Цифровое устройство для измерения сдвига фаз

 

ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ.по авт.св.№ 761934, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены компаратор, триггер фиксации, четвертый элемент совпадения и триггер блокировки , причем вход, компаратора соединен со входом второго формирователя, импульсов, а выход - с единичным входом триггера фиксации, нулевой вход которого соединен с единичным входом триггера блокировки и с выходом первого элемента совпадения, при этом выход второго формирователя иЛтульсов соединен с импульсным входом четвертого элемента совпадения, потенциальные входы которого соединены с выходами триггера фиксации и триггера блокировки и с единичными входами управляющего триггера, триггера запрета и триггера знака. v

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

y )) С 01 R 25/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ъ ъ си

)(rl

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 761934 (21) 3430406/18-21 (22) 06.09.82 (46) 15.04.84. Бюл. Ф 14 (72) В.А. Фольц, А.Б. Иоаннисиан и В.С. Тарунтаев (53) 621.317.77(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 761934, кл. G 01 R 25/08, 1978 ° (54)(57) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ.по авт.св.У 761934, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены компаратор, триггер фиксации, четвертый элемент совпадения и триггер блокировки, причем вход, компаратора соединен со входом второго формирователя импульсов, а выход — с единичным входом триггера фиксации, нулевой вход которого соединен с единичным входом триггера блокировки и с выходом пер= вого элемента совпадения, при этом выход второго формирователя импульсов соединен с импульсным входом четвертого элемента совпадения, потенциальные входы которого соединены с выходами триггера фиксации и триггера блокировки и с единичными входами управляющего триггера, триггера запрета и триггера знака.

1086391

Изобретение относится к цифровой измерительной технике.

По основному авторскому свидетельству - 761934 известно устройство содержащее первый формирователь им- 5 пульсов, соединенный через первый элемент совпадения с единичным входом триггера прямого счета, второй формирователь импульсов, второй элемент совпадения, потенциальный вход которого соединен с выходом триггера прямого счета, управляющий триггер, выход которого соединен с потенциальным входом третьего элемента совпадения, элемент антисовпадения, соединенный !5 своими входами с выходами второго и третьего элементов совпадения, импульсные входы которых соединены с выходом генератора счетных импульсов, счетчик с индикацией, соединенный первым 20 своим входом с выходом элемента антисовпадений, а также триггер запрета, триггер знака, индикатор знака и индикатор счета, причем нулевой вход триг гера запрета соединен с выходом перво —..>

ro элемента совпадения,а выход — с потен- циальным входом первого элемента совпацения,выход второго формирователя импульсов соединен с единичными входами триггера запрета, управляющего триггера и триггера знака, выход триггера знака соединен с потенциальным входом индикатора знака, импульсный вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, при этом второй выход первого формирователя импульсов соединен с нулевыми входами триггера знака, управляющего триггера и триггера прямого счета, соединенного выходом с первым входом ин-4О дикатора счета, второй вход которого соединен с выходом управляющего триггера, а выход — с управляющим входом счетчика с индикацией 51 3.

Известное устройство не позволяет 45 измерять сдвиг фаз амплитудно-модулированных колебаний, что затрудняет

его использование для контроля некоторых типов устройств и систем автоматики, например оптико-электронных приборов с амплитудной модуляцией лучистого потока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. 55

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены компаратор, триггер фиксации, чет! вертый элемент совпадения и триггер блокировки, причем вход компаратора соединен с входом второго формирователя импульсов, а выход — с единичным входом триггера фиксации, нулевой вход которого соединен с единичным входом триггера блокировки и с выходом первого элемента совпадения, при этом выход второго формирователя импульсов соединен с импульсным входом четвертого элемента совпадения, потенциальные входы которого соединены с выходами триггера фиксации и триггера блокировки, выход — с нулевым входом триггера блокировки и с единичными входами управляющего триггера, триггера запрета и триггера знака.

На чертеже представлена струк гурная схема устройства.

Цифровое устройство для измерения сдвига фаэ содержит первый формирователь импульсов,. второй формирователь 2 импульсов, элементы 3, 4 и 5 совпадения, триггер 6 прямого счета, управляющий триггер 7, генератор 8 счетных импульсов, элемент 9 антисовпадения, счетчик 10, триггер 11 запрета, триггер 12 знака, индикатор

13 знака, индикатор 14 счета, компаратор 15, триггер 16 фиксации четвертый элемент 17 совпадения и триггер

l8 блокировки. Вход формирователя импульсов 1 соединен с входной клеммой устройства, первый его выход соединен с входом сброса триггера знака 12, триггера 6 счета и управляющего триггера 7, а второй выход — с первым входом первого элемента 3 совпадения, выход которого соединен с входами триггера 18 блокировки, индикатора 13 знака, триггера 11 запрета, триггера !6 фиксации и триггера 6 счета. Вход форми рователя импульсов 2 и вход компаратора соединены с второй входной клеммой устройства. Выход формирователя 2 соединен с первым входом четвертого элемента совпадений, а выход компаратора — с вторым входом триггера фиксации 16, выход которого соединен с вторым входом элемента совпадения 17.

Первый вход элемента 17 соединен с выходом триггера 18, а выход элемента 17 соединен с входами триггера 7, триггера 18, триггера !2 и триггера

ll. Выход триггера 6 соединен с первыми входами элемента 4 совпадения и индикатора счета, выход индикатора

l4 счета соединен со входом счетчика

3 1086

10, второй вход которого соединен с выходом элемента 9, первый вход которого соединен с выходом элемента 4, а второй — с выходом элемента 5. Генератор 8 соединен с вторыми входами элементов 4 и 5. Выход триггера 7 соединен с первым входом элемента

5 и вторым входом индикатора 14, Устройство работает следующим образом. l0

При измерении фазового сдвига 3, амплитудно-модулированного напряжения U представляющего собой последовательность пачек гармонических илн прямоугольных колебаний, относительно!5 напряжения U д синусоидальной или пря. моугольной формы, на первом выходе формирователя 1 формируется последовательность коротких импульсов, соответствующих моментам положительных пе 2О реходов напряжением 1!Од через ноль,а на втором выходе формирователя 1 ю последовательность коротких импульсов, соответствующих моментам отрицательных переходов напряжением U p„ 25 через ноль. Импульс последовательности с выхода формирователя 1 проходит элемент 3 совпадения и устанавливает триггеры 6 и !8 в единичное состояние, а триггеры 11 и 16 — в нулевое.

Высокий потенциал на выходе триггера

6 открывает элемент 4 совпадения, и через нега на элемент 9 антисовпадения с генератора 8 проходят счетные импульсы с частотой Г, С BblxopoB 35 триггеров 16 и 18 на потенциальные входы элемента 17 совпадения поступают соответственно низкий и высокий потенциалы, а низкий потенциал на выходе триггера 11 закрывает элемент 3 4О совпадения. Исследуемое напряжение

U подается на вход компаратора 15 х и на вход формирователя 2, на выходе которого формируется последовательнОсть корОтких импульсов соответст 45 вующих моментам положительных переходов напряжением U через ноль.. Ha выходе компаратора 15 формируются прямоугольные импульсы, длительность ко- 1 торых равна времени превышения мгно- 5О венным значением Бх порога Uo, задаваемого напряжением U>, поступающим на управляющий вход компаратора 15.

Момент первого (после прохождения импульса последовательности с выхода формирователя 1) пересечения напряжением U х порога U < фиксируется триггером 16, высокий потенциал на выхо391 4 де которого открывает элемент 17 совпадения для прохождения импульсов последовательности с выхода формирователя 2, первый из которых устанавливает в единичное состояние триггер

11 запрета, триггер 12 знака и триггер 7 управления, высокий потенциал на выходе которого открывает элемент

5 совпадения, и через него на элемент

9 антисовпадения с генератора 8 проходят счетные импульсы с частотой fо.

Иа вход счетчика 10 счетные импульсы поступают при наличии их только на одном из входов элемента 9 антисовпадения. Одновременно импульс последо-: вательности с выхода формирователя 2, прошедший через элемент 17 совпадения, устанавливает в нулевое состояние триггер 18, низкий потенциал иа выходе которого закрывает элемент 17 совпадения. Цикл измерения заканчивается с приходом очередного импульса последовательности В, который устанавливает триггеры 6, 7 и 12 в нулевое состояние. Индикатор 14 счета, выполняющий операцию логического сложения выходных потенциалов триггеров 6 и 7, управляет работой счетчика IO, обеспечивая защиту устройства от сбоев. Таким образом, число импульсов Иу, регистрируемое счетчиком

10 эа один цикл измерения, равно разности между числом импульсов и „ и

n „, проходящих соответственно через элементы 4 и 5 совпадения.

При переводе колебаний U од равном

Топ

"оп =0,5Топ f o п х =(0,5 Топ х ) о, при 0 < Зх 80 пх =(Oý5 Топ+Сх) fp l пРи -180 <эх<0 ъ =(п -пх х о где t „- временный сдвиг пачек импульсов напряжения Цх, пропорциональный фазовому сдвигу Эх.

Информация о знаке Зх отображается на индикаторе знака 13, который устанавливается в состояние,соответствующее уровню напряжения на его потенциальном входе, импульсами последовательности с выхода формирователя

1. При 0 < 3x < !80 в индикаторе 13 записывается знак "-", а при -180 (< Д„ (0 " знак "+".

Путем изменения напряжения U» подаваемого на управляющий вход компаратора 15, устанавливается различное значение U определяющее режим работы устройства. Так, если Up х,„, „

1086391

Составитель В. Афанасьев

РедактоР Л. Повхан ТехРедМ,КУзьма; КоРРектоР 0 Вилак

Заказ 2239/44 Тираж 711 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.

S где Нх „, „- амплитудное значение Бх, элемент 17 совпадения закрыт низким потенциалом с выхода триггера 16 в течение всего периода Т д, и измерение сдвига фаэ не производится. Скач- 5 кообраэным изменением порога от

1 п > Uõ в х до ГГФ Нк ах осущест вляется вйешний запуск устройства. при измерении фазового сдвига напряженФя U имеющего синусоидальную или прямоугольную форму, устанавливается U„О.

Введение новых элементов: компаратора, триггера фиксации четвертого элемента совпадения и триггера блоки- 15 ровки, а также новых связей, расширяет функциональные воэможности устройства, позволяя использовать его для измерения сдвига фаз синусоидальных, прямоугольных и амплитудно-модулироI ванных колебаний при наличии шумов в каналах опорного и исследуемого сигналов и высоком уровне помехи на частоте модуляции.

Предлагаемое устройство предназначено для преобразования в цифровой код сдвига фаэ амплитудно-модулированных, сннусоидальных и прямоугольных колебаний и может быть использовано для автоматического контроля устройств н систем автоматики. Применение устройства позволяет автоматизировать процесс контроля фазовых характеристик оптико-электронных приборов с амплитудной модуляцией лучис.того потока и более чем в 5 раз сократить длительность контроля по сравнению с известными технологией и оборудованием. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства составляет около

90 тыс. руб.