Цифровой фазометр Советский патент 1982 года по МПК G01R25/08 

{ 5t) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

:; , , ; л ,-..,;;Изобретение относится к электройзмеритеяьной технике и может быть использовано при построении цифровьгх фазометров повышенной точности. Известны цифровые фазометры, осуществляющие преобразование фазового сдвига в цифровой код за целое число периодов исследуемого сигнала, содержащие счетчик, формирующее устройств во, элемент И и генератор квантующих импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу формирукмцего устройства, а выход - ко входу счетчика tl.: Недостаток известных цифровых фазометров - большое значение погрешнос ти квантования и погрешности от влияния случайных помех. Известен цифровой фазометр, содержащий feHepaTop квантующих импульсов, времязадающий блок, два элемента И, блок выделения временного сдвига, блок определения знака сдвига и два ВХОДНЫХ формирователя, выходы которых соединены со входами блока определения знака и блока выделения временного сдвига, выход которого подключен к одному из входов первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов и входу времязадающего блока, а выход - к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом времязадающего блока, а выход - со счетным входом суммирующего счетчика импульсов 2. Недостатком данного цифрового фазометра является низкая точность при малых соотношениях сигнал/помеха. Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий генератор квантующих импульсов, выход которогр подключен к первому входу первого элемента И и входу времязадающего блока, выход которого под.ключей к первому входу второго элемента И, ,второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу блока выделения временного сдвига,первый и второй входы которого подключены соответственно к первым и вторым входам блока определения знака сдвига и выходам первого и второго формирователей, входы которых являются входами фазометра, введены реверсивный счетчик, одновибратор, триггер и элемент равнозначности, причем первый вход элемента равнозначности подключен к выходу триггера, второй вход - к выходу блока определения знака сдвига, а выхо - ко входу управления режимом работы реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход переноса через одновибратор подключен ко входам параллельной записи кода счетчика и входу тригге™ ра.:

На чертеже представлена блок-схема цифрового фазометра,

I

Формирователи 1 и 2 подключены ко входам блока 3 определения знака сдвига и блока 4 выделения временного сдвига, а выход последнего подключен к одному из входов элемента И 5, выход которого подключен к одному из входов элемента И 6, а второй вход - к выходу генератора 7 и входу времязадающего блока 8, выход которого подключен ко второму входу элемента И 6.

Выход триггера 9 подключен к одному из входов элемента 10 равнозначности, второй вход которого подключен к выходу блока 3 определения знака сдвига, а выход - ко входу управления режимом работы реверсивного счетчика 11, счетный вход которого подключен к выходу элемента И 6, а выход переноса - ко входу одновибратора 12, выход которого подключен ко входам записи реверсивного счетчика 11 и входу триггера 9.

Фазометр работает следующим образом.

Входные сигналы поступают на входы формирователей 1 и 2, которые преобразуют сигналы любой формы в прямоугольные, фиксируя моменты положительных и отрицательных нуль-переходов. Блок 4 формирует импульсы, равные временному сдвигу как между положительными, так и отрицательными -нуль-переходами сформированны сигналов, а блок 3 определяет знак этого сдвига. Элемент И 5 обеспечивает квантование выделенных временных сдвигов импульсами генератора 7. Времязадающий блок 8 на время, равное

времени измерения, открывает элемент И 6, и импульсы с выхода элемента И 5 поступают на счетный вход реверсивного счетчика 11.

Реверсивный счетчик 11 может работать в двух режимах (сложение и вычитание) в зависимости от знака результата накопленного в счетчике, формируемого триггером 9, и знака очередного выделенного временного

сдвига, формируемого блоком 3.

, Режим работы счетчика 11 устанавливается элементом 10 равнозначности следующим образом:

а)сложение, если знаки накопленного результата и выделенного временного сдвига одинаковы {+, + или -,

-);

б)вычитание, если знаки накопленного результата и выделенного временного сдвига разные (+, - или -, +).

Если в режиме вычитания на выходе счетчика 11 появляется импульс переноса, то вследствие этого запускается однЬвибратор 12, который производит запись единицы в младший разряд и нулей в остальные разряды счетчика, а также изменяет на противоположное состояние триггера 9. Изменение состояния триггера 9 приводит к переключению счетчика 11 в режим сложения.

Таким образом, счетчик 11 постоянно определяет абсолютное значение результата, а триггер 9 формирует его знак.

Положительный эффект предлагаемого цифрового фазометра заключается в повышении точности при малых соотношениях сигнал/помеха.

В предлагаемом фазометре при усреднении результата учитывается знак временных сдвигов , что приводит к повышению точности.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержаший генератор квантующих импульсов, выход которого подключен к первому входу 5.9 первого элемента И и входу времязадающего блока, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу бло ка выделения временного сдвига, первый и второй входы которого подключе ны соответственно к первым и вторым входам блока определения знака сдвига и выходам первого и второго формирователей, входы которых являются входами фазометра,отличающий с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены реверсивный счетчик, одновибратор, триггер и элемент равнозначности, причем первый вход элемента равно + ,значности подключен к выходу триггера , второй вход - к выходу блока . определения знака сдвига, а выход ко входу управления режимом работы реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход переноса через одновибратор подключен ко входам параллельной записи кода счетчика и входу триггера. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № i(02827, кл. G 01 R 25/08, 1973. 2.Глинченко А.С. и др. Цифровые методы измерения сдвига фаз, Новосибирск. Наука, 1979, с.28-2.