Цифровой фазометр Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

(5t) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

: Изобретение относится к радиотех ническим измерениям и предназначено для измерения разности фаз двух сигналов, в частности, в фазовых радиог одезических и радионавигационных сис темах. Известен фазометр, содержащий управляемый генератор с устройствами частотной и фазовой подстройки частоты, выход которого подключен к дву идентичным пересчетным схемам, причем входы разрядов первой пересчетной схемы подключены к выходу устройства записи хода, а к выходу пересчетных схем подключены две группы вентилей, один вход первой из которых соединен с Входом всего устройства, а выход через устройство аналоговой памяти подключен к одному входу второй группы вентилей, выход которой соединен с фильтром нижних частот l . Использование этого фазовращагепя лля фазовых измерений позволяет уменьшить ошибку измерения путем устранения формы искажения выходного, сигнала, но использование его в фазовом измерителе не дает возможности производить измерение при условии манипуляции измеряемых сигналов. : На время отсутствия сигналов (паузы ) при работе с манипулированными сигналами фаза измеряемых сигналов может измениться на произвольную величину, зависящую от скорости движения объекта, на котором установлен фазоиндикатор. Посылка измеряемых сигналов, следующая за паузой, изг менит показания фазометра в сторону истинного значения измеряемой фазы. Так как время переходного процесса и время переключений при манипуляции величины одного порядка, имеет место неоднозначность показаний фазометра,что существенно ухудшает его технические характеристики при работе с манипулированными сигналами и крат ковременными пропаданиями сигнала.

Известен цифровойфазометр, содержащий формирующее устройство, ключи генератор счетных импульсов, реверсивный счетчик, элемент ИЛИ, два делителя-счетчика, один из которых с переменным коэффициентом деления, другой - с коэффициентом деления, равным полной емкости реверсивного счетчика, вход первого счетчика подключен к выходу второго ключа, а вход 10 второго счетчика подключен к выходу первого логического элемента ИЛИ через третий ключ, второй вход которого подключен к выходу самого младшег разряда реверсивного счетчика, а два входных формирующих устройства - к входам первого логического элемента ИЛИ через первый и второй ключи, к вторым входам которых подключен гене ратор счедных импульсов C2j. Однако известный фазометр характе ризуется недостаточно высокой точностью измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения. , Цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий формирующие устройства, ключи, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор счетных импульсов, делители-счетчики, дополнительно введены экстраполятор, четвертый и пятый ключи, второй и тр тий логические элементы ИЛИ, -логичес кий элемент ИЛИ-НЕ причем входы экст раполятора подключены к выходу первого и второго делителей-счетчиков, подключенных соответственно к входам второго и третьего логических элементов ИЛИ, а выходы экстраполятора подключены к входам реверсивного сче чика через четвертый и пятый ключи и второй и третий логические элементы ИЛИ, а вторые входы четвертого .и пятого ключей подключены к формирующим устройствам через логический эле мент ИЛИ-НЕ. На чертеже представлена схема фазометра. Цифровой фазометр содержит генератор 1 счетных импульсов, частота следования которых должна превышать наивысшую частоту измеряемых сигналов не менее, чем в N раз (где N основание системы), формирующее устройство 2 импульса, начинающегося в момент перехода через О в какомлибо одном (например положительном) направлении опорного сигнала и закан

чивающегося в момент перехода через О в том же направлении измеряемого сигнала; формирующее устройство 3 импульса, начинающегося в момент перехо 5 да через О в том же, что и выше, .направлении измеряемого сигнала и заканчивающегося в момент перехода через О в том же направлении опорного сигнала; первый ключ k, управляемый импульсом с выхода устройства 2 и пропускающий счетные импульсы от генератора; второй ключ 5 управляемый импульсом с выхода устройства 3 и пропускающий счетные импульсы от генератора; первый логический элемент ИЛИ 6, логический элемент ИЛИНЕ 7, соединенный с четвертым ключом 8 и пятым ключом 9i третий ключ 10Г, запираемый при Ьавенстве единице содержимого реверсивного счетчика 1 Г, второй и третий логические элементы ИЛИ 12 и 13 соответственно подключенные к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика 11; делитель-счетчик f на N; делительсчетчик 15 с переменным коэффициентом деления, равным содержимому реверсивного счетчика (при нулевом содержимом его коэффициент деления равен N); экстраполятор 16, входы которого подключены к выходам делителей Н и 15, а выходы через ключи 8 и 9 подключены к входам элементов ИЛИ 12 и 13. Фазометр работает следующим образом. При наличии входных(подлежащих измерению) аналогов открыт, либо прикрыт ключ Ц, либо второй ключ.5, так что на вход делителя 14 поступают все счетные импульсы от генератора 1. Количество импульсов за время t на выходе делителя 14 равно f,,-)Ha вы5 - , а на выходе второго ключа ходе делителя - f - частота следования счетных импульсов; а разность фаз входных (измеряемых си(- налов, выраженная в долях периода, или,то же самое, отношение длительности импульса на выходе ключа 5 к периоду входных сигналов; п - содержимое реверсивного счетчика 11. Когда -jjT- а, на оба входа реверсивного счетчика поступает одинаковое количество импульсов, так что его содержимое не изменяется и дает отсчет разности фаз в выбранной системе единиц; .Ecли п aN, то за время t на суммирующий вход реверсивного счетчика 11 поступает меньше импульсов, чем на вычитающий и его содержимое уменьшается. При п : aN на суммирующий вход счетчика за время t подается больше импульсов, и его содержимое возрастает. Для обеспечения устойчивой работы фазометра при значениях, близких к N, введен третий ключ 10, запираемый при равенстве единице содержимого реверсивного счетчика. Таким образом, содержимое реверсивного счетчика 1 всегда дает значение разности фаз в заданной системе единиц. При наличии измеряемых сигналов четвертый и пятый ключи 8 и 9 заперты, счетные импульсы с выходов делителей 15 и И поступают как на реверсивный счетчик 11, так и на входы устройства экстраполяции 1б, где подсчитывается и запоминается количество импульсов, приходящих как на суммирукмций, так и на вычитающий вход реверсивного счетчика 11, за выбранный промежуток времени, а на выходе экстраполятора формируются импульсы с частотой, Тпропорциональной запомненному количеству импульсов, поступаемому на суммирующий tf на вычитающий входы ревер си8ного счетчика 11 за поедшествующий анализируемый п|х межуток времени. В случае прекращения входных сигналов первый и второй ключи 4 и 5 заперты, и счетные импульсы от генератора 1 на схему не подаются. Логический эле мент ИЛИ-НЕ 7 формирует потенциал разрешения Для прохождения импульсов с выхода экстрапопятора 16 через четвертый и пятый ключи 8 и 9 на соответствующие входы реверсивного счетчика 11.

Таким образом, на время паузы показания измерительного реверсивного счетчика 11 изменяются со скоростью и знаком предшествующего измерения.

Использование данного устройства повышает помехозащищенность и устраняет неоднозначность измерений фазометра при работе с манипулированными

сигналами и кратковременными пропаданиями сигнала.

Формула изобретения

Цифровой фазометр содержащий дваформирующих устройства, первый, и третий ключи, первый логический элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, генератор счетных импульсов, два делителя-счетчика, вход первого делителя-счетчика подключен к выходу второго ключа, а вход второго делителя-счетчика подключен к выходу первого логического элемента ИЛИ через третий , второй вход которого подключен к одному выходу реверсивного счетчика, а выходы формирующих устройств подключены к входам первого логи ческого элемента ИЛИ через первый и второй ключи, к вторым входам которых подключен генератор. c4etных Hf«iy/ibcoB, о т л и ч а ю щи йс я тем, что, с. целью повышения точности измерения, в него полнительно введены экстраполятор, четвертый и пятый ключи, второй и третий, логические элементы ИЛИ, логический элемент ИЛИ-НЕ.п ричем входы экстраполятора подключены к выходу первого и вТорого делителей-счетчиков, подключённых соответственно к входам второго и третьего логических элементов ИЛИ, а выходы экстрапопятора подключены к входам реверсивного счетчика через, четвертый и пятый ключи и второй и третий логические элементы ИЛИ, а вто|ше входы четвертого и пятого , ключей подключены к фор «1руюи)им устройствам через логический элемент ИЛИ-НЕ.

/ Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

f /192826, кл. G 01 R 25/04, 19.02.7.

2.Авторское свидетельство СССР )Г 470761, кл. G 01 R 25/00, 29.01.73 (прототип).