Цифровой фазометр мгновенных значений Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к цифро-. вой измерительной технике и может быть использовано в информационноизмерительных системах для преобразования сдвига в цифровую форму.

По основному авт.св. 600472 известен фазометр мгновенных значений, содержсшщй формирователь и блок управления, вход и выход котоЕялх объединены и подключены ко входу цепочки, состоя1цей из последовательно включенных управляемых вентилей, эталонный генератор, подключенный ко второму входу первого вентиля упомянутой цепочки, регистрирующее устройство и два счетчика импульсов, схема сравнения кодов и триггер, разделенный вход которого связан с выходом блока управления и со вторым входом первого счетчика, при этом схема сравнения кодов соединена своими равнозначными входами с выходами одноименных разрядов обоих суммирующих счетчиков импульсов, вход каждого из которых непосредственно связан с выходом соответствующего вентиля, а выход схемы сравнения кодов - с входом триггера, соединенного по выходу с вторым входом второго вентиля 1.

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

С этой целью в устройство, содержащее формирователь, входы которого подключены ко входам устройства, а

10 выход - ко входу блока управления и первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к генератору эталонного сигнала, а выход - ко входу первого счетчика

15 и первому входу BTOpoiro элемента И, второй вход которого подключен к выходу первой схемы сравнения- кодов, а выход - ко входу второго счетчика, первый выход которого подключен к

20 регистратору, а вторые выходы - к первым входам первой cxeN« сравнения кодов, вторые вхо.цы которой подключены к выходам первого счетчика,

Сброс

которого подключен к

вход

25

выходу блока управления и триггер, введен третий элемент И, регистр и вторая схема сравнения кодов, причем второй выход блока управления подключен к первому входу триггера,

30 второй вход которого подключен к выходу второй схемы сравнения кодов, первые входы которой подключены к выходам первого счетчика и входам регистра, а вторые входы - к первым выходам регистра, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента и, первый вход которого соединен с выходом триггера, а второй вход - с первым выходом блока управления.

Па чертеже, показана структурная схема цифрового фазометра мгновенных значений.

Устройство содержит формирователь 1, входы которого подключены ко входам устройства, а выход через первый элемент И 2 - к входу счетчика 3 импульсов и к одному из входов второго элемента И 4, выход которого подключен ко входу счетчика В импульсов, блок б управления, вход которого подключен к выходу формирователя, а первый выход ко входу Сброс счетчика 3 импульсов, эталонный генератор 7, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И 2, первуюсхему 8 сравнения кодов, входы которой соединены с выходами одноименных разрядов обоих счетшков импульсов, а выход - с другим входом второго элемента И 4, регистрирующее устройство 9, подключенное к сметчику 5 иг-тпупьсов, триггер -0, входы которого ,;тючены ко второму входу блока управления и к выходу второй схемы 11 сравнения кодов, а выход - к одному из входов третьего элемента И 12, другой вход которого соединен с пегрвым В111ходом блока упра.вления, а выход - со входом .Перенос регистра 13, входы которого соединены с выходами одноименных разрядов счетчика 3 игушульсов и с первыми входа1: 1и второй схеу л 11 сравнения кодов, а выходы со вторыми входами той же схемы сравнения кодов.

Устройство работает в режиме измерения текущего значения фазового сдвига с параллельной фиксаг ией его минимального и максимального значений за интервал времени. Рассмотрим сначала как происходит фиксация максимального значения фазового сдвига в процессе измерения, а затек. минимального значения.

Формирователь 1, на входы которого поступают исследуeivbie напряжения и, формирует прямоугольные и утульсы с длительностью Т , пропорциональной измеряемому фазовому сдвигу f. Эти импульсы управляют перрым элементом И 2, открывая его на время Т, при этом тактовые импульсы высокой частоты с выходе эталонного генератора 7 проходят на счетный вход счетчика-3 непос;едственно и на счетный вход счетчика 5 через второй элемент И 4 при условии наличия на управляющем входе последнего разрешающего потенциала с выхода первой схемы 8 сравнения кодов.

Первая схема 8 сравнения кодов выдает разрешающий потенциал, когда содержимое счетчиков 3 и 5 одинак во, и сохраняет этот потенциал неизменнным на уровне логической все время, пока соблюдается условие равенства кодов на ее входах, связанных с выходами одноименных разрядов указанных счетчиков.

Допустим, в исходном состоянии устройства в счетчики 3 и 5 записано число, равное нулю. При поступлении исследуе 4ых напряжений на входы формирователя ,Т последний открывает первый элемент И 2 на время 2 и тактовые импульсы эталонного генератора

7проходят на счетный вход счетчика 3 и через второй элемент И 4, открытый разрешающим потенциалом с выхода первой схемы 8 сравнения кодов, на счетный вход счетчика 5. В момент времени, соответствующий заднейу фронту выходного импульса формирователя 1, импульсный сигнал с первого выхода блока б управления сбрасывает счетчик 3 в нуль по входу Сброс, в счетчике 5 при этом остается код, пропорциональный временному интерва1луТ. Он передается в регистрирующее устройство 9. Разрешающий потенциал с управляпощего входа второго элемента И 4 снимается, так как условие равенства кодов на входах cxeN

8нарушается,.

Дальнейшая работа цифрового фазометрг зависит от соотнсшения длительностей каждого последующего и предыдущего максимального (по длительности) выходных импульсов формирователя 1. Например, если сле.дующий импульс указанного Формирователя имеет длительность С 71 , то содержимое счетчика 3 по мере поступления тактовых импульсов эталонного генератора 7 на его счетный вход через первый элемент И 2 нарастает. В момент времени, когда оно становится равным коду, хранящемуся в счетчике S., схема 8 срабатывает и выдает разрешающий потен;т,иал на. управляющий вход второго элемента И 4, открывая его. В результате, тактовые импульсы одновременно проходят на счетный вход счетчика 5, код в котором, начиная с, укгязанного момента времени, получает приращение, пропорциональное -t.. Затем блО 6 управления, как и прекде импульсным сигналом с первого выхода, соответствующим по времени появления заднему фронту выходного импульса формирователя 1 с

длительностью t , сбрасывает счетчим 3 в нуль. При этом в другом счетчиКЗ 5 остается код, пропорциональный .

Если следующий импульс формирователя 1 имеет длительность TrVr то содержимое счетчика 3 по мере поступления тактовых импульсов на его счетный вход нарастает, но не дотягивает до кода, хранящегося в счетчике 5. Поэтому схема 8 не срабатываэт, содержимое счетчика 5 не изменяется и после сброса счетчика 3 в О импульсным сигналом с первого выхода блока 6 управления устройство готово к следующему ц.иклу измерения.

Устройство осуществляет также параллельно фиксацию минимального значения фазового сдвига за интервал времени, для чего используются дополнительно введенные в его состав вторая схема 11 сравнения кодов, регистр 13 и третий элемент И 12.

Импульснц сигнал со второго выхода блока б управления, формируемый в момент времени, соответствующий переднему фронту выходного импульса формирователя 1 с длительностью Т , устанавливает триггер 10 в положе111 11

, а высокий потенциал с

ние

выхода триггера подается на управляющий вход третьего элемента И 12 и подготавливает его. Импульсный сигнал с первого выхода блока 6 управления, фиксируемый в момент времени, соответствующий заднему фронту импульса с длительностью t, проходит через открытый третий элемент И 12 на вход Перенос регистра 13 и разрешает перезапись содержимого счетчика 3, пропорционального f , в регистр последующим сбросом

счетчика 3 в нуль.

Если у последующего импульса с выхода формирователя 1 длительность т больше, чем , T.e.t , то

.срабатывает вторая схема сравнения кодов, сравнивающая код в регистре 13 с содержанием счетчика 3, которое с течением времени достигает и превышает значение N-p. Импульс с выхода сработавшей схеме 11 перебрасывает триггер 10 в положение О, в результате чего снимается разрешающий потенциал с управляющего входа третьего элемента И 12 и импульсный сигнал с первого выхода блока управления, сформированный в момент времени, соответствующий заднему фронту импульса с длительностью t , не проходит на вход Перенос регистра 13. Код N в регистре 13, такии образом, не изменяется.

Если у следующего импульса с выхода формирователя 1 длительность / меньше, чем t, т.е. 7;Vr, то вторая схема 11 сравнения кодов не срабатывает, триггер 10 остается в положении , и импульсный сигнал с первого выхода блока управления, сформированный в момент времени, соответствующий заднему фронту импульсов с длительностью t, проходит через открытый третий элемент И 12 на

0 вход Перенос регистра 13 и раз|решает перезапись содержимого счетчика 3, пропорционального t, в,результате в регистр с последу ощим сбросом счетчика 3 в нуль.

5 Таким образом, предложенный цифровой фазометр измеряет текущее значение фазового сдвига, обеспечивая фиксацию его минимального и максимального значений.

30

Формула изобретения

Цифровой фазометр мгновенных . значений по авт.св. 600472, отличающийся тем, что, с

целью расширения функциональных возможностей, в негр введены третий элемент И, регистр и вторая схема сравнения кодов, причем второй выход блока управления подключен к

первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу второй схемы сравнения кодов, первые входы которой подключены к выходам первого счетчика и входам регистра,

а вторые входы - к первьпи выходам регистра, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом триггера, а второй вход - с

первым выходом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР W 600472, кл. G 01 R 2Ь/00, 1978.