю содержимого с ютчика 12 переходов через исходя из того, на каком входе счетчика 12 переходов через 27Г появляется счетный импульс. Таким образом, в измерительном счетчике 11 записывается число, соответствующее относительной разности фаз опорного и измерителького сигналов в пределах ±2я, а в счетчике 12 переходов через 27С - число пересеченно фазой измеряемого сигнала опорного сигнала Р Q от в прямом или обратном направлении. Формула изобретения Цифровой фазометр, содержащий последовательно соединенные генератор высокочастотных импульсов, блок распределения импульсов и блок синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом управляющего триггера, второй выход блока распределения им1 льсов соединен со входом измерительного счетчика, блок управления режимами счета, вход которого соединен со вторым выходом блока синхронизации, а первый выход - с входом измерительного счетчика, и счетчик переходов через 27г, о т л и ч а ю ш н и с я тем, чго, с целые расщиренияфункциональньгх возможностей, в него введен формирующий счетчик, счетчик канального измерения, блок срав - нения, два элемента И, первые входы которых соединены с выходами управляющего триггера, вторые - с выходом блока рашределения импульсов, а выходь - с входами соответственно счетчика начальных измерений и формирующего счетчика, выхода которых соединены с входами блока сравнения, выход блока сравнения соединен со вторьш входом блока управления режкмзми счета,. пр1чем выход и два входа счетчика переходов через 2я -соединеньг соответственно с третьим входом и двумя выходами блока управления режимами счета, а

5gs99536

второй вход управляющего триггера соединен1. Авторское сввдетельство СССР ГГ 524141,,

со вторым выходом лока сиихронизацни.

Источни информации, принять во внимание при экшертизе

кл. G 01 R 25/00, 1974.

1. Авторское свидетельство СССР И 363045, кл. G 01 R 25/04, 1971.