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

(54) ЦИФРОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к радиотехническим измерениям в предназначено для применения в устройствах, измеряющих разность фаз двух сигналов, в частности в фазовых радиогеодезических и радио навиганионньк системах. Известен цифровой фазометр, содержа ший формирователи « мнульсов длитель ностью, равной расстоянию между моментами одновременного нерехода через нуль онорного и измеряемого сигналов, генеьратор счётных импульсов, счетчик-делитель, который дает показание значений разности фаз в некоторой системе едвниц 11 . Недостаггком данного устройства является низкая помехозащищенность и н&возможность подсчета пдлных углов. Известен также цифровой фазометр, содержащий усилители-с«граничнтелн, соединенные по выходам через последовательно включенные формирователи, тркр1 р, ключ с измерительным счетчиком, генератор счетных импульсов, подключен ный К формирователю импульсных последовательностей, ш 1ходы которого подключены соответственно к вторым входам формйрсштелей и ключа, реверсивный счетчик полных углов, коммутатор, измерительный реверсивный счетчик, устройство сравнения весов кода, линию эадер«&ки, второй ключ и второй триггер, причем импульсные выходы устройства сравнения кодов через коммутатор, подключенный к соответствующим инфо1 1а1шо«ным выходам измерительного реверсивного счетчика, подключены к импульсным входам указанного счетчика, выходы которого подключены к входам реверсивного счетчика полных углов, выход второго ключа, соединенньй через линию задержки с одним из входов второго триггера, и выходы измерительного счетчика под- . ключены к соответствующим входам устр- ройства сроюаения весов кода, выход которого соединен также с коммутатором, другой вход второго триггер соединен с одним из входов измерительного счетчи-

ка, а выход этого триггера подключен к одному из входов второго ключа Г 2 } .

Недостатком известного фазометра является аппаратурная сложность, заключающаяся в необходимости введения коммутатора, работой которого управляют сложные дешифраторы, реверсивного и прямоотсчетного счетчика. Устройство сравнения весов кода - также сложный аппаратурный узел„

Цель изобретения - создание фазометра, отличающегося аппаратурной простотой и за счет этого повышенной надежностью в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий генератор счетных импульсов, первьй и второй формирователи, последовательно соединенные первый и второй реверсшз- ные счетчики, последовательно соединен- ные триггер, первый ключ и счетчик, причем второй вход первого ключа подключен к выходу генератора счетчика импульсов, а выход второго формировател к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу счетчика, введены инвертор, второй, третий и чет вертый ключи, при атом второй ключ подключен двумя входами к выходу второго формирователя и первого реверсив- ного счетчика, соединенного по выходу с установочным входом счетчика, вьгход которого в свою очередь, подключен к входам первого реверсивного счетчика через третий и четвертый ключи, вторые входы которых соединены с выходом первого формирователя непосредственно и через инвертор.

На чертеже представлена схема цифрового следящего фазометра. Цифровой следя щий фазометр содержит генератор счетаьсс импульсов 1, первый и второй формирователи входных сигналов 2 и 3, триггер 4, первый, второй, третий и четвертый ключи 5-8, инвертор 9, счетчик 10 емкостью N, где N- основание системы единиц измерения (при измерении в градусах N 36О°, при измерении в сантициклах N lOO)j первьй и второй реверсивные счетчики 11 и 12, Емкость счетчика 11 равна N.

Цифрювой след5пиий фазометр работает следующим образом.

При наличии входных подлежащих измерению сигналов на входах формирователей 2 и 3 присутствуют синусоидальны сигналы. На выходах формирователя 2 и инвертора 9 формируются прямоугольные сигналы. На выходе формирователя 3

формируются короткие импульсы, соответствующие переходу сигнала через О в положительном направлении. На выходе генератора 1 формируются счетные импулсы. Истинная разность фаз равна f , дополнение до разности фаз равно N -Р .

Импульс формирователя 3 открывает ключ 6, записьюает в счетчике 10 содержимое реверсивного счетчика 11 и одновременно переключает триггер 4, который открывает ключ 5, разрешая прохождение счетных импульсов генератора, 1 на счетчик 10. Счетчик 10 подсчитывает счетные импульсы до состояния переполнения. Импульс переполнения переключает триггер 4, запрещая таким образом поступление счетных импульсов на счетчик 10, и одновремвшо через ключ 7, либо ключ 8 поступает на реверсивньй счетчик 11, изменяя его состоярние.

Предположим, что значение реверсив- IHoro счетчика 11 - К - больш е значения измеряемой разности фаз г . Импульс формирователя 3 устанавливает в счетчик 10 значение реверсивного счетчика 11 (К) и одновременно переключает триггер 4, который открывает ключ 5, разрешая таким образом поступление счетных им пульсов генератора 1 на счетчик 10. Счетчик подсчитает (N -К) импульсов и формирует импульсы переполнения, которые переключат триггер 4, запрещая поступление счетных импуйьсов, и через ключ 8 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 11, изменяя его состояние в сторону уменьшения. Ключ 8 на время формирования импульса переполнения счетчика 10 открыт положительной полуволной, сформированной на выходе инвертора 9. На выходе ключа 8 за каждый период измеряемых сигналов формируются импульсы, поступающие на вычитающий вход реверсивного счетчика 11 до достижения равенства К t.

Предположим, что значение реверсивного счетчика 11 (К) меньше значения измеряемой разности фаз Г.. Импульс формирователя 3 устанавливает в счетчике Ю- значение реверсивного счетчика 11 (К и одновременно переключает триггер 4, который откроет ключ 5, разрещая таким образом поступление счетных импульсов генератора 1 на счетчик 1О. Счетчик подсчитьтает ( N - К ) импульсов и формирует импульс переполнения, который переключает триггер 4, запрещая поступле1гае счетных импульсов, и через ключ 7 поступает на суммирующий вход ревер tHBHoro счетчика, изме1мя его состояние в сторону увеличения. Клюя 7 на время формирования импульса переполнения счетчика Ю открыт положительной полуволной, сформированной на выходе формирователя 2. На выходе клюна 7 за каждый период измеряемых сигналов формируются импульсы, поступающие на суммирующий вход реверсивного счетчика 11 до достижения равенства К г . При равенстве значений К Ь импуль он переполнения на выходе счетчика 10 не формируются и содержимое реверсив.ного счетчика 11 остается без изменени Таким образом, устройство обеспечн- вает слежение за изменяемой разностью фаз со скоростью, обусловленной частотой измеряемых сигналов. Слежение за изменяемой разностью фаз ведется по наикратчайшему пути. Предположим, что истинное значение .разности фаз г находится в пределах о г 0,25, дополнение до разности фаз О,75 1- г 1, значение реверсивного счетчика 11 в пределах 0,75 Н К N , Импульс формирователя 3 записьтает в счетчике Ю значение реверсивного счетчика 11 (К), Счетчик 1О {Подсчитьшает до переполнения ( М-4) импульсов, где (N -JK) O,25N , Время формирования импульса переполнения счетчика 10 приходится на положительную полуволну сигнала формирователя 2. Импульсы переполнения поступают через ключ 7 на суммирующий вход реверсивного счетчика 11, увеличивая его значение до значения разности фаз t , и, проходя через N О, формируют импульс переполнения, регистрируемый реверсивным счетчиком 12. Если истинное значение разностя фаз г в пределах О,75 а 1, дополнение до разности фаз соответственно О . 1- Г 0,2 5, а значение реверсивного счетчика 11 (К) в пределах О ,25N .тогда значения реверсивного счетчика изменяются в сторону уменьшения значений, и при переходе через N Ю фор- мируется щушульс переполнения, регист рируемый реверсивным счетчиком 12, Таким образом, предлагаемое схемное решение позволяет обеспечить сщсжешсе за изменяемой разностью фаз по крат чайшему пути с возможностью измерения целых фазовых циклов при повышенной надежности его работы. Формула изобретения Цифровой следящий фазометр, сор,в жаший генератор счетных импульсов, nejvвый и второй формирователи, последовательно соединенные первый и второй .реверсивные счетчики, последовательно соединенные триггер, первый ключ и счет чик, причем второй вход первого ключа подключен к выходу, генератора счетных импульсов, а выход второго фо1 лироват©ля - к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу сче чика, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности,, в нетю введены инвертор, второй, третий и чет вертый ключи, при этом второй ключ под ключен двумя входами к выходу второго формирователя и первого реверсивного счетчика, соединенного по выходу с уста- новочным входом счетчика, выход которого, в свою очередь, подключен к входам первого реверсивного счетчика через третий и четвертый ключи, вторь1е входы которых соединены с выходом первого формирователя непосредственно и через инвертор. Источники ннфорЕмашоц. принятые во внимание при экспертизе 1.Швецкий Б. И. Электроннью изме рительные приборы с цифровым отсчетом, Киев, Техника, 197О, с. 21О-212. 2.Авторское свидетельство СССР № 576547, кл. Gr 01 R 25/00, 1972.