Цифровой автокомпенсационный фазометр Советский патент 1982 года по МПК G01R25/08 

(S) ЦИФРОВОЙ АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОИЕТР

I

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

По основному аВТ.св. № 808967 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 связан со входами двух пересчетных схем, регистр памяти, входы которого соединены с выходами, одной из пересчетных схем, а выходы подключены ко входам цифрового отсчетного устройства; при этом входы индикаторов нулевого фазового сдвига связаны с выходами формирователей импульсов и пересчетных схем, а выход - с входами реверсивных счетчиков, выходы которых соединены с управляющим

2

входами пересчетных схем и входами элементов ИЛИ, выхода которых связа,ны с установочными входами реверсивных счетчиков и двумя входами элемента совпадет, третий вход которого связан с выходом заполнения одной из пересчетных схем, а выход элемента совпа/|енмй соединен с управляющим входом регистра памяти р J.

Недостатком этого фазометре яв10ляется низкое быстродействие.

Цепь изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, . что в автокомпенсационный

IS фазометр, с эдержащ1«й формирователь импульссда, «йикатор нулевого фазового сдвига, реверсивный счетчик и Элемент ИШ в каждом канапе, а также элемент совпадения и импульсный генератор, выход которого связан со входами двух пересчетных схем, регистр памяти, входы которого соединены с выходами одной из пересчетных схем, а выходы подключены ко входам цифрового отсчетного устройства, при этом входы индикаторов нулевого фазового сдвига связаны с выходами фор мирователей импульсов и пересчетных схем, а выходы - с входами реверсивных счетчиков, выходы которых соединены с управляющими входами пересметных схем и входами элементов ИЛИ выходы которых связаны с установочными входами реверсивных счетчиков и двумя входами элемента совпадений, третий вход которого связан с выходом заполнения одной из пересчетных схем, а выход элемента совпадений соединен с управляющим входом регистра памяти, введены первый,второй и третий элементы И, первый и второй триггеры, одновибратор, счетчик импульсов и блок сравнения кодов, причем первый вход первого триггера под ключен к третьему входу фазометра,а выход - к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов первого канала, а выход - ко второму входу первого триггера и первому входу второго триггера,второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов второго канала,а выход - к первым входам одновибратора и второго элемента И, причем второй вход последнего подключен к выходу генератора импульсов, а выход - ко входу счетчика импульсов, выходы которого поразрядно подключены к первым входам блока сравнения кодов, вторые входы которого подключены поразрядно к выходам первой пересчетной схемы, а выход к первому входу третьего элемента И второй вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход - к вторым входам одновибратора, счетчика импульсов и второй пересчетной схемы. На чертеже приведена блок-схема фазометра. Схема содержит формирователи 1 и 2 импульсов, входы которых являются входами исследуемых сигналов фазомет

ра, а выходы связаны со входами индикаторов 3 и Ц нулевого фазового сдвига, причем выход формирователя импульсов связан с одним из входов элемента И 5, второй вход которого связан с выходом триггера 6, вход установки в единицу которого является входом фазометра, на который

сы в моменты, например, положительных переходов через нулевые значения исследуемых сигналов. Выходное

импульсы формирователей 1 и 2 поступают на первые индикаторные 3 и нулевого фазового сдвига, на вторые входы которых подаются выходные напряжения автоматических дискретных подается сигнал Начало измерения, а выход элемента И 5 соединен со входом установки в нуль триггера 6 и входом установки в единицу триггера 7, вход установки в нуль которого связан с выходом формирователя 2 импульсов, а выход триггера 6 соединен с одним из входов одновибратора 8 и элемента И Э, второй вход которого связан с выходом генератора 10 импульсов, а выход связан со входом счетчика 11 импульсов, выходы которого поразрядно подключены к одним из входов блока 12 сравнения кодов, другие входы которого соединены поразрядно с выходами пересчетной схемы 13, при этом выход блока 12 сравнения кодов связан с одним из выходов элемента И 14, второй вход которого связан с выходом одновибратора 8, а выход элемента И Н соединен со входами установки в нуль счетчика 11 импульсов, одновибратора 8 и пересчетной схемы 15, при этом вторые входы индикаторов 3 и нулевого фазового сдвига соединены с выходами пересчетных схем 13 и 15, входы которых связаны с выходом генератора to импульсов, а выходы индикаторов 3 и Ц нулевого фазового сдвига соединены с соответствующими двумя входами реверсивных счетчиков 16 и 17 импульсов выходы которых связаны с управляющими входами пересчетных схем 13 и 15 и через элементы ИЛИ 18 и 19 с установочными входами реверсивных счетчиков 16 и 17 и двумя входами элемента 20 совпадений третий вход . которого связан с выходом заполнения пересчетной схемы 15,-а выход элемента 20 совпадений соединен с управляющим входом регистра 21 памяти, входы которого связаны с выходами пересчетной схемы 13, а выходы регистра 21 памяти соединены со входами цифрового отсчетного устройства 22. Входные напряжения, фазовый сдвиг между которыми необходимо измерить, поступают на входы формирователей и 2, формирующих короткие импуль5фазовращателей, представляющих собой кольцевые пересчетные схемы 13 и 15. Коэффициент пересчета этих схем выбирается равным ЗбО10 , где п - число из ряда 0,1,2,3,.,.,в зависимости от требуемой дискретности изменения компенсирующих сдвигов Так, при необходимости получения дискретности в 0,01, п 2 (коэффициент пересчета равен ЗбООО). Измерение угла сдвига фаз входных напряжений достигается путем его уравновешивания компенсирующим сдвигом между выходными напряжениями пересчетных схем. Фазовый сдвиг выход ных напряжений пересчетных схем 13 и 15, осуществляющих деление частоты импульсного генератора 10, может быт установлен в пределах О - ЗбО°С дискретностью 10 градусов изменением временного положения момента заполнения одной пересчетной схемы по отношению к другой. Уравновешивание происходит следующим образом. По команде Начало измерения короткий положительный импульс поступает на вход установки в единицу триггера 6 и на его выходе возникает положительный потенциал, соответству ющий уровню логической единицы, и по ступает на вход элемента И 5. С выхода формирователя 1 импульсов корот кий положительный импульс первого ис следуемого сигнала проходит через элемент И 5 и устанавливает триггер 6в нулевое положение, а триггер 7 в положение единица.Очередной импульс второго исследуемого сигнала с выхода формирователя 2 импульсов устанавливает триггер 7 в нулевое положение, т.е. на выходе триггера 7формируется временной интервал, в течение которого импульсы с выхода генератора 10 поступают на вход счет чика 11 импульсов. Таким образом, число, записанное в счетчике 11 импульсов примерно соответствует фазовому сдвигу между исследуемыми сиг налами. Задним фронтом импульса с триггера 7 запускается одновибратор 8, на выходе которого появляется положительный импульс, длительностью более периода исследуемых сигналов.8блоке сравнения кодов производится сравнение числа записанного в счетчике 11 импульсов, и Текущего .значения кода в пересчетной схеме 13. В момент равенства указанных чисел на выходе блока сравнения кодов появля7ется короткий положительный импульс, длительность которого меньше пе Ьиода следования импульсов с генератора 10, который устанавливает & нуль счетчик 11 импульсов, одноаибратор 8 и пересчетную схему 15. Таким образом, а момент установки пересчетной схемы 15 в нулевое положение, код состояний пересчетной схемы 13 примернсг соответствует измеряемому фазовому сдвигу между исследуемыми напряжениями, т.е. менее чем за два периода входных сигналов осуществляется грубое уравновешивание измеряемого фазового сдвига компенсирующим. Дальнейшее более точное уравнЬвешивание происходит следующим обрлзом. Импульсы с выхода индикаторов 3 и Ц нулевого фазового сдвига в зависимости от временного положения приходящих на их входы импуль.сов поступают на входы сложения или вычитания реверсивных счетчиков 16 и 17 импульсов, где происходит накопление кода нарастающим или убывающим итогом соответственно. Емкость счетчиков выбирается равной 2N,Причем исходное значение кода соответствует М, При суммарном приращении кода счётчиков N или -N, что соответствует результирующему коду 2N или О, на выходных шинах реверсивных счетчиков 16 и 17 импульсов формируются импульсы, используемые для управления пересчетными схемами 13 и 15. При достижении в реверсивном счетчике импульсов результирующего кода 2N производится подача на вход пересчетной схемы дополнительного имг пульса, не совпадающего во времени с импульсами генератора 10, а при достижении результирующего кода О производится запрет прохождения импульса с генератора 10. Эти же импульсы через элемент ИЛИ 18 и 19 устанавливают начальный код реверсивных счет- . чиков 1б и 17, после чего цикл накопления повторяется. При равенстве нулю среднего значения фазового сдвига между сигналами с выходов формирователей 1 и 2 импульсов и пересчетных схем 13 и 15 выходные импульсы индикаторов 3 и 4 нулевого фазового сдвига равновероятно п-роходят на суммирующий и вычитающий входы реверсивных счетчиков 16 и 17, в результате чего .импульсы на их выходах отсутствуют. Это соответствует остижению компенсаций. Результирую- щий код, соответствующий измеряемом фазовому сдвигу, считывается в одно из пересчетных схем, например, 13, при полном заполнении другой. Индикатором заполнения второй пересчетной схемы, например, 15 служит элемент 20 совпадений. При достижении компенсации (импульсы на выходах элементов ИЛИ 18 и 19 отсутствуют, и при полном заполнении пересчетной схемы 15 на выходе элемента 20 совпадений появляется импульс, который подается на регистр 21 памяти, осуществляя, перепись кода, установленного положениями триггеров пересчет ной схемы 13. Этот код дешифруется и регистрируется цифровым отсчетным устройством 22, показания которого соответствуют значению измеряемого фазового сдвига в градусах. Формула изобретения Цифровой автокомпенсационный фаз метр по авт.св. № 8о8Эб7, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него вв дены первый, второй и третий элемен ты И, первый и второй триггеры, одновибратор, счетчик импульсов и блок сравнения кодов, причем первый вход первого триггера подключен к третье- . му входу фазометра, а выход - к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов первого канала, а выход - ко второму входу первого триггера и первому входу второго триггера, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов второго канала, а выход - к первым входам одновибратора и второго элемента И, причем второй вход последнего подключен к выходу генератора импульсов, а выход - ко входу счетчика импульсов, выходы которого поразрядно к первым входам блока сравнения кодов, вторые входы которого подключены поразрядно к выходам первой пересчетной схемы, а выход - к первому входу третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, а выход - ко вторым входам одновибратора, сметчика импульсов и второй пересчетной схемы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 808967. кл. G 01 R 25/08, 30.10.79