Цифровой автокомпенсационный фазометр Советский патент 1981 года по МПК G01R25/08 

(5) ЦИФРОВОЙ АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР

1

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано для измерения фазовых соотношений в радиоэлектронной аппаратуре.

По основному авт.св. № 8089б7 известен цифровой автокомпенсационный фазометр, содержащий формирователь импульсов, индикатор нулевого фазового сдвига, реверсивный счетчик импульсов и элемент ИЛИ в каждом канале, а также элемент совпадений и импульсный генератор, выход которого соединен со входами двух пересчетных элементов, регистр памяти, входы которого соединены с выходами одного из пересчетных элементов, а выходы подключены ко входам цифрового отсчетного блока, при этом входы индикатора нулевого фазового сдвига соединены с выходами формирователей импульсов и пересчетных элементов, а выходы - с входами реверсивных счетчиков, выходы которых соединены с управляющими входами пересчетных элементов и элементов ИЛИ, выходы которых соединены с установочными входами реверсивных счетчиков и двумя входами элемента совпадений, третий вход которого соединен с выходом заполнения одного из пересчетных элементов, а выход элемента совпадений соединен с управляющим входом регистра памяти. Недостатком этого фазометра является низкое быстродействиеtlL

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой автокомпенсационный фазометр, содержащий формирователь импульсов, индикатор нулевого фазового сдвига, реверсивный счетчик и элемент ИЛИ в каждом канале, а также элемент совпадений и импульсный генератор, выход которого соединен со входами двух пересчетных элементов, регистр памяти, входы которого соединены с выходами одного из пересчетных элементов, а выходы подключены ко входам цифрового отсчетного блока, при этом входы индикаторов нулевого фазового сдвига соединены с выходами формирователей импульсов и пересчетны элементов, а выходы - с входами реверсивных cчeYмикoв, выходы которых соединены с управляющими входами пере счетных элементов и входами элементов ИЛИ, выходы которых соединены с установочными входами реверсивных счетчиков и двумя уходами элемента совпадений, третий вход которого соединен с выходом заполнения одного из пересчет ных элементов, а.выход элемента сов1падений соединен с управляющим входом регистра памяти, снабжен дополнительным триггером и элементом И в каждом канале, причем единичные входы обоих триггеров объединены и подключены к источнику сигнала Начало измерений а выход тритера в каждом канале соединен с одним из входов своего эЛеTieHTa И,второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов данного канала, а выход - с нулевыми входами пересчетного элемента и триггера соответственно в каждом канале. На чертеже приведена блок-схема фазометра. Фазометр содержит формирователи 1 и 2 импульсов, входы которых соединены с источниками сигналов, а выходы - с одним из входов Индикаторов 3, нулевого фазового сдвига и с од ными из входов элементов И 5 и 6, вторые; входы которых соединены с выходами триггеров 7 и 8 соответственно, а выходы элементов И 5 и 6 соединены с нулевыми входами пересчетных элементов 9 и 10 и триггеров и 8 соответственно в каждом канале, причем единичные входы триггеров 7 и 8 соединены между собой и с источником сигнала Начало измерений, при этом вторые входы индикаторов Зи нулевого фазового сдвига соединены с выходами пересчетных элементов 9 и 10, входы которых соединены с выходом генератора 11 импульров, а выходы индикаторов 3 и нулевого фазового сдвига соединены с соответствующими двумя входами реверсивных счетчиков 12 и 13 импульсов, выходы которых с управляющими входами пересчетных элементов 9 и 10 и через элементы ИЛИ 1 и 15 с установочными входами реверсивных счетчиков 12 и 13 и двумя входами элемента 16 совпадений, третий вход которого соединен с выходом заполнения пересчетного элемента 10, а выход элемента 16 совпадений соединен с управляющим входом регистра 17 памяти, входы которого соединены с выходами пересчетного элемента 9 а выходы регистра 17 памяти соединены со входами цифрового отсчетного блока 18. Устройство работает следующим образом. Входные напряжения U и U, фазовый :двиг между которыми необхо/71мо измерить, поступают на входы формирователей 1 и 2, формирующих короткие импуль.сы в моменты, например, положительных переходов через нулевые значения исследуемых сигналов. Выходные импульсы формирователей поступают на входы индикаторов 3 и нулевого фазового сдвига, на вторые входы которых подаются выходные напряжения автоматиЧеских дискретных фазовращателей, представляющих собой кольцевые пересчетные элементы 9 и 10. Коэффициент пересчета этих элементов выбирается равным 360 Ifi, где п - число из ряда 0,1,2,,.., в зависимости от требуемой дискретности изменения компенсирующих сдвигов. Измерение угла сдвига фаз входных напряжений достигается путем его уравновешивания компенсирующим сдвигом между выходными напряжениями перасчетных элементов 9,10iФaзoвый сдвиг выходных напряжений пересчетных элементов 9 и 10, осуществляющих деление частоты импульсного генератора It, может быть установлен в пределах О-ЗбО с дискретностью градусов изменением временного положения Момента заполнения одного пересчетного элемента по отношению к другому. Уравновешивание происходит следующим образом. По команде Начало измерения короткий положи тел импульс поступает на единичные входы триггеров 7 и 8. На выходах триггеров 7 и 8 возникает положительный потенциал (уровень логической единицы) и поступает на один из входов элементов И 5 и 6. Короткий импульс с выхода формирователя 1 проходит через элемент И 5 и поступает на нулевые входы пересчетного элемента 9 и триггера J и устанавливает их в нулевое положение. Bd втором канале короткий импульс с выхода формирователя 2 проходит через элемент и 6 и поступает на нулевые входы пересчетного элемёнт.а 10 5 и триггера 8 и устанавливает их в ну левое положение. Таким образом, по команде Начало измерения пересчет Ные элементы 9 и 10 устанавливаются в нуль короткими импульсами с формир вателей 1 и 2 соответственно в момен ты, например, положительных переходо исследуемых сигналов через нулевые значения, т.е. за 1-2 периода входны сигналов осуществляется грубое уравновешивание измеряемого фазового сдвига компенсирующим. Дальнейшее более точное уравновешивание происходит следующим образом Импульсы с выходов индикаторов 3 и l нулевого фазового сдвига в зависимос ти от временного положения приходящи на их входы импульсов поступают на входы сложения или вычитания ных счетчиков 12 и 13 импульсов, где происходит накопление кода нарастающим или убывающим итогом соответственно. Емкость, счетчиков выбирается равной 2N, причем исходное значение кода соответствует N. При суммарном приращении кода счетчиков N или -N, что соответствует результирующему коду 2N или О, на выходах реверсивных счетчиков 12 и 13 импульсов формируются импульсы, используемые для управления пересчетными элементами 9 и 10 При достижении в реверсивнйм счетчике Т2 и 13 импульсов результирук)щего кода 2N производится подача на вход пересчетного элемента 9 0 дополнительного импульса, не совпадающего ео времени с импульсами генератора 11, а при достижении результирующего кода О, производится запрет прохождения импульсов с генератора 11 «Эти же импульсы через элементы ИЛИ 14 и 15 устанавливают начальный код реверсивных счетчиков 12 и 13, после чего цикл накопления повторяется. При равенстве нулю среднего значения фазового сдвига между сигналами с выходов фор мирователей 1 и 2 и пересчетных элементов 9 и 10 выходные импульсы инди каторов 3 и j нулевого фазового сдви га равновероятно проходят на суммирующий и вычитающий входы реверсивных счетчиков 12 и 13, в результате чего импульсы на их выходах отсутствуют. Это соответствует достижению компенсации. Результирующий код,соот 6 ветствующий измеряемому фазовому сдвигу, считывается с одного из пересчетных элементов, например 9, при полном заполнении другого 10. Индикатором заполнения второго пересчетного элемента, например 10, служит элемент 16 совпадений. При достижении компенсации (импульсы на выходах элементов ИЛИ f и 15 отсутствуют) и при полном заполнении пересчетного элемента 10, на выходе элемента 16 совпадений появляется импульс, который подается на регистр 17 памяти, осуществляя перепись кода, установленного положениями триггеров пересчетного элемента 3- Этот код дешифруется и регистрируется цифровым отсчетным блоком 18, показания которого соответствуют значению измеряемого фазового сдвига в градусах. Введение дополнительных признаков триггера .и элемента И в каждом канале для осуществления режима грубого урав-новешивания - выгодно отличает предлагаемый цифровой автокомпенсационный фазометр от ранее известного, так как более чем на два порядка уменьшается время измерения при сохранении помехоустойчивости измерений, а это значительно расширяет сферу Применения компенсационных фазометров и позволит получить существенный экономический эффект. Формула изобретения Цифровой автокомпенсационный фазометр по авт.св. № 808967, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен триггером и элементом И в каждом канале, причем единичные входы обоих триггеров объединены и подключены к источнику сигнала Начало измерений, а выход триггера в каждом канале соединен с одним из входов своего элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов данного канала, а выход - с нулевыми входами пересчетного элемента и триггера соответственно в. каждом канале. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 808967, 30.10,79.