Цифровой автокомпенсационный фазометр

 

ЦИФРОВОЙ АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫЙ- ФАЗОМЕТР, содержащий генератор импульсов, к выходу которого подключен счетчик, отсчетный блок, два канала, каждый из которых содержит индикатор нулевого фазового сдвига и соединенный с его выходом реверсивный счетчик, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения быстроиэ1Меняющихся фазовых сдвигов при наличии помех, в него введены селективный цифровой фазовращатель, СИНХРОННЫЙ фильтр. сумматор, причем первый вход устройства соединен с входом синхронного фильтра, выход которого подключен к сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига первого канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен с одним из выходов счетчика, а его выходы разрядов подключены к одним из входов сумматора, вторые входы которого соединены с выходами разрядов счетчика, второй вход устройства соединен с входом селективного цифрового фазовращателя, выход которого подключен к сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига второго канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен (Л с одним из выходов счетчика, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к управляющим входам селективного цифрового фазовращателя и отсчетному блоку, а выход сумматора подсоединен к опорным входам индикаторов нулевого фазового сдвига обоих каналов. 00 NU О5 со 5«

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1Ш G 01R 25 08

oIlH0AHHE изоБряткни )

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3489492/18-21 (22) 09 ° 09.82 (46) 07.04.84. Бюл. Р 13 (72) Е.С.Вураков; Н.Е.Лазарчук, В.A.Ïàâëîâñêèé и В.П.Усов (53) 621.317.77 (088.8) (56) 1. Галахова О.П. и др. Основы фазометрии. Л., Энергия, 1976, с.164-168.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 808967, кл. Q 01 Я 25/08, 30.11.78 (прототип) . (54) (57) ЦИФРОВОЙ АВТОКОМПЕНСАЦИОН-

НЬЯ ФАЗОМЕТР, содержащий генератор импульсов, к выходу которого подключен счетчик, отсчетный блок, два канала, каждый из которых содержит индикатор нулевого фазового сдвига и соединенный с его выходом реверсивный счетчик, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения быстроизменяющихся фазовых сдвигов при наличии помех, в него введены селективный цифровой фазовращатель, синхронный фильтр, ÄÄSUÄÄ 4697 А сумматор, причем первый вход устройства соединен с входом синхронного фильтра, выход которого подключен к сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига первого канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен с одним из выходов счетчика, а его выходы раз.рядов подключены к одним из входов сумматора, вторые входы которого ссединены с выходами разрядов счетчика, второй вход устройства соединен с входом селективного цифрового фазовращателя, выход которого подключен к сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига второго канала, тактовый вход реверсив- 3 ного счетчика этого канала соединен с одним из выходов счетчика, выходы разрядов реверсивного счетчика под«лючннм к улраалиююим входам о«лак- С» тивного цифрового фазовращателя и отсчетному блоку, а выход сумматора подсоединен к опорным входам индика-, торов нулевого фазового сдвига обоих каналов.

1084697

Изобретение относится к фазоизмерительной технике.

Известен компенсационный фазометр с использованием образцовых фазовращателей и индикаторов нулевого фазового сдвига, содержащий входные блоки, смесители, гетеродин с системой фазовой автоподстройки частоты, фильтры нижних частот Г1 3.

Однако данный фазометр характеризуется необходимостью применения . 10 фазовых детекторов, выполняющих операцию перемножения двух аналоговых входных сигналов, в качестве индикатора нулевого фазового сдвига, причем точность выполнения этой опера- 15 ции вносит основной вклад в погрешность измерений, и составляет величину 1о 5о

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому явл яетс я цифровой антокомпенсационный фазометр, содержащий два идентичных канала, состояших из последовательно соединенных входных формирователей и индикаторов нулевого фазового 25 сдвига, выходы которых соединены с реверс ив ными счетчиками . Выходы ренерсинных счетчиков подключены к счетчикам (пересчетным блокам), выходы которых, в сною очередь, подключены к опорным входам индикаторов нулевого фазового сдвига, а входы подсоЕдинены к генератору импульсов.

Отсчетный блок присоединен к выходам разрядов одного из счетчиков через регистр памя:-.и Г2 1.

Недостатком известного фазометра является зависимость его динамической погрешности от помехоустойчивос ти,причем, чем меньше динамическая погрешность,тем ниже помехоустойчиг< 40 вость и наоборот.

Цель изобретения — повышение точности измерения быстроизменяющихся фазовых сдвигов при наличии помех.

Поставленная цель достигается тем, что н цифровой автокомпенсационный фазометр, содержащий генератор импульсов, к выходу которого подключен счетчик, отсчетный блок, два канала, каждый из которых содержит индикатор нулевого фазового сдвига и соединенный с его ныходом реверсивныи счетчик, введены селективный цифровой фазовращатель, синхронный фильтр, сумматор, причем первый вход устройства соединен с входом синхронного фильтра, выход которого подключен к сигнальному нходу индикатора нулевого .фазового сдвига первого канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен с одним из выходов счетчика, à его выходы разрядов подключены к одним из входов сумматора, вторые входы которого соединены с выходами разрядов счетчика, второй вход устройства соединен с входом селективного цифрового фазовращателя, выход которого подключен К .сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига второго канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен с одним из выходов счетчика, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к управляющим входам селектинного цифрового фазонращателя и отсчетному блоку, а выход сумматора подсоединен к опорным входам индикаторов нулевого фазового сдвига обоих каналов.

На чертеже изображена структурная схема цифрового автокомпенсационного фазометра.

Устройство содержит синхронный фильтр 1, индикатор 2 нулевого фазового сдвига, реверсивный счетчик 3, счетчик 4, генератор 5 импульсов, сумматор 6, селективный цифровой фазовращатель 7, индикатор 8 нулевого фазового сдвига, реверсинный счетчик 9, отсчетный блок 10. Вход первого канала подключен к синхронному фильтру 1, выход которого соединен с индикатором 2 нулевого фазового сдвига, а выход последнего подключен к управляющему входу реверсивного счетчика 3, тактовый вход которого присоединен к одному из выходов счетчика 4, тактовый вход счетчика 4 подключен к генератору

5 импульсов, Выходы разрядов реверсивного счетчика 3 и счетчика 4 соединены с соответствующими входами сумматора 6, Вход второго какала подключен к селективному цифровому фазовращателю 7, выход которого со единен с индикатором 8 нулевого фазоного сдвига, а выход последнего соединен с управляющим входом реверсивного счетчика 9,тактовый вход которого соединен с одним из выходов счетчика 4. Выходы разрядов реверсивного счетчика 9 подключены к одноименным управляющим входам селективного цифрового фазовращателя 7 и входам отсчетного блока 10.

Устройство работает следующим образом.

Один из двух входных сигналов,разность фаз между которыми измеряется, поступает на вход первого канала синхронный фильтр, осушествляющий фильтрапию сигнала без внесения фазового сдвига. Выходной сигнал синхронного фильтра 1 подается на вход индикатора 2 нулевого фазового сдвига, на опорный вход которого поступает прямоугольное колебание компен-. сирующего сигнала с выхода сумматора б. На одни входы сумматора 6 подается текущий код со счетчика 4, а на другие — код с выходов реверсивного счетчика 3. На тактовый вход счетчика 4 поступает сигнал с выхода гене1084697

Составитель Н.Агеева

Редактор О.Сопко Техред М. Надь Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1990/39 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6., д.4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород,: ул. Проектная,4 ратора 5 импульсов, а на тактовый вход реверсивного счетчика 3 — импульсы с одного из выходов счетчика

4. Сигнал ошибки компенсации с выхо-. да индикатора 2 нулевого фазового сдвига подается на вход управления счетом реверсивного счетчика 3. В зависимости от знака ошибки происходит увеличение или уменьшение числа в.реверсивном счетчике 3. Код числа реверсивного счетчика 3 суммируется с текущим кодом счетчика 4 в сумматоре б, изменяя тем самым фазу выходного прямоугольного колебания компенсирующего сигнала. Таким образом, в первом канале будет устанавливаться квазиравновесное состояние, среднее положение которого соответствует точке равновесия. Аналогичным образом устанавливается равновесие во втором канале. Второй входной сигнал фазометра поступает на вход селективного цифрового фазовращателя

7, который наряду с фильтрацией входного сигнала осуществляет заданное изменение начальной фазы последнего.

Выходной сигнал селективного цифрового. фазовращателя 7 подается на вход индикатора 8 нулевого фазового сдвига, на опорный вход которого посту- пает прямоугольное колебание с выхода сумматора б, являющееся компенсирующим в первом канале фазометра.

Сигнал ошибки компенсации фазы во втором канале, вырабатываемый индикатором 8 нулевого фазового сдвига,.подается с его выхода на вход управления счетом реверсивного. счетчика .9, на тактовый вход которого поступают импульсы с одного из выходов счетчика 4. В зависимости от знака ошибки компенсации фазы во втором канале происходит увеличение или уменьшение числа в реверсивном счетчике 9. Код числа этого счетчика поступает с выходов его разрядов на соответствующие разряды входов управления селективного цифрового фаэовращателя 7 и входы отсчетного блока 10. При изменении кода на управляющих входах селективного цифро вого фазовращателя 7 происходит изменение вносимого им фазового сдвига.между входным и выходным сигналами до наступления квазиравновесного состояния, равновесная точка которо15 го соответствует кемпенсации фазового сдвига между измеряемыми сигналами.

Таким образом, выходной код- реверсивного счетчика 9 соответствует измеряемой разности фаэ, в результате ур измерений индицируется отсчетным блоком 10.

В предлагаемом устройстве помехоустойчивость обеспечивается селектив25 ными свойствами синхронного фильтра и селективного фазовращателя, АЧХ которых может быть согласована со спектром сигналов.и, следовательно, осуществлена оптимальная фильтрация, 30 дающая прецельно достижимое улучшение отношения сигнал/помеха. В то же время работа фаэометра в кваэиуравновешенном состоянии значительно (на несколько, порядков) увеличивает ско 5 рость компенсации, а следовательно, в равной степени снижает дикамическую погрешность измерения, что позволяет с высокой точностью измерять фазовые сдвиги быстропротекающих про, цессов.