SU1666968A1 - Цифровой фазометр - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  построени  цифровых фазометров. Цель - расширение частотного диапазона фазометра. Фазометр содержит врем импульсный преобразователь 1, каналы 2 и 3, каждый из которых включает формирователь 4, блоки 5 и 6 прив зки к экстремальным значени м (блок 5 состоит из элементов 7 и 8 совпадений и реверсивного счетчика 11, а блок 6 - из элементов 9 и 10 совпадений и реверсивного счетчика 12), триггер 13, мультиплексоры 16 и 17 и блок 18 счетных триггеров 19 и 20, а также генератор 14 счетных импульсов и формирователь 15 импульсных последовательностей. Цель достигаетс  за счет использовани  дл  определени  моментов экстремума счетных импульсов с переменными значени ми частоты, значение которой измен етс  адаптивно с частотой входного сигнала. 1 ил.

Description

Ј

ON О О Ю О 00

тель 15 импульсных последовательностей. Цель достигаетс  за счет использовани  дл  определени  моментов экстремума счетных

Изобретение относитс  к области радиоизмерительной техники и может быть использовано дл  построени  цифровых фазометров с широкими динамическим и частотным диапазонами исследуемых сигналов .

Цель изобретени  - расширение частотного диапазона фазометра.

На чертеже представлена структурна  схема цифрового фазометра.

Цифровой фазометр содержит врем - импульсный преобразователь 1, входы которого соединены соответственно с выходами двух идентичных каналов 2 и 3. Каналы 2 и 3 содержат формирователь 4 и блоки 5 и 6 прив зки к экстремальным значени м. Блок 5 (6) содержит элементы 7 и 8 (9 и 10) совпадений и реверсивный счетчик 11 (12). Выходы элементов 7 и 8 (9 и 10) совпадений соединены с входами реверсивного счетчика 11 (12). Выходы счетчиков 11 и 12 соединены соответственно с блокирующими входами элементов 7 и 9 совпадений, блокирующими входами элементов 8 и 10 совпадений и соответствующими входами триггера 13, выходы которого соединены с выходом канала.

Генератор 14 счетных импульсов через формирователь 15 импульсных последовательностей соединен с сигнальными входами мультиплексоров 16 и 17 каналов 2 и 3, при этом адресные входы мультиплексоров соединены с параллельными выходами счетчиков 11 и 12. Выходы мультиплексоров 16 и 17 соединены с входами блока 18 счетных триггеров 19 и 20, выходы которых соединены с сигнальными входами элементов 7 и 9 совпадений, а входы - с другими сигнальными входами элементов 7 и 9 и сигнальными входами элементов 8 и 10 совпадений. Выход генератора 14 счетных импульсов соединен с входом врем им- пульсного преобразовател  1.

Фазометр работает следующим образом .

Исследуемые сигналы поступают на формирователь 4 каналов 2 и 3 фазометра , который преобразует их в последовательность пр моугольных импульсов, фронты которых соответствуют переходам сигналов через нулевой уровень.

В блоках 5 и 6 прив зки к экстремальным значени м сигнала обоих каналов форимпульсов с переменными значени ми частоты , значение которой измен етс  адаптивно с частотой входного сигнала. 1 ил.

мируютс  импульсы, прив занные одним из фронтов к серединам положительных(в блоке 6) и отрицательных (в блоке 5) полуволн сигнала, что соответствует моменту экстремальных значений гармонических сигналов (без учета задержек в формирующих устройствах ). Прив зка осуществл етс  путем цифрового интегрировани  полуволн сформированного сигнала с различной посто нной времени, определ емой частотой счетных импульсов. При этом во врем  действи  положительной полуволны сигнала реверсивный счетчик 11 работает в режиме вычитани , реверсивный счетчик 12 - в режиме суммировани , а во врем  действи  отрицательной полуволны сигнала режимы работы реверсивных счетчиков мен ютс  на обратные.

В режиме вычитани  на входы реверсивных счетчиков 11 и 12 через элементы 7 и 9 совпадений поступают импульсы с выходов счетных триггеров 19 и 20 блока 18 с частотой следовани  f/2.

В режиме суммировани  через элементы 8 и 10 совпадений поступают импульсы вдвое большей частоты следовани . Параллельные выходы реверсивных счетчиков 11 и 12 с номерами от I до l+п подключены к адресным входам мультиплексоров 16 и 17.

При действии положительной полуволны сигнала счетчик 11 через элемент 7 совпадени  начинает заполн тьс  обратным кодом частотой fMaKc/2, так как при коде счетчика 11, равном нулю, мультиплексор 16 пропуекает на его выход частоту Тмако При этом первым же импульсом на вычитание (при исходном нулевом коде) счетчик переполнитс  и в нем установитс  единичный код, причем элемент 7 совпадени  остаетс  открытым по блокирующему входу (блокирующий сигнал формируетс  дешифратором, вход щим в состав реверсивного счетчика). Единичный код на адресных входах мультиплексора разрешает подключение n-го входа мультиплексора на его выход, т. е. на выходе мультиплексора остаетс  частота fnaKc. При дальнейшем уменьшении кода счетчика 11 мультиплексор 16 последовательно подключает более низкие частоты с

выходов формировател  15 на вычитающий вход счетчика 11. Если положительна  полуволна имеет достаточную длительность, то код счетчика 11 достигает значени , при котором блокирующий выход счетчика 11 (выход формируетс  дешифратором, вход щим в состав счетчика 11) запрещает прохождение импульсов на вычитание. Это происходит только при выходе за пределы рабочего диапазона, при этом сохран етс  работоспособность фазометра, но момент формировани  выходного сигнала уже не св зываетс  с экстремумом входного сигнала .

При окончании положительного полупе- риодэ сигнала (во врем  действи  отрицательной полуволны сигнала) элемент 7 совпадений запираетс , по управл ющему входу сигналом инверсного выхода формировател  4 отираетс  элемент 8, который пр-л этом открыт и по блокирующему входу (св занному с входом триггера 13), и на суммирующий вход сметчика 11 поступает частота счетных импульсов f, котора  установилась на выходе мультиплексора 16 в режиме вычитани  счетчика 11.

При работе в режиме сложени  счетчика 11 РГО код увеличиваетс , переключа  частот счетных импульсов, поступающих через (ультиплексор 16, в пор дке, обрат- чом тому, который был при работе счетчика 11 в режиме вычитани .

Переполнение счэтчика 11 в режиме суммировани  происходит в два раза быстрее , чем накопление в режиме вычитани  (как и в прототипе), и, следовательно, сиет- чик 11 достигает нулевою кодл в середине отрицательной полуволны входного сигнала , что соответствует его минимуму.

При обнулении счетчика на входе триггера 13 возникает отрицательный перепад логического уровн , устанавливающий триггер в состо ние, противоположное тому, в которое он был установлен ранее выходным сигналом блока 6 (работает аналогично описанному ). По блокирующему входу элемент 8 запираетс  выходным сигналом счетчика 11 до окончани  отрицательной полуволны входного сигнала, т. е. до момента перехода счетчика 11 в режим вычитани .

Реверсивный счетчик 12 работает аналогично счетчику 11. переключа  частоту счетных импульсов на своих входах с помощью мультиплексора 17.

Оценка частоты входного сигнала и определение моментов переключени  частоты счетных импульсов происходит следующим образом. Задаетс  код, который должен накопить счетчик 11 (в данном случае в режиме вычитани ) при заполнении максимальной частотой. Накопление этого кода свидетельствует о том, что полупериод сигнала таков, что его можно заполн ть более низкой частотой . Задава  несколько значений кодов.

частоту счетных импульсов можно понижать многократно внутри полупериода входного сигнала, что и позвол ет создать не только быстродействующую схему, но и экономичную по объему аппаратных затрат,

Если положительный полупериод вводного сигнала имеет такую длительное ь что значение набранного кода счетчиком 11 в режиме вычитани  не достигло момент,-; переключени , то и процесс, накоплени  кида и его считывание происход т на частоте счетных импульсов Тмакс/2 и Тмакс, а так как емкость счетчика мала, это позвол ет выбирать fmaicc предельно допустимой дл  элементов , из которых построен счетчик 11. Технико-экономическим преимуществом данного изобретени  по сравнению с прототипом  вл етс  расширение частотного диапазона работы фазометра в сторону

как высоких так и низких частот, диатазон которых ограничиваетс  работоспособностью формирователей.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой фазометр, содержащий врем импульсный преобразователь, последовательно соединенные генератор счетных импульсов и формирователь импульсных последовательностей, общие дл  двух идентичных каналов, каждый из которых включает формирователь, триггер, два блока прив зки к экстремальным значени м сигнала, каждый из которых содержит дв& элемента совпадений выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика, первый выход которого соединен с блокирующим входом второю элемента совпадений и входом триггера, управл ющие входы элементов совпадений соединены соответстоенно с пр мым и инверсным выходами формировател , первый вход врем импуль- сного преобразовател  соединен с выходом генератора счетных импульсов, отличающийс  тем, что, с целью расширени 

   частотного диапазона, в каждый из каналов введены блок счетных триггеров и два мультиплексора , адресные входы которых соединены с параллельными выходами реиорсивных счетчиков, а сигнальные входы подключены к выходам формировател  импульсных последовательностей, входы блока счетных триггеров соединены соответственно с выходами мультиплексоров и сигнальными входами элементов совпадений блоков прив зки к экстремальным значени м сигнала, а вторые сигнальные входы первых элементов совпадений обоих блоков прив зки к экстремальным значени м сигнала соединены соответственно с первым и вторым выходами блока счетных триггеров,

   при этом второй выход реверсивного счет-триггеров двух идентичных каналов соедичика блока прив зки к экстремальным зна-нены соответственно с вторым и третьим

   чени м соединен с блокирующим входомвходами врем  импульсного преобразовэпервого элемента совпадений, а выходытел .