Цифровой фазометр мгновенных значений

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИН

„„SU„„1320770 А1 (5g 4 G 01 R 25/00

= «»«

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3931834/24-21 (22) 12.07.85 (46) 30.06,87. Бюл. Р 24 (72) В.Г. Гладилович, А.Д. Воропаев, В.И. Лавринович и В.И, Тютченко (53) .621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 935815, кл. G 01 К 25/00; 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1270718, кл. G 01 R 25/08, 1985.

I (54) ЦИФРОВОИ ФАЗОМЕТР МГНОВЕННЫХ

ЗНАЧЕНИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. Цифровой фазометр содержит формирователь 1, блок 2 управления, элемент И 3, эталонный генератор 4, цифровые пиковые детекторы 6 и 7, регистрирующий блок 8 и три регистра

11. В устройство введены счетчик 5 импульсов, распределитель 9 импульсов, переключатель 10, с третьего до и-го регистры 11 и коммутатор 12.Этим обеспечивается возможность определения параметров переходного процесса по фазе, возникающего в четырехполюснике под воздействием или одиночного радиоимпульсного сигнала, или непрерывной последовательности радиоимпуль- а са. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1320770

Изобретение относится к измеритель. ной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для преобразования фазового сдвига в цифровую форму.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей цифрового фазометра мгновенных значений, которое достигается за счет возможности измерять не одиночные значения фазовых сдвигов, а определять переходные процессы по фазе при действующих последовательностях импульсов.

На фиг. 1 изображена структурная схема цифрового фазометра мгновенных значений; на фиг. 2 — функциональная схема блока управления; на фиг. 3 структурная схема цифрового пикового детектора; на фиг. 4 — функциональная 20 схема коммутатора.

Цифровой фазометр мгновенных значений содержит формирователь 1, блок

2 управления, элемент И 3, эталонный генератор 4, счетчик 5 импульсов,циф- 25 ровые пиковые детекторы 6 и 7, регистрирующий блок 8, распределитель 9 импульсов, переключатель 10, и регистров 11 и коммутатор 12, Основной выход формирователя 1 30 поДключен к первому входу блока 2 управления и первому входу элемента И 3 ..

Выход эталонного. генератора 4 подключен к второму входу элемента И 3.

Счетный вход счетчика 5 соединен с выходом элемента И 3, а установочный вход — с шестым выходом блока 2 управления. Информационный вход каждого цифрового пикового детектора 6 и 7 поразрядно соединен с информаци- 40 онным выходом счетчика 5,.управляющие входы соединены с первым и вторым выходом блока 2 управления,а выход поразрядно подключен к своему входу регистрирующего блока 8, уп- 4Б равляющий вход которого соединен с третьим выходом блока 2 управления.

Первый и второй входы распределителя 9 импульсов соответственно подключены к пятому выходу и четвертому выходу блока 2 управления, а выходы через переключатель 10 — к третьему входу элемента И 3. Информационные входы регистров 11 поразрядно соедииены с соответствующим выходом счетчика 5, управляющие входы соединены каждый с соответствующим выходом распределителя 9 импульсов, а информационные выходы через коммутатор 12 подключены к входу регистрирующего блока 8. Второй вход блока 2 управления соединен с дополнительным выходом формирователя 1.

Формирователь 1 представляет собой устройство, формирующее импульсы, длительность которых t< пропорциональна мгновенным значениям сдвига фаз между опорным U< колебанием и исследуемыми П радиоимпульсными сигнала2 ми. Формирователь 1 содержит два усилителя-ограничителя, два формирователя коротких импульсов и управЛяющий триггер, выход которого является основным выходом формирователя. Выход усилителя-ограничителя опорного канала является дополнительным выходом формирователя 1.

Блок 2 управления (фиг. 2) содер- жит времязадающий делитель 13 частоты, определяющий длительность измерительного цикла цифрового фазометра и четыре генератора 14-17 одиночных импульсов, два из которых формируют короткие отрицательные импульсы в моменты перепада уровней входного напряжения из лог.1 в лог.О, третий формирует короткие положительные импульсы при перепаде уровней входного напряжения из лог.О в лог.1, а четвертый формирует короткие отрицательные импульсы также при перепаде уровней из лог, 0 в лог. 1. Кроме того, блок

2 управления содержит два элемента

18 и 19 задержки, два элемента 20 и

2i И-НЕ, один RS-триггер 22 и два инвертора 23 и 24.

Цифровые пиковые детекторы .6 и 7 предназначены для определения максимального (детектор 6) и минимального (детектор 7) значений изменяющегося во времени фазового сдвига за время измерительного цикла. Каждый из детекторов 6 и 7 содержит (см, фиг, 3) регистр 33 памяти, схему 34 сравнения кодов и элемент И 35. Регистр памяти может быть выполнен на D-триггерах, D-входы которых объединены с соответствующими разрядами схемы сравнения кодов и подключены к кодовому выходу счетчика 5 импульсов, тактовые входы

1 соединены между собой и подключены к выходу элемента И. Схема сравнения кодов выдает на своем выходе лог. 1 в том случае, когда очередное мгновенное значение сдвига фаз, поступающее на вход цифрового пикового детектора

6, больше (а на вход детектора 7

20770.5

20 з 13 меньше) значения фазового сдвига,ранее записанного в его регистр памяти. Запись последующего большего (в детекторе 6) или меньшего (в детекторе 7) значения в регистр памяти осуществляется по команде, подаваемой с выхода 26 блока 2 управления.установка регистра памяти в исходное состояние (нулевое в детекторе 6 и единичное в детекторе 7) перед началом нового измерительного цикла производится сигналом, поступающим на его установочный вход с выхода 27 блока 2 управления.

Коммутатор 12 может быть выполнен на мультиплексорах, например 155 КП1, управляемых кодом, формируемым с по мощью многополюсного переключателя (см. фиг. 4).

Цифровой фазометр работает следующим образом.

После включения он устанавливается в исходное положение, при котором элемент И 3 закрыт низким потенциалом с выхода формирователя 1, счетчик 5 импульсов и регистр 33 памяти в цифровом пиковом детекторе 6 находятся в нулевом состоянии, регистр памяти в цифровом пиковом детекторе 7 находится в единичном состоянии, цифровые пиковые детекторы 6 и 7 и регистрирующий блок 8 заблокированы низким потенциалом с выходов 26 и 28 блока

2 управления. Позициями 29 и 30 обозначены выходы блока 2 управления.

При поступлении опорного U и ра1 диоимпульсного U сигналов на основЯ ном выходе формирователя 1 появляется последовательность импульсов положительной полярности, длительность которых (t ) пропорциональна измеряемым мгновенным значениям фазовых сдвигов.

Эти импульсы открывают элемент И 3, через который высокочастотные колебания эталонного генератора 4 поступают на счетный вход счетчика 5 импульсов, и, кроме того, подаются на вход 31 .блока 2 управления. Одновременно с дополнительного выхода формирователя на вход 32 блока 2 управления поступают прямоугольные импульсы типа меандр", сформированные.из опорно- го U< сигнала. Обнуление счетчика 5 по окончании измерения каждого мгновенного значения фазового сдвига производится по команде, поступаю-: щей с выхода 25 блока 2 управления.

В случае определения параметров переходного процесса по фазе, возникающего в четырехполюснике под воздействием одиночного радиоимпульсного сигнала, связь между выходами распре-. делителя 9 импульсов и третьим входом элемента И 3 с помощью переключателя

10 размыкается.

При этом с момента поступления радиоимпульса на вход фазометра измеряют все мгновенные значения фазовых сдвигов за каждый период частоты заполнения радиоимпульсного сигнала.

С помощью распределителя 9 импульсов мгновенные значения фазовых сдвигов последовательно записываются в регистры 11,, 11, 11 и т;и. После окончания измерений зафиксированные в регистрах 11, -11„, мгновенные значения фазовых сдвигов через коммутатор

12 поочередно выводятся на регистрирующий блок 8, что позволяет по точкам воспроизвести кривую переходного

25 процесса по фазе. По полученной кри— вой переходного процесса можно уже определить и все необходимые его параметры: размах, длительность, вид (колебательный, апериодический и

30 т ° п ° ) °

Если определяются параметры переходного процесса по фазе, возникающие в четырехполюснике под воздействием

Ь непрерывнои последовательности радио импульсов, третий вход элемента И 3

35 с помощью переключателя 10 подсоединяется к одному из выходов распределителя 9 импульсов.

При этом, в течение измерительного

40 цикла Т, из каждого радиоимпульсного сигнала в счетчике 5 импульсов записывается только одно, соответствующее положению переключателя 10, мгновенное значение сдвига фаз. Все эти значения непрерывно анализируются в цифровых пиковых детекторах 6 и 7, и к концу цикла Т по команде с выхода 28 блока 2 уйравления в регистрирующий блок 8 заносится информация о максимальном (из детектора 6) и

1 минимальном (из детектора 7) значениях фазового сдвига из числа записываемых в счетчике 5. Разница между максимальным и минимальным значения55 ми сдвига фаз, полученными за время

Т», соответствует ширине зоны раз,броса (повторяемости) мгновенных значений фазовых сдвигов на заданном периоде частоты заполнения радиоим13207 пульсных сигналов, С помощью переключателя 10 можно анализировать ши рину зоны разброса мгновенных значений фазовых сдвигов на любом требуе- мом периоде частоты заполнения непре- 5 рывно следующих радиоимпульсов.

По окончании измерительного цикла по команде с выхода 27 блока 2 управления регистры в цифровых пиковых детекторах 6 и 7 сбрасываются в нулевое 10 состояние и весь фазометр приводится в исходное состояние.

Таким образом, предлагаемый фазометр имеет широкие функциональные воз-f5 можности, которые достигаются за счет введения в его состав распределителя импульсов, переключателя, п регистров коммутатора и счетчика. При этом обеспечивается возможность определения 20 параметров переходного процесса по фазе, возникающего в четырехполюснике под воздействием или одиночного ра. радиоимпульсного сигнала или непрерыв ной последовательности радиоимпульса. 25

Формула изобретения

1. Цифровой фазометр мгновенных значений, содержащий формирователь, 30 входы которого являются входами фазометра, блок управления, два регистра, два цифровых пиковых детектора,соединенных управляющими входами с выходами блока управления, эталонный генератор, соединенный. с входом элемента

И, регистрирующий блок, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переключатель, распреде- д0 литель импульсов, счетчик, коммутатор, регистры от третьего до п-го, причем выходы формирователя соответственно соединены с входами блока управления, второй вход элемента И объединен с вторым входом блока управления, третий выход блока управления соединен с управляющим входом регистрирующего блока, два информационных входа которого соединены с соответствующими выходами цифровых

70 6 пиковых детекторов, информационные входы которых объединены и соединены с информационными выходами счетчика и входами с первого до n-ro регистров, выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора, выходы которого соединены с третьими информационными входами регистрирующего блока, четвертый и пятый выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами распределителя, выходы которого соединены с соответствующими входами каждого регистра и переключателя, выход которого соединен с тре чьим входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, установочный вход которого соединен с шестым выходом блока управ-, ления.

2.Фазометр по п.1,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что блок управления в нем содержит четыре генератора одиночных импульсов, два элемента задержки,два . элемента И-НЕ, RS-триггер, два элемента НЕ, а также времязадающий делитель частоты, вход которого является входом блока управления и соединен с входами первого и второго генераторов одиночных импульсов, выход первого из которых соединен с первыми входами элементов И-НЕ, а выход второго — с входами первых элементов задержки и элемента НЕ, выходы которых являются выходами блока управления, при этом вход третьего генератора одиночных импульсов соединен с выходом времязадающего делителя часто. ты, а выход — с входами вторых элементов задержки и элементов НЕ, выходы которых являются выходамн блока управления, второй вход первого элемента И-НЕ является вторым входом блока управления, а выход соединен с выходом блока управления и с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с К-входом RS-триггера и S-входом RS-триггера, выход которого через четвертый генератор одиночных импульсов соединен с выходом блока управления, 1 320770 (Ом. 2 К и й ф ф у

gnpubnewua

0mSaxolo м

Юло юг

5fJTp&llPhuw

От ачет ика3 лауюжИ

1320770

Составитель В. Шубин

Техред N.Õoäàíè÷

Корректор В. Бутяга

Редактор Е. Копча

Подписное

Заказ 3553 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4