Цифровой фазометр Советский патент 1981 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке фазометров повьпиенной точности. Известен фазометр, предназначенны для измерения среднего значения раз.ности фаз за постоянное время Т с коррекцией грубых ошибок вблизи значений . Недостатками данного фазометра яв ляются сложность схемной реализации и погрешность измерения вблизи значений Ч О и f 2J, вызванная отбрасыванием при усреднении отсчетов, выходящих за пределы текущего периода измерительной частоты. Наиболее близким к предлагаемому является цифровой фазометр, выполненный в виде двух каналов опорного и исследуемого сигналов, содержапшх формировате.пи широкого и узкого импульсов, генератор квантующей частоты, устройство отсчета числа измереНИИ, элемент совпадения и регистрирующий счетчик Г2. Недостатками известного устройства являются на.гшчие погрешности измерения вблизи значений V О и / « 2Л, вызванной тем, что результат усреднения является смещенной оценкой измеряемого фазового сдвига,, так как отсчеты, лежащие за пределами выбранного 6 предыдущем измерении периода сигнала отбрасьгоаются при усреднении, непостоянное время измерения, которое может меняться от пТ до 2пТ, где п - число усредняемых отсчетов, Т - период cpaBHHBaehojx сигналов, а также сложность структуры. Цель изобретения - увеличение точности измерения зашумленных сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр,содержащий первый и второй формировате.пи, триггер, счетчик числа измерений, генеатор, элемент совпадения и регистриующий счетчик, причем входы первого 3 и второго формирователей подключены ко входным шинам опорного и исследуемого сигналов соответственно, а выход генератора - к первому входу элемента совпадения, выход которого соединен со входом регистрирующего счетчика, введены триггер блокировки дополнительный элемент совпадения, первый и второй делители частоты, причем входы первого и второго делителей частоты подсоединены к выходам .первого и второго формирователей соответственно, а выходы - ко входам триггера, при этом первый вход дополнительного элемента совпадения по соединен к выходу первого делителя частоты, второй - к выходу второго формирователя, третий - к выходу три гера, ко второму входу элемента совпадения и ко входу счетчика числа из мерений одновременно, а выход дополнительного элемента совпадения подключен ко входу триггера блокировки, выход которого соединен со входом уп равления второго делителя частоты, при этом вход управления первого делителя частотЬ подсоединен к выходу счетчика числа измерений. На чертеже представлена блок-схем предлагаемого устройства. Фазометр содержит первый и второй формирователи 1 и 2, первый и второй делители частоты 3 и 4, триггер 5, генератор 6, дополнительный элемент 7 совпадения, 8 совпадения счетчик 9 числа измерений, триггер блокировки и регистрирующий счетчик 1 1. В исходном состоянии по приходу сигнала пуск регистрирующий счетчик 11 и счетчик 9 числа измерений обнуляются . При этом снимается блокировка с делителя 3 частоты на два, триггер 10 блокировки устанавливается в начальное состояние, при этом выходной сигнал триггера 10 блокировки запрещает работу делителя 4 частоты на два. Предлагаемое устройство работает следующим образом. , Формирователи 1 и 2 формируют импульсы, по длительности равные по ловине периода опорного и исследуемого сигналов соответственно. Через делитель 3 частоты на два на вход триггера 5 поступают через один импульсы опорного сигнала. Первый импульс на выходе делителя 3 передним фронтом переключает триггер 5, посл его в момент отсутствия импульсов на выходах делителя 3 частоты и форирователя 2 элемент совпадения 7 формирует сигнал, переключающий триггер 10 блокировки. При этом через делитель 4 частоты на два на второй вход триггера 5 начина ют поступать через один импульсы исследуемого сигнала. Первый же импульс на выходе делителя 4 передним фронтом перебрасывает триггер 5 в противоположное состояние. В дальнейшем работа триггера 5 повторяется. Если измеряемая разность фаз лежит в пределах от J до 27, то длительность выходных импульсов триггера 5 где Ч - измеряемый фазовых сдвиг в радианах, Т период сравниваемых сигналов. Если же измеряемый фазовый сдвиг лежит в пределах от О до J, то длительность импульсов на выходе триггера 5 равна Т + t . Но и в том и в другом случае в регистрирующем счетчике 11 после окончания цикла измерения записывается цифровой эквивалент разности фаз, так как емкость счетчика I определяется равенством где Т - период импульсов с выхода генератора 6 квантующей частоты, п - число усредняемых отсчетов. Цикл измерения фазометра заканчивается после отсчета необходимого числа измерения п счетчиком 9 числа измерений, выходной Сигнал которого запрещает работу делителя 3 частоты на два. За результат измерения принимается среднее значение всех отсчетов фазы, являющееся несмещенной оценкой измеряемого фазового сдвига, что позволяет увеличить точность измерения разности фаз зушумле 1ных сигналов вблизи значений if 2Jr. Формула изобретения Цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, триггер, счетчик числа измерений, генератор, элемент совпадения и регистрирующий счетчик, причем входы первого и второго формирователей подключены ко входным шинам опорного и исследуемого сигналов соответственно, а выход генератора - к первому входу элемента совпадения, выход которого соединен со входом регистрирующего счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме рения зашумленнь х сигналов, в него введены триггер блокировки, дополнительный элемент совпадения, первый и второй делители частоты, причем вхо ды первого и второго делителей частоты подсоединены к выходам первого и второго формирователей соответственно, а выходы - ко входам триггера при этом первый вход дополнительного элемента совпадения подсоединен к выходу первого делителя частоты, второй - к выходу второго формирователя. 66 третий - к выходу триггера, ко второму входу элемента совпадения н ко входу счетчика числа измерений одновременно, а выход дополнительного элемента совпадения подключен ко входу триггера блокировки, выход которого соединен со входом управления второго делителя частоты, при этом вход управления первого делителя частоты подсоединен к выходу счетчика числа измерений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 40823А, кл. G О R 25/08, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 464859, кл. G 01 R 25/08 1975.