Цифровой следящий фазометр Советский патент 1983 года по МПК G01R25/08 

1

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и предназначено для применения в устройствах, измеряющих разность фаз двух сигна-, лов, и в частности, в фазовых радио,геодезических и радионавигационных системах.

Известен цифровой фазометр для измерения мгновенного значения сдвига фаз, содержащий формирователи управляющих импульсов из входных сигналов, электронные Ключи, генера тор образцовой частоты, реверсивный счетчик импульсов, блок управления, триггер, схему совпадения, делитель частоты на ЗбО, регистрирующий цифровой сметчик импульсов. Работа цифрового фазометра основана на измерении промежутка времени между соседними переходами через нуль, двух исследуемы напряжений в пределах одного периода, сдвиг фаз между которыми должен быть измерен с последующим умножением этого промежутка в 360 раз 1 ,

Недостатком схемы является большое время измерения, составляющее ЗбО периодов исследуемого напряже ния, невозможность измерения полных углов.

Известентакже цифровой фазометр, содержащий формирователи импульсе

,д длительностью, равной расстоянию между моментами одновременного перехода через нуль опорного и измеряемого сигналов, генератор счетных импульсов, счетчик-делитель, который даf5 ет показания значений разности фаз в некоторой системе едициц, ключи, триггер и последовательно соединенные два реверсивных счетчика 2, Недостатком известного устрой20 ства является большое время измерения,

Цель изобретения - создание быстродействующего следящего фазометра, позволяющего осуществлять еле98жение за измеряемой разностью фаз по кратчайшему пути с возможностью измерения целых фазовых циклов. Поставленная цель достигается тем что в известный фазометр, содержащий входные формирователи, генератор счетных импульсов, пе|эвый ключ, последовательно соединенный со сметчиком, второй ключ, подключенный одним из входов к триггеру, и дёа последовательно соединенных реверсивных счетчика, введены третий, четвертый, пятый и шестой ключи, дешифратор, третий реверсивный счетчик, установочный вход которого через пятый ключ подключен к информационному выходу счетчика и к входу дешифратора, а импульсные входы к выходам второго и шестого ключей и к импульсным входам первого реверсивного счетчика, информационный выход которого соединен с установочным входом счетчика; второй триггер, выход которого подсоединен к одному из входов шестого ключа, вторые вхо ды второго и шестого ключей подключе ны к генератору счетчика импульсов, связанному также со счетным входом счетчика, а входы первого и второго триггеров подключены к выходу третье го реверсивного счетчика, а также К выходам третьего и пятого ключей соответственно, при этом первые входы третьего, четвертого и шестого ключей соединены с выходом второго вход ного формирователя, вторые входы тре тьего и четвертого ключей - с выходами дешифратора, а второй вход первого ключа - с выходом первого входного формирователя. На чертеже представлена структурная схема цифрового следящего фазометра. Цифровой следящий фазометр содержит первый и второй входные формиров тели 1 и 2, генератор 3 счетных импульсов, счетчик k, ключи , дешифратор 11, триггеры 12 и 13, первый, второй и третий реверсивные сметчики . Цифровой следящий фазометр работает следующим образом. При наличии входных, подлежащих измерению, сигналов импульс формирователя 1 открывает ключ 5, устанавливая в счетчике значения К реверсивного счетчика l, после чего счет чик k подсчитывает количество импуль coi г генератора 3, соответствующее 4 дополнению до раз ности фаз. На время формирования импульса формирователе 2 в счетчике записано значение . Дешифратор 16 в зависимости от состояния п счетчика 4 формирует разрешающий потенциал на входе ключа 7 при значениях ,5 N либо на входе ключа 8 при значениях ,5 N. Импульс формирователя 2 открывает ключ 7 или Ключ 8 и ключ 9. В реверсивном счетчике 16 устанавливается знамение п, одновременно импульс с ключа 7 либо с ключа 8 открывает триггеры 12 или 13, разрешая поступление импульсов генератора 3 через ключ 6 ИЛИ ключ 10 на соответствующие входы реверсивного счетчика 16 и реверсивного счетчика 1 до тех пор, пока состояние реверсивного счетчика 1б не примет нулевые значения. Импульс, соответствующий нулевому состоянию реверсивного счетчика 1б, переключает триггеры .12 и 13. запретив таким образом дальнейшее поступление импульсов генератора 3 через ключи 6 или 10 на соответствующие входы реверсивных счетчиков 1 и 16, Таким образом, за каждый измеряемый период значения К реверсивного 1k изменяются в сторону счетчика уменьшения разбаланса, сводя к нулю разбаланс между истинным значением разности фаз и показанием реверсивного счетчика U, В случае, если значение разности фаз соответствует значению К реверсивного счетчика 1k на время прихода импульса формирователя 2, значение п счетчика и в реверсивном счетчике 16 установится нулевое состояние, запрещающее поступление импульсов через ключи 6 и 10 на соответствующие входы реверсивных счетчиков 1 и 16, Рассмотрим логику переключения к/яочей 6 и 10, Предлоложим, что значение К реверсивного счетчика I больше нежели значения измеряемой разности фаз, .тогда значение К+гсчетчика k на время прихода импульса формирователя 2 равно п, где п Ю,5 N, Дешифратор 11 формирует потенциал, отпирающий ключ 7, который пропускает импульс формирователя 2, отрывающий триггер 12, который, в свою очередь, отпирает ключ 6, разрешая поступление импульсов генератора 3 на вычитающий вход реверсивных счетчиков 16 и 1 до тех пор, пока состояние реверсивного счетчика 16 не примет нулевых 5 1значений. Количество импульсов генератора 3 поступивших на суммирующие входы реверсивных счетчиков 1б и Н соответствует величине разбаланса ме ду предшествующим состоянием К ревер сивного счетчика I и истинным значе нием разности фаз. Таким образом,, предложенное устройство обеспечивает слежение за изм ряемой разностью фаз и за время одного периода позволяет свести к нулю величину разбаланса между отсчетом ;К истинным значениям разности фаз .Слежение за измеряемой разностью фаз ведется по наикратчайшему пути. Предположим, истинное значение ра ности -фаз, а находится в пределах О . а 0,25, дополнение до разности фаз 0,, значение К реверси ного счетчика I находятся в предела 0,75t тогда значение k+r счетчика Л на время прихода импульсов формирова теля 2 равно п, где n:jO,5 N. Дешифратор 11 при значениях счетчика п 0,5 N формирует потенциал, отпирающий ключ 8, который пропускает импульс формирователя 2, отпирающий триггерно-к;точевую схему , пропускающую импульсы генератора 3 на суммирующий вход реверсивных счетЧиков 1& и 1, Значения реверсивного счетчика k увеличиваются до значения разности фаз и при переходе чере НвО .формируется импульс переполнения, регистрируемый реверсивным счет чиком 15.. Если истинное значение разности фаз а находится в пределах 0, дополнение до разности фаз следовательно ,25, значение реверсивного счетчика }Ц К находится .в Пр делах О К 0,25 N, тогда значение К-г счетчика k на время прихода импульса формирователя 2 равно п, где ,5 N. Дешифратор 11 при значениях счетчика k ,5 N-формирует потенциал, отпирающий ключ 7t который пропускает импульс формирователя 2, отпирающий триггерно-ключеаую схему 12-6, пропускающую импульсы генератора 3 на вычитающие входы реверсивных счетчиков 1б и Il. Значение реверсивного счетчика 14 уменьшается до значения разности фаз и при переходе через формируется импульс переполнения, регистрируемый реверсивным счетчиком 15. 0 Таким образом, предложенное схемное решение цифрового следящего фазометра обеспечивает высокое быстродействие и осуществляет сложение за.изменяющейся разностью фаз по наикратчайшему пути, ПОЗВОЛЯЯ: подсчитать полные углы (целые фазовые циклы). формула изобретения Цифровой следящий фазометр, содержащий входные формирователи, генератор счетных импульсов, первый ключ, последовательно соединенные со счетчикомi второй ключ, подключенный одним из входов к триггеру, и два последовательно соединенных реверсивных счетчика, отличающийся |Тем, что, с целью повышения быстродвй ствия слежения за измеряемой разностью фаз, он снабжен третьим, четвертым, пятым и шестым ключами, дешифратором, третьим реверсивным счетчиком, установочный вход которого через пятый ключ подключен к информационному выходу счетчика и k входу дешифратора, а импульсные входы - к выходам второго и шестого ключей и кимпульснык Г входам первого реверсивного счетчика, информационный выход которого соединен с установочным входом счетчика, снабжен также вторым триггером, выход которого подсоединен к одному из входов шестого ключа, причем вторые входы второго и шестого ключей подключены к генератору счетных импульсов, связанному также со счетным входом счетчика, а входы первого и второго триггеров подключены к выходу третьего реверсивного счетчика, а также к выходам третьего и пятого ключей соответственно, при° этом первые входы третьего, четвертого и пятого ключей соединены с выходом второго входного формирователя вторые входы третьего и четвертого ключей - с выходами дешифратора, а второй вход первого ключа - с выходом первого входного формирователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ТТ Авторское свидетельство СССР 270065, кл. G 01 R 25/00, 1967. 2, Авторское свидетельство СССР57б5 7, кл. G 01 R 25/00, 1976 (прототип).