Двухканальный цифровой фазометр

библиотека МБА

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 610029

{61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 24 12 75 (21) 2302840 21 (51) М. Кл.

Gi 0l R 25/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковано05.06.78Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 15.05.78

Государственный комитет

Соввтв Министров СССР оо делам изоорвтвний и OTKpblTNN (53) УДК 621.317. .77 2(088.8) (T2) Автор изобретения

Е. И. Бочков (71) Заявитель (54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобре тение предназначено для использовспг.st в радиотехнических системах, требуюших цифрового измерения фазовых сдвигов сигналов, сопровождаемых помехами.

Известен двухканальный цифровой фазометр, 1 содержащий два усилителя-ограничителя, преобразователь фаза-код и устройство статистической обработки цифровых отсчетов фазы.

Анализ кода фазового сдвига производится в устройсгве сравнения кодов и, если его вели-)p чина близка к Оо (360о), к измеряемой фазе с помощью фазодвигателя добавляется дополнительный фазовый сдвиг. B процессе последующей обрабоки этот дополнительный фазовый сдвиг компенсируется с помощью вто- та рого устройства сравнения кодов и устройства передачи кода оценки фазы, .смдиненного с устройством обработки цифровых значений фазы (х1.

Однако известный цифровой фазометр дол-20 жен содержать два устройства, одно из которых сравнивает код разы с углом 0 и АО, а вторм — с углами. (360o — A 9 ) и 360о, где 46 — величина области в районе 0 (360о), попадение в предепы которой можете вызвать появление ошибок из-эа шумов. Каждм из них должно состоять из двух регистров памяти, число разрядов которых равно требуемому числу разрядов выходного кода фазы, а также соответствующего разрядности кода количества блоков совпадения и элеменгов ИЛИ.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в двухканальный цифровой фазометр, содержащий два датчика синусоидальных напряжений, два усилителя-ограничителя, фазоврашатель на 90, связанный с выходом датчика перо вого канала, первый блок совпадения, соедиHeBHbtH с выходом усилителя — огр апичителя первого канала, а также последовательно смдижнные первый злелюнт ИЛИ, аналогоцифровый преобразователь фчзч-код, устройство статистической обработки отсчетов фазы, устройство передачи кода оценки фазы и устройство сравнения кода оценки фазы, введены второй фаэоврашатель на 90о, ссединенный с выходом датчика второго канала, выходы обоих фазоврашателей подключены к двум дополнительным усилителям-отра610029 блока совпадения, выходы первого, второго и третьего блоков совпадения через второй элемент ИЛИ подключены к нулевому входу второго триггера„единичный вход которого соедижн с выходом четвертого блока совпа50 дания, единичный и нулевой выходы первого ничителям, а также второй блок совпадения, связанный по первому входу с основным усили телем-ограничителем первого канала, а по второму входу — с выходом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу одновибратора, соединенного по входу с выходом второго блока совпадения, а по выходу— также с первым входом устройства определения квадранта, второй и четвертый входы которого подключены к основному и дополнительному усилителям-ограничителям второго канала, а третий и пятый — к выходам двух инверторов, соответственно связанных по входам с выходами обоих. усилителей-ограничителей второго канала, причем четыре выхода устройства определения квадранта соединены соответственно с первыми входами третьего, четвертого, пятого и первого блоков совпадения, вторые входы которых подключены к выходам соответственно дополнительного и основного усилителей-ограничителей второго канала и основного и дополнительного усилителей-ограничителей пе рвого канала, а выходы третьего и четверто-, го блоков совпадения через второй элемент

ИЛИ связаны с первым входом аналого-цифрового преобразователя фаза-код, выход пятого блока совпадения через первый элемент

ИЛИ вЂ” со вторым входом аналого-цифрового преобразователя фаза-код, единичный вход триггера соединен с управляющим выходом устройства статистической обработки цифровых отсчетов фазы, первый и четвертый выходы устройства определения квадранта ÷åреэ третий элемент ИЛИ подключены к управляющему входу устройства передачи кода оценки фазы.

Кроме того, в двухканальном цифровом фаэометре в качестве устройства определения квадранта используются четыре блока совпадения, для элемента ИЛИ и ll» три гера, соединенные так, что входы первого блока совпадения подключен к первому, третьему и пятому входам устройства определения квадранта, второго — к первому, третьему и четвертому входам, третьего — к первому; второму и четвертому входам и входы четвертого блока совпадения подключены к первому, второму и пятому входам устройс ва определения квадранта, а выходы второго, третьего и четвертого блоков совпадения через первый элемент ИЛИ подключены к нулевому входу первого триггера, единичный вход которого ссединен с выходом первого

1Î

Зо

50 триггера являются соответственно первым и вторым выходами устройства определения квадранта, а единичный и нулевой выходы второго триггера — третьим и четвертым выходами устройства определения квадранта.

На фиг. 1 и 2 представлена блок-схема фаэоме тр а.

Фазометр содержит датчик 1 и 2 синусоидальных напряжений первого и второго каналов, соединенные с усилителями-ограничителями 3 и 4. Для получения напряжений, сдвинутых на 90о относительно исходных, используют фаэовращатели 5 и 6 на 90о соедижнные с усилителями-oppaHHsHTerraMH

7 и 8. Блок 9совпадения (И),,одновибратор 10 и триггер 11 с раздельными входами обеспечивают формирование импульс в момент первого перехода напряжения первого канала через нуль в положительном направлении.

Устройство 12 определения квадранта содержит четыре блока 1 3-16 совпадения, соответствующее 1-1У квадрантам. Входы этих блоков связаны с выходом одновибратора 10, а также с выходами усилителей-ограничителей 4 и 8 и инверторов (HE) 17 и

18 второго канала.

Выходы блоков совпадения либо непосредственпо, либо через элементы 19 и 20 подключены к двум триггерам 2Х и 22 с раздельными входами. Причем единичному состоянию триггера 21 соответствует нахождение фазового сдвига в 1 квадранте, а eanmчному состоянию триггера 22 — в 1 У квадpBHте.

Выходы устройства определения квадранта (единичные и нулевые выходы триггеров

21 и 22) подключены к блокам 23-26 совпадения, через которые на элементы ИЛИ 27 и 28 и далее на входы аналогово-цифрового преобразователя 29 прямоугольные нчпряжения первого и второго,канжов поступают либо сдвинутыми относительно выхода датчиков 1 и 2 на 90", либо без сдвига.

С выхода преобразователя 29 цифровые отсчеты поступают в устройство 30 статистической обработки фазовых сдвигов, к которому подключено устройство 31 передачи кода, управляемое через элемент ИЛИ 32 триггерами 21 и 22 и соединенное по выходу с устройством ЗЗ сравнения кодов.

Фазометр работает следующим образом.

В момент первого перехода через нулевую линию синусоидального напряжения жрвого канала на выходе одиовибратора 10 появляется короткий импульс, который переводит триггер 11 в нулевое положение, препятствующее дальнейшему запуску одновибратора. При нахождении фазового сдвига между первыми по счету тюреходами через нуле6 10029 вые линии напряжений первого и второго каналов в 1 квадранте срабатывает блок 13, а триггер 21 переходит в единичнсе состояние.

В результате íà oà преобразователя 29 напрялжние второго канала подается со сдви- 5 гом 90о относительно выходного напряжения блока 23, B устройстве 30 получается не статистическая оценка ® отсчетов фазы &, а оценка &с, полученная при

% М

I о введенном фазовом сдвиге + 90 . Компенса- (p цию введенного фазового сдвига необходимо . выполнить с помощью следующих вычислений

4Ф % О .М. 0

8 =& -90 9 )9О (1)

cI 7

8 =ЗЬО -(9О -Ю ) Е <90 (2)

Условие (1) имеет мес .-о тогда, когда большая часть из (И - < ) отсчетов фазы, следующих за первым, находится в пределах

1 квадранта, а условие (2) — при нахожде- 20 нии большей части из ((1-1 ) отсчетов — в пределах 1 У квадранта, При введенном угл е + 90 о ре зуль тат статистиче ск ой оценки

° 9 через устройство 31 передачи кода оценст ки фазы передается с помощью разрешающе- 25 гэ потенциала с выхода элемента ИЛИ 32 в устройство 33 сравнения кэдэв,где прэисхэдит сравнение кода угла 8 с кодом угла 90

% о

В зависимости .от результата сравнения кодов в устройстве 30 проводятся вычисления 39 по формулам (1) или (2), По окончании обработки 0 отсчетов фазы триггер 11 пере- . водится в единичнсе состояние, Фазометр готов к следующему циклу измерения, При нахождении фазового сдвига между 35 первыми переходами через нулевую линию напряжений первого и второго каналов во

П или (и квадрантах дополнительные фазовые сдвиги не вводятся, поэтому блоки 30, 31 и 32 в работе фазометра фактически не участвуют.

В 1У квадранте срабатывает блок 16 совпадения, а триггер 22 переводится в-единичное состояние. В результате на вход преобразователя 29 напряжение первого канала о подается со сдвигом 90 относительно выходного напряжения датчика 1.

В устройстве 30 получается статистическая оценка, соответствующая введенному доо 50 полнительному сдвигу — 90 .

Устройство не имеет разрыва зависимости числа импульсов, наступа(оших на вход преобразователя "фаза-код" 29, от фазы.

Формула изобре тения

1. Д,вухканальный цифровой фазометр, содержащий два датчика синусоидальных напряжений, два усилителя-.oi-prawns, фаэовращатель на 90", связанный с выходом датчика первого канала, первый блок совпадения, соединенный с выходом усилителя-ограничителя первого канала, а также последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, аналого-цифровой преобразователь,".фаза-код, устройство статистической обработки цифровых отсчетов фазы, устройство передачи кода оценки фазы и устройство сравнения кода оценки фазы, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, он содержит второй фазовращатель на 90о, соединенный с выходом датчика второго канала, выходы обоих фазовращателей подклкнены к двум дополнительным усилителям-ограничителям, а также второй блок совпадения, связанный по первому входу с основным усилителем-ограничителем первого канала, а по второму входу — с выходом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу одновибратора, соединенного по входу с выходом второго блока совпадения, а по выходу — также с первым входом устройства определения квадранта, второй и четвертый входы которого подключены к основному и дополнительному усилителям-ограничителям второго канала, а третий и пятый — к выходам инверторов, соответственно связанных по входам с выходами обоих усилителей-ограничителей . второго канала, причем четыре выхода устройства определения квадранта соединены соответственно с первыми входами третьего, четвертого, пятого и первого блоков совпадения, вторые входы которых подключены к выходам сээтветственнэ дэпэлнительнэгэ и эснэвнэгэ усилителей-ограничителей второго канала и основного и дополнительного усилителей-эграничителей первого канала, а выходы третьегэ и четвертого блэкэв совпадения через второй элемент ИЛИ связаны с первым входом аналого-цифрового п к обра(ователя фаз-код, выход пятого блока совпадения через первый элемент ИЛИ вЂ” со вторым входом аналого-цифрового преобразователя фаза-код, единичный вход триггера соединен с управляющим выходом устройства статистической обработки цифровых отсчетов фазы, первый и четвертый выходы устройства определения квадранта через третий элемент

ИЛИ подключены к управляющему входу устройства передачи кода оценки фазы.

2. Фазометр по и, 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что в качестве устройства определения квадранта используется четыре блока совпадения, два элемента ИЛИ и два триггера, соединенные так, что входы первого блока совпадения подключены к первому, третьему и пятому входам устройства определения квадранта, второго — к первому, третьему и чет610029 вертому входам, третьег.о — к первому, второму и четвертому входам и входы четвертого блока совпадения подключены к первому, второму и пятому входам устройства определения квадранта, а выходы второго, третьего и четвертого блоков совпадения через первый элемент ИЛИ подключены к нулевому входу первого триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого блока совпадения, выходы первого, второго и третьего блоков совпадения через второй элемент ИЛИ подключены к нулевому входу второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом четвертого блока совпадения, единичный и нулевой выходы первого триггера являются соответственно . первым и вторым выходами устройства определения квадранта, а единичный и нулевой выходы второго триггера — третьим и четвертым выходами устройства определения квадранта.

Источники информации, принятые во вни. мание при экспертизе:

1. авторское свидетельство ¹ З31 330, кп. 9 01 и 25 ОО, 10.04.70.

6 10029

Фиг. 2

Составитель А. Андриевский

Редактор О. Филиппова Техред Н. Лндрейчук Корректор Н. Яцемирская

Заказ 3000/33 Тираж 1 1 12 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4