Цифровой фазометр

О Л И С А Н И Е (щ345Щ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СОюз Советскин

Социалистические

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22)Заявлено 06.0?, 79 (21) 2791932/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (5! )М. Кл.. G 01 R 25/00

3ЬеудеретеенныН кемнтет

СССР де делам наебретеннй и еткрытнй

Опубликовано 30 ° 05 ° 81 ° Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 30.05. 81 (53) УДК 621 317 ° . 7-7 (088. 8) (72) Автор изобретения

И.Г.Неплохрв (71) Заявитель (54} ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится.к технике измерения электрических величин, в частности к фазовым измерениям и может быть использовано для измеренияфазового сдвига между двумя периодическими сигналами с фиксированной частотой.

Известен цифровой фазометр, содержащий преобразователь фазового сдвига между двумя входными сигналами в длительность импульса, генератор

l0 высокой частоты, счетчик с индикацией, элемент- И, триггер пуска, блок выделения спада сигнала преобразователя фазового сдвига, два пересчетных блока, один иэ которых подсоеди15 нен ко входу счетчика, а второй — ко входу триггера пуска ll.

Однако погрешность измерения такого фазометра в области нулевых разностей фаз высокая иэ-за усреднения перескока О -360 о

Известен также цифровой фазометр, содержащий исследуемый и опорный датчики прямоугольных напряжений, преобразователь фаза-код, устройство анализа кодов, три элемента И, элемент

ИЛИ, вычислитель, делитель периода опорного сигнала, подключенный вхо( дом к опорному датчику прямоугольных напряжений и одновременно ко входу преобразователя фаза-число импульсов, входящего в преобразователь фаза-код, выход которого соединен с одним из входов первого элемента И и через счетчик с устройством анализа кодов, выход которого разведен на два входа первого элемента И, а третий его вход соединен с одним из выходов делителя периода опорного сигнала, при этом другой его выход подключен ко второму входу второго элемента И, третий элемент И соединен одним входом с генератором импульсов эталонной частоты преобразователя фаза-код, а другим — с выходом первого элемента

И, при этом второй и третий элементы

И через элемент ИЛИ подключены к вычислителю. Данное устройство произво3

8345 дит коррекцию результатов вычисления разностей фаз (2 1.

Однако устройство обладает невысоким быстродействием и недостаточной точностью измерения.

Цель изобретения — повышение быстродействия наряду с обеспечением высокой точности.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий 10 преобразователь фаза-код, датчики прямоугольных напряжений, выходы которых соединены со входами преобразо-, вателя фаза-код, и блок усреднения, введен блок вычисления целой части 15 разности фаз, причем и выходов преобразователя фаза-код подключены к соответствующим и входам блока усреднения и к и входам блока вычисле- . ния целой части разности фаз, выход 20 которой соединен с n + 1 м входом блока усреднения.

При этом блок вычисления целой части разности фаз состоит из и-разрядного параллельного регистра памяти, 25

n — разрядного параллельного сумматора и одноразрядного сумматора, первый вход которого подключен к прямому выходу

n-ro разряда регистра памяти, второй и третий входы — к выхоДам и-го разряда и . 30 переноса и-разрядного сумматора, один из и входов которого подключен к соответствующим и-инверсным выходам регистра памяти, другие и выходов соединены с соответствующими п входами регистра памяти и являются входами блока вычисления целой части разности фаз, а выход одноразрядного сумматора—

его выходом.

На чертеже представлена блок-cze- 40 ма предлагаемого устройства.

Устройство состоит из датчиков 1 и 2 прямоугольных напряжений, преобразовач еля 3 фаза-код, блока 4 усреднения., блока 5 вычисления целой час- 4> ти разности фаз, состоящего из парагглельпого и-разрядного регистра 6 памяти,, параллельного и-разрядного сумматора 7 и одноразрядного сумматора 8.

Выходы датчиков 1 и 2 прямоугольных 50 напряжений соединены со входами преобразователя 3 фаза-код, и выходов которого соединены с соответствующи-. ми п выкодами блока 5 вычисления целой части разности фаз, и с п входами блока 4 усреднения, n + 1 - и вход которого подключен к выходу блока 5 вычисления целой части разности

92 4 фаз, причем первыи вход одноразрядного сумматора 8 подключен к прямому выходу и -ro разряда регистра 6 памяти, второй и третий входы — к выходам и -го разряда и переноса n— разрядного сумматора 7. Одни из и входов и --разрядного сумматора 7 подключены к соответствующим и -инверсным выходам регистра 6 памяти, другие и входов соединены с соот-, ветствующими и входами этого регистра и являются входами блока 5 вычисления целой части разности фаз, а выход одноразрядного сумматора 8—

его выходом.

Устройство работает следующим образом.

С датчиков 1 и 2 прямоугольных напряжений сигналы поступают на входы преобразователя 3 фаза-код, где разность фаз преобразуется во временной интервал, который заполняется импульсами генератора квантующей частоты. Количество импульсов подсчиты-, вается счетчиком и в виде двоичного параллельного кода поступает на вьгход преобразователя 3 фаза-код. Таким образом измеряется дробная часть разности фаз. .С выхода преобразователя 3 фазакод коды, соответствующиеизмеренным разностям фаз, поступают на входы блока 4 усреднения и входы блока 5 вычисления целой части разности фаз.

В зависимости от значений кодов; соответствующих первому и последующим измерениям, с выхода блока 5 вычисления целой части разности фаз на вход n+1-ro разряда блока 4 усреднения поступает сигнал либо логического нуля, либо ецйницы. Логическая единица соответствует прибавлению к измеренному значению разности фаз

360 . Это необходимо для выравнивао о ния перескока 0-360 при усреднении значений разностей фаз.

В блоке 4 усреднения последовательно складываются М откорректированнь|х значений разностей фаэ.

В блоке 5 вычисления целой части разности фаз двоичный арифметический и-разрядный параллельный код, соответствующий первой измеренной преобразователем 3 фаза-код разности фаз, поступает на соответствующие и выходов параллельного регистра 6 памяти, запоминается в нем и одновременно поступает,на одни иэ и входов

5 834592 6 и-разрядного параллельного суммато- n + 1 -й вход блока 4 усреднения почра 7. Проинвертированный код с п- ти одновременно: с результатом очерединверсных выходов регистра 6 памяти ного измерения разности фаз. 3а счет поступает соответственно на другие и этого достигается высокое быстродейвходы параллельного сумматора 7. При 5 ствие. сложении прямого и инверсного кода Предлагаемое устройство дозволяет на выходе n-ro разряда сумматора по- измерять разности фаз между двумя является сигнал, соответствующий ло- сигналами при более быстром изменении гической единице, а на выходе пере- их значения за счет увеличения быноса — логическому нулю. Эти значе- 1О стродействия и повышает технологичния кодов поступают на два входа од- ность за счет применения однотипных норазрядного сумматора 8, а на тре- элементов. тий его вход — сигнал с прямого выхода и-го разряда регистра 6 памяти.

В сумматоре 8 происходит сложение по 15. Формула изобретения модулю два. С выхода его после первого измерения разности фаз на выход 1 . Цифровой фаз ометр, содержащий преблока 5 вычисления целой части раз- образователь фаза-код, датчики пряности фаз поступает сигнал, соответ- моугольных напряжений, выходы котоствующий проинвертированному значе- 20 рых соединены со входами преобразонию. п-го разряда регистра 6 памяти, вателя фаза-код, и блок усреднения, Следовательно, если измеренная отличающийся тем, что с разность фаэ 0 < йЧ<180, то О1+ =1, целью повышения быстродействия наряо о если 360 @%>F180,то Oq+ =О. Это ду с обеспечением высокой точности, соответствует тому, что в схему 4 25 в него введен блок вычисления целой усреднения поступает код, соответ- . части разности фаэ, причем и выходов ствующей разности фаз преобразователя фаза-код подключены

ggy36Po если P w . 180о.. к соответствУющим и входам биока Усд, если 180 (б,ф (360 реднения и к и входам блока вычисле30 ния целой части разности фаз, выход

После измерения следующих значений которой соединен с и + I-м входом разности фаэ соответствующие коды по- блока усреднения. ступают на один из входов сумматора

7, а на другие входы — инверсный код ю шийся тем, что блок вычислепервого измерения с регистра 6 памя- З5 ния целой част а ния целой части разности фаз состоит р о определяется раз из и-разрядного параллельного региность между значениями разностей фаз стра памяти, и-разрядного параллельпервого и последующих измерений. Если ного сумматора и одноразрядного сум- . р p т 80О, то с вы матора, первый вход которого подклюраэность не превышает 180 то с выхода одноразрядного сумматора 8 сни- 40 чен к прямому выходу и-го разряда мается сигнал, соответствующий инверс- регистра памяти вт гистра памяти, второи и третий вхоному значению n-ro разряда кода, соот- ды — к выходам и-го разряда и переноветствующего первому измерению раз- са и-разрядного сумматора, одни иэ ности фаз, записанному в регистре 6 и входов которого подключены к аоотпамяти. Если разность превышает 180,.45 ветствующим и-инверсным выходам регито снимается сигнал, соответствующий стра памяти, другие и входов соедизначению и-го разряда регистра .памя- иены с соответствующими и входами ти. Таким образом, блок 5 вычисления регистра памяти и являются вхо ами д целой части разности фаз производит блока вычисления целой части разнопри необходимости добавление к изме- 50 сти фаз, а выход одноразрядного сумренному значению разности фаз 360 матора — его выходом о и тем самым исключается перескок 0-360. Источники информации рмации, Сравнение различных значений раз- принятые во внимание при экспертизе ностей фаэ при вычислении целой части 1. Авторское свидетельство СССР производится путем сравнения паралле-. 55 g 216841, кл. 6 01 R 25/00, ОЗ.О4.65. льных двоичных кодов и. результат вы- 2. Авторское свидетельство СССР числения целой части поступает на У 489047, кл. G 01 R 25/00, 26.03.74.

834592

Составитель Н.Агеева

Редактор Т.Мермелштайн Техред 3. Фанта Корректор С Шекмар

Заказ 4097/70 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4