Цифровой измеритель фазового сдвига Советский патент 1981 года по МПК G01R25/08 

.; t . .

Изобретение относится к технической физике, в частности к устройствам измерение фазового сдвига.

Известен цифровой фазометр для измерения мгновенного значения сдвига фаз М .

Данный фазометр не отличается высокой точностью и быстродействием.

Нс1ибОлее близким к изобретению по технической сущности является 1Шфровое устройство-для измерения мгновенного значения сдвига фаз, содержащее блок формирования, электронные ключи, двоичные счетчики периода и сдвига фаз, общий двоичный счетчик импульсов, генератор зталонных сигналов C2j

Однако данное устройство позволяет производить замер за несколько периодов входной частоты. Время измерения зависит от частоты вход- , ного сигнала, всегда больше периода входного сигнала и увеличивается с ростом частоты. Кроме того, остатки числа в .счетчике делимого составляют погрешность измерения.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель фазового

сдвига, содержащий первый формирователь импульсов, эталонный генератор, выходом соединенный с первыми входами первого и второго ключей, двоичный счетчик импульсов сдвига фазы, двоичный счетчик импульсов периода, основной счетчик, делитель частоты, блок управления, дополнительно вводятся блок определения знака, распреде10литель сигналов, второй формирователь импульсов, сумматор, блок сравнения кодов, блок перезаписи кодов, регистр памяти, формирователь импульсов управления, элемент ИЛИ, блок записи знака, причем входы бло15ка определения знака соединены с выходами формирователей импульсов, а выход - с первым входом-блока записи знака и с управляющим входом распре20делителя сигналов, другие входы которого соединены с выходами формирователей импульсов, а выходы - со входами сумматора, выходы которого соединены соответственно со вторыми

25 входами первого и второго ключей, причем выход первого ключа.через дилетель частоты соединен со входом двоичного счетчика импульсов сдвига фазы, а выход второго ключа - со

30 входом двоичного счетчика импульсов. . периода, выходы двоичных счетчиков импульсов сдвига фазы и периода соединены со входами блока сравнения кодов, выходы основного счетчика через блок перезаписи кодов соединены со входами регистра памяти, при этом вход формирователя импульсов управления соединен со вторым выходом сумматора, а его выход - со входом блока управления, первый выход которого соединен с установочными входами регистра памяти и делителя частоты, второй - с разрешающим входом блока перезаписи кодов и со вторым входом блока записи знака, выход которого соединен с одним из входов регистра памяти, третий - с установочньми входами основного счетчика, двоичного счетчика импульсов сдвига фазы и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения кодов и со вхо дом основного счетчика, а выход - с установочным входом двоичного счетчика импульсов периода. На чертеже представлена блок-схе ма цифрового измерителя фазового сд га.: Цифровой измеритель фазового сдв га содержит формирователи 1 и 2 импульсов, эталонный генератор 3,первый, ключ 4, второй ключ 5, двоичный счетчик 6 импульсов сдвига фазы, двоичный счетчик 7 импульсов период блок 8 сравнения кодов, основной сч чик 9, блок 10 определения знака, распределитель 11 сигналов, суммато 12, делитель 13 частоты, блок 14 пе резаписи кодов, регистр 15 памяти, формирователь 16 импульса управлени блок 17 управления, элемент ИЛИ 18, блок 19 записи знака. Устройство работает следуюцим образом; В исходном состоянии двоичные счетчики импульсов сдвига фазы 6 и периода 7, основной счетчик 9 и дел тель 13 частоты находятся на нулево состоянии. В регистре 15 памяти записано число/ соответствующее преды дущему циклу измерения. Синусоидальные сигналы поступают на формирователи 1 и 2 импульсов. На их выходах появляются йформированные прямоугольные сигналы, дли1тельность которых равна где Т период следования входных сигналов. Сигналы с формирователей 1 и 2 импульфв поступают на блок 10 определения знака. При этом, если первы приходит положительный фронт с форм рователя 1, блок 10 определения знака выдает знак - (второй сигна отстает по фазе на времяД1), если с формирователя 2 - знак + (опере жение) . По этим сигналам распределитель 11.сигналов формирует сначала сигна равный сдвигу между входными сигналами At, а затем - равный половине Т периода входного сигнала -г. Эти сигналы поступают на сумматор 12, на первом выходе которого выделяеттся сигнал д t, на втором - -г-. Сигнал д.t с первого выхода сумматора 12 открывает первый ключ 4 и частота fg с эталонного генератора. 3 через делитель 13 частоты поступает на двоичный счетчик 6 импульсов сдвига фазы. За время ut на двоичный счётчик 6 импульсов сдвига фазы At fo поступает импульсов, f{) - частота генератора эталонгденой частоты; N -. коэффициент деления делителя 13 частоты. После окончания действия импульса д t первый ключ 4 закрывается, прекращая доступ импульсов в двоичный счетчик 6 импульсов сдвига фазы. На втором выходе сумматора 12 появляется сигнал, открывающий второй ключ 5 на время i- Частота fo с э-талонного генератора 3 поступает на вход двоичного счетчика 7 импульЗа время сов периода на вход двоичного счетчика импульсов периода поступает пимпульсов. При этом каждый раз, когда количество импульсов становится равным п, блок 8 сравнения кодов выдает на . своем выходе импульс, поступающий на основной счетчик 9 и через элемент ИЛИ 18 сбрасывает двоичный счетчик 7 импульсов периода в исходное состояние. .V По окончании действия импульса яс сумматора 12 второй ключ 5 закрывается, прекращая доступ импульсов с эталонного генератора 3 на двоичный счетчик 7 импульсов периода. Одновременно формирователь 16 импульсов управления формирует импульс, по которому блок 17 уп завления вырабатывает последовательность импульсов. Первый из них производит установку в нулевое состояние регистра 15 памяти и делителя 13 частоты, второй перепийывает число из основного счётчика 9 и знак с блока 10 определения знака в регистр 15 памяти. Третий импульс производит, сброс в нулевое положение двоичных счетчиков 6 и 7 и основного счетчика 9, подготавливая их к следующему циклу работы. Таким образом, на основной счетчик 9 поступает импульсов. 9 поступает „ли - t-360 2- или где - фазовый сдвиг.