Двухполупериодный цифровой фазометр с постоянным измерительным временем Советский патент 1982 года по МПК G01R25/00 

сдвигов при измерении вблизи нуля. Кроме того, использование дополнительной последовательности квантующих импульсов, сдвинутых на 90 относительно первой последовательности квантующих импульсов, повышает требо вания к быстродействию счетчика импульсов, что дополнительно усложняет устройство в целом. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения фазовых сдвигов в диа пазоне О-Збо без изменения масштаба преобразования, Поставленная цель достигается тем что в двухполупериодный цифровой фазометр с постоянным измерительным вр менем, содержащий два усилителя-огра ничителя, соединенные выходами со входами соответствующих четырех формирователей, два триггера фазовых интервалов, три элемента И, первые два из которых соединены входами соответственно с выходами триггеров фа зовых интервалов и с выходами формирователя последовательностей счетных импульсов со сдвигом 180° между ними вход которого соединен с выходом бло ка ограничения измерительного времени, счетчик импульсов, введены инвер тор, два управляющих триггера, пять элементов И и элемент антисовпадения при этом первые входы третьего и чет вертого элементов И соединены с выхо дами формирователя последовательностей счетных импульсов со сдвигом 180 между ними, а вторые - соответственно с выходами инвертора и второго усилителя-ограничителя, выходы первого - четвертого элементов Н соединены с входами элемента антисовпадения, выход которого подключен к счетчику, выходы первого и второго формирователей соединены соответственно со счетными входами первого и второго управлякицих триггеров и с первыми входами шестого и пятого элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к инверсному выходу второго и к прямому выходу первого управлякицих триггеров, другие выходы которых подсоединены соответственно к вторым входам седьмого и восьмого элементов И, первые .входы которых соединены соответствен но с выходами второго и третьего формирователей, выходы пятого и седь мого, шестого и восьмого элементов И соединены соответственно с единичными и нулевыми входами первого и второго триггеров фазовых интервалов На фиг.1 изображена функциональная схема двухполупериодного цифрового фазометра с постоянным иэмерительньЫ временем, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы фазометра, где по оси ординат откладываются выходные напря : ения со ответствующих блоков, по оси абсцисстекущёе время. Двухполупериодный цифровой фазометр с постоянным измерительным временем содержит формирующий блок, состоящий из усилителей-ограничителей .1 и 2, формирователей шшульсов 3-6 фронта и спада, соответствующих моментам положительных и отрицательных нуль-переходов сигналов, инвертора 7,управлякнцих триггеров 8 и 9, элементов 10-13 И и триггеров 1,4 .и 15 фазовых интервалов, элементы 15-19 И, формирователь 20 последовательностей счетных импульсов со сдвигом 180 между ними, элемент 21 антисовпадений, блок 20 ограничения измерительного времени и счетчик 2.3 с индикацией. Фазометр работает следующим обра- . зом. . На входы усилителей-ограничителей ,1 и 2 поступают опорный Uo U costt;t и иЬследуемый }y(() сигналы (фиг.2), фазовый сдвиг между которыми подлежит измерению.- . Выходные напряжения этих ограничителей и , UQ поступают на входы формирователей 3-6 импульсов, которые формируют -короткие импульсы ИЗ, И4, И5 и И6 (фиг.2, сЬответствующие фронту и спаду входных напряжений. Импульсы иЗ и И4 поступают на счетные, входы управляющих триггеров 8 и 9, которые формируют управляющими элементами 1013 И напряжение И8, И9, в результате чего на выходе элементов 10 и 11 и выделяется соответственно нечетная последовательность шпульсов.д - ,д f,, и четная последовательность . Ьд. . . ,„ а на внх.оде элементов 12 И 13IT т- соответстенно нечетная последовательность импульсов , o-f и нечетная последовательность Ь4-, b, , ... . Триггеры .14 и-15 формируют фазовые интервалы длительностью . где - измеряемый фазовый сдвиг; д - погрешность формирования интервалов, обусловленные процессом ограничения; Ц интервалы/ соответствующие дополнительным фазовым сдвиr, ft2A;T T t2u; гам Т - период повторения сигналов. Введение в фазовый интервал дополнительного интервала позволяет исключить мертвую зону вблизи нулевых фазовых сдвигов. ФазовыеС р и дополнительные tr интервалы квантуются на элементах 16 и 17 И счетными импульсами с выхода формирователя 20, а фазовый интервал t и интервал ti соответственно

на элементах 18 и 19 И счетными импульсами, сдвинутыми на 180° относительно первой последовательности. В результате этого на выходе элементов формируются пачки импульсов

. vfc(. ±. 2д4- тУ

N с V АО ъм Л

11.

То Vbto

0 %-о ioTt2A) /I

Элементу 1 антисовпадения реализует соотношение N (Н , ) + ( ) и на его выходе формируются пачки из

о А W

импульсов, ооО

которые регистрируются счетчиком 23 в течение измерительного времени, определяемого блоком 22.

Таким образом, если в известном устройстве для устранения мертвой зоны вблизи нуля с помощью переключателя вводится фазовый сдвиг на без погрешности, обусловленной процессом ограничения, и это приводит к изменению масштаба преобразования дН в диапазоне 0-360, к повышению требований к счетчику по быстродействию за счет третьей последовательности импульсов, сдвинутых на 90 , и к нeaвтoмaтизиpoвaннo лy процессу измерения, то в предлагаемом устройстве для устранения мертвой зоны вблизи О вводится дополнительный фазовый сдвиг с пограиностями формирования дополнительного интервала, которые взаимно компенсируются в процессе формирования, пачки импульсов в элементе 21 антисовпадения. .

Это позволяет производить измерение в диапазоне 0-360 без изменения масштаба преобразования в диапазоне 0-360 Фазовь интервалы Ту и Т изменяются от , Т до |гТ 1

Дополнительными эффектами являются автоматизация измерительного процесса, снижение требований по бы9тродействию к счетчику и по точности ограничения в усилителях-ограничителях, так как погрешности ограничения компенсируются.

Формула ийобретения

Двухполупериодный цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, содержащий два усилителя-ограничителя, соединенные выходами с входами соответствующих четырех формирователей, два триггера фазовых интервалов, три элемента И, первые два из которых соединены входами соответственно с выходами триггеров фазовых и с выходами формирователя последовательностей счетных импульсов со сдвигом между ними, вход которого. соединен с выходом блока ограничения измерительного времени, счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены инвертор, два управляющих триггера, пять

5 элементов И и элемент антисовпадения, при этом первые входы третьего и четвертого элементов И соединены с вькодами формирователя последова.тельноетей счетных импульсов со сдвигом 180 .между ними, а вторые 0соответственно с выходами инвертора и второго усилителя-ограничителя, выходы первого - четвертого элементов И соединены с входами элемента анти- совпадения, выход которого подключен

5 к счетчику, выходы первого и второго формирователей соединены соответственно со счетными входами первого и второго управляющих триггеров и с первыми входами шестого и пятого эле0ментов И, вторые входы которых подключены соответственно к инверсному выходу второго и к прямому выходу первого управляющих триггеров, другие выходы которых подсоединены со5ответственно к вторым входам седьмого и восьмого элементов И, пербые входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего формирователей, выходы пятого и седьмого, шестого и восьмого элементов И

0 соединены соответственно с единичными и нулевыми входами первого и второго триггеров фазовых интервалов .

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР I 359608, кл. G 01 R 25/00, 21.09.72. 2. Авторское свидетельство СССР 447640, кл. G 01 R 25/00, 25.10.74.

.

a;

I

Фвг.1

ам,

Q Hi

lit , 6

Ui

a

il5J U6

ut

U9t UfO

Uii Uu, UiS Ultf Ш5

Фиг.2