Цифровое фазометрическое устройство

 

ЦИФРОВОЕ ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее блок стабилизации входных сигналов, генератор счетных импульсов, счетный триггер, счетчик с индикатором и элемент ШШ, причем вход счетного триггера соединен с выходом генератора счетных импульсов , отличающееся тем, 1то, .с целью повышения точности измерения раз.ности фаз, в него введены распределитель сигналов с п выходами , элемент ИЛИ с 2,п входами и h групп, в каждой из которых содержатся первый и второй компараторы, первый и второй fiS -триггеры и первый и второй элементы И, выход перво-i го компаратора каждой группы подключен к 5-входам обоих RS -триггеров I группы,а выход второго компаратора - к R-входам этих же триггеров, единичные выходы последних связаны через элементы И группы с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, вторые входы элементов И каждой группы подключены к выходу генератора счетных импульсов, третий вход одного из элементов И соединен с единичным, а другого - с нулевыми выходами счетного триггера, четвертые входы элементов И каждой группы объединены и подключены к соответствующему выходу распределителя сигналов, вход которого подключен к единичному выходу счетного (Л триг;гера, первые входы первых компараторов всех групп соединены между собой и подключены к первому выходу блока стабилизации входных сигналов, первые входы вторых компараторов всех групп соединены и подклю . чены к второму выходу блока стабили ( ел зации входных сигналов, вторые входы всех компараторов.являются входами со пороговых напряжений.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

„„SU„„1145300

4(51) G 01 R 25/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llo делАм изоБРетений и oTHpbtTMA (21) 3661551/24-21 (22) 09.11.83 (46) 15.03.85. Бюп. В 10 (72) И.Г.Серебровский и Б.А.Левин (53) 621.317 7 Г088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

У 211655, кл. С 01 R 25/08, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР

У 658501, кл. G 01 R 25/08, 1976. (54) (57) ЦИФРОВОЕ ФАЗОИЕТРИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее блок стабилизации входных сигналов, генератор. счетных импульсов, счетный триггер, счетчик с индикатором и элемент ИЛИ, причем вход счетного триггера соединен с выходом генератора счетных импульсов, о т л н ч.а ю щ е е с я тем, что, .с целью овьппения точности измерения разности @аз, в него введены распределитель сигналов с и выходами, элемент ИЛИ с 2;и входами и групп, в каждой из которых содержатся первый и второй компараторы, первый и второй RS -триггеры и первый и. второй элементы И, выход перво го компаратора каждой группы подклю-. чен к 5 -входам обоих RS -триггеров группы,а выход второго компаратора-.к R --входам этих же триггеров, единичные выходы последних связаны через элементы И группы с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика, вторые входы элементов И каждой группы подключены к выходу генератора счетных импульсов, третий вход одного из элементов И соединен с единичным, а другого — с нулевыми выходами счетного триггера, четвертые входы элементов И каждой группы объединены и подключены к соответствукщему выходу распределителя сигналов, вход которого подключен к единичному выходу счетного триггера, первые входы первых компараторов всех групп соединены между собой и подключены к первому выходу блока стабилизации входных сигналов, первые входы вторых компараторов всех групп также соединены и подклю,чены к второму выходу блока стабилизации входных сигналов, вторые входы всех компараторов являются входами пороговых напряжеййй.

1145300

20 .ходу блока стабилизации входных сигналов, вторые входы всех компараторов являются входами пороговых напряжений.

Наличие и групп, содержащих компа

25 т ь -т гге ы и элементы И сов

55 с

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может найти применение в фазометрических системах. д . Известно устройство, содержащее генератор счетньм импульсов, счетный триггер, два компаратора, элементы совпадения, элемент ИЛИ и цифровой индикатор (13, Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения, обусловленная искажением величины измеряемого временного интервала в случае вариации параметров импульсов обеих последовательностей. 1

Известно также устройство, позволяющее производить измерение разности фаз между двумя последовательностями резонансных импульсов, нечувствительное к изменениям крутизны

1 фронтов и амплитуд импульсов, и содержащее блок стабилизации входных сигналов, генератор счетных импульсов, соединенный со счетным триггером, R5 -триггер, инвертор, три элемента И, элемент ИЛИ, два компаратора и счетчик с цифровым индикатором (2).

Однако указанное устройство обеспечивает точное измерение разности фаз двух последовательностей резонансньм импульсов только при большой величине отношения сигнал/шум, а при. уменьшении этой величины шум искажает форму резонансных импульсов и является источником существенной погрешности.

Цель изобретения — повышение точности измерения разности фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровое фазометрическое устройство, содержащее блок стабилизации входных сигналов, генератор счетных импульсов, счетный триггер, счетчик с индикатором и элемент ИЛИ, причем вход счетного триггера соединен с выходом генератора счетньм импульсов, введены распределитель сигналов с п выходами, элемент ИЛИ с 2 и входами и и групп, в каждой из которых содержатся первый и второй компараторы, .первый и второй R5— триггеры и первый и второй элементы

И, выход, первого компаратора каждой группы подключен к 5 --входам обоих

RS -триггеров группы, а выход второго компаратора — к R -входам этих же триггеров, единичные выходы последних связаны через элементы И группы с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика,вторые входы элементов И каждой группы подключены к выходу генератора счетных импульсов, третий вход одного из элементов И соединен с единичным. а другого — с нулевыми выходами счетного триггера, четвертые входы элементов И каждой группы объединены и подключены к соответствующему вьмоду распределителя сигналов, вход которого подключен к единичному выходу счетного триггера, первые входы первых компараторов всех групп соединены между собой и подключены к. первому выходу блока стабилизации входньх сигналов, первые входы вторых компараторов всех групп также. соединены и подключены к второму выра ор i, RS ри,р местно с распределителем сигналов обеспечивает параллельное измерение разности фаз при и различных пороговых напряжениях с одновременным уменьшением результатов этих измерений, что позволяет существенно уменьшить влияние шума на точность измерения разности фаз.

На фиг. 1 изображена функциональная схема всего устройства; на фиг.2функциональная схема распределителя сигналов.

Устройство содержит генератор 1 счетных импульсов, счетный триггер 2, группу элементов И 3-8, элемент ИЛИ

9, счетчик 10, индикатор l1 группу компараторов 12-17, группу FLS -триггеров 18-23, распределитель 24 сигналов, двоичный счетчик 25, дешифраторы 26-28, блок 29 стабилизации входных сигналов.

Выход генератора 1 счетных импульсов подключен к входу счетного триггера 2 и к первым входам элементов И 3-8, выходы последних через элемент ИЛИ 9 связаны с входом счетчика 10, к выходу которого подключен индикатор 1 l Компараторы 12-17„

К5 -триггеры 18-23 и элементы И 3-8 образуют и групп, в каждой из которых содержится по два компаратора, два RS -триггера и два элемента И.

В каящой группе выход первого компа45

3 11453 ратора (соответственно 1?, 14 и 16) соединен с 5 -входами с Р5 -триггеров группы (соответственно 18 и 19, .20 и 21, 22 и 23), а выход второго компаратора (соответственно 13, 15 и 17) подключен к R -входам RS -триггеров группы (соответственно 18 и 19.

20 и 21, 22 и 23), Единичные выходы Р5 -триггеров

18-23 подключены к вторым входам 10 элементов И 3-8 (каждый выход к одному входу элементов И той же группы). Третьи входы первых элементов

И 3, 5 и 7 всех групп соединены с единичным выходом счетного триггера 15

2, а третьи входы вторых элементов

И 4, 6 и 8 всех групп — с его нулевым выходом.

Четвертые входы элементов И каж-. дой группы (соответственно 3 и 4, 20

5 и 6, 7 и 8) подключены к соответствующему выходу распределителя ?4 сигналов, имеющего. состояний. Вход распределителя 24 сигналов соединен с одним из выходов счетного триггера 25

2. Распределитель 24 сигналов(фиг.2) .представляет собой двоичный счетчик

25 с дешифраторами вЂ, элементами И 26, 27 и 28, причем количество последних равно n . Коэффициент пересчета это- 30 го счетчика также равен

Каждый дешифратор ?6, ?7 и 28 подключен к выходам триггеров счетчика 25 таким образом, чтобы на его выходе формировался единичный сигнал З только при одном, определенном состоянии. При всех иных состояниях счетчика 25 (таких состояний n — 1), на выходе данного дешифратора присутствует нулевой сигнал.

Первые входы компараторов 12, 14 и 16 соединены между собой и подключены к первому выходу блока 29 стабилизации входных сигналов, второй выход которого соединен с входами компараторов 13, 15 и 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все элементы И 3-8 заперты нулевыми сигналами с единичных выходов RS -триггеров

18-23. На всех выходах распределителя 24 сигналов, кроме одного, присутствуют нулевые сигналы, а на одНоМ выходе — единичный. Распредели- 55 тель 24 сигналов под воздействием счетных импульсов поступающих от генератора 1 счетных импульсов через

Оо 4 счетный триггер 2, непрерывно меняет свое состояние (с частотой:в два

1 раза меньшей частоты счетных импульсов), обеспечивая тем самым последовательное перемещение единичного сигнала с одного своего выхода на другой (по кольцу);, Следовательно, все элементы И 38, кроме одной пары, оказываются запертыми нулевыми сигналами с выхода распределителя 24 сигналов, а одна пара подготовлена к работе единичным сигналом с соответствующего выхода последнего. Поскольку единичный сигнал все время перемещается с одного выхода распределителя 24 сигналов на другой, все элементы И 3-8 попарно с разнесением во времени оказываются подготовленными к измерению требуемого временного интер-. вала, По переднему фронту прямоугольного импульса на выходе первого компа-, ратора (соответственно 12, 14 и 16) группы первый RS -триггер (соответственно 18, 20 и 22) группы переходит в единичное состояние и разрешает при этом прохождение. счетных импульсов через первый элемент И (со ответственно 3, 5 и 7) группы. Одна ко при этом вследствие подключения единичного выхода счетного триггера

2 к входу элемента И (3, 5 и 7) через указанный элемент И на выход элемента ИЛИ 9 поступает только половин: счетных импульсов, формирующихся на выходе генератора 1 счетных импульсов. Кроме того, распределитель 24 сигналов уменьшает количество счетных импульсов, появляющихся на выхо-. де первого элемента И (соответственно 3, 5 и 7) группы в 2 и раз.

Следовательно, от момента появления прямоугольного импульса на выходе первого компаратора (соответственно 12, 14 и 16) группы, формирующего этот импульс из первой (опережающей) последовательности резонансных импульсов, до момента окончания указанного импульса через первый . элемент И (соответственно 3, 5 и 7) каждой группй на вход элемента ИЛИ 9 поступает 1 счетных им 1 -t пульсов. Причем tù и t„, — моменты равенства напряжейия порогового уровня напряжениям переднего и заднего фронтов резонансного импульса первой (опережающей) последователь300 6 в течение указанного интервала обесле чивает подачу на вход элемента ИЛИ

9 количества счетных импульсов, равного 1.

iK2 1Н2

211

По окончании импульса на выходе второго компаратора (соответственно

13, 15 и 17) группы второй R5 -триг,гер (соответственно 19, 21 и 23) группы возвращается в нулевое исходное состояние. На этом процесс измерения временного интервала, соответствующего искомой разности фаз между двумя последовательностями резонансных импульсов, заканчивается.

Действительно, через элементы И (соответственно 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8) каждой группы на соответствующий вход элемента ИЛИ 9 поступает количество счетных импульсов, равное

+2 Й, - <. 1+1.

1К1 1Н1 1 Ь2 1К1/ iK2 1Н2

2п причем благодаря работе распределителя 24 сигналов импульсы, поступающие с выходов элементов И каждой группы (соответственно 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8).,во времени не совпадают друг с другом. Поэтому на вход счетчика

10 поступает сумма счетных импульсов, появляющихся на всех входах элемента ИЛИ 9, равная

1145

211

Благодаря разным величинам пороговых напряжений на входах компараторов (соответственно 12 и 13р 14 и !5, 16 и 17) при достаточно большом значении и влияние шумов на результат измерения разности фаз двух последовательностей резонансных импульсов за счет статистической обработки результатов измерения устраня-, ется.

Предлагаемое фазометрическое устройство осуществляет измерения не на одном пороговом уровне, а на уровнях и выполняет усреднение результа-, тов измерений, что позволяет при малом отношении сигнал/шум обеспечить требуемую точность измерений разности фаз.

По переднему фронту импульса на 40 выходе второго компаратора (соответственно 13, 15 и 17) группы, формирующего этот импульс иэ второй (запаздывающей) последовательности резонансных импульсов, первый R5- 45 триггер (соответственно 18, 20 и 22т группы возвраЩается в нулевое, исходное состояние, и в т ечение длительности укаэанного импульса на вход элемента ИЛИ 9 счетные импульсы SO

Ъ пропускает только второй элемент И (соответственно 4, 6 и 8) группы.

Таким образом, с учетом работы распределителя 24 сигналов каждая грутпта в ности; t„> и t„ H H Hb1e Мо-. менты для второй (запаздывающей) последовательности.

В момент окончания импульса на выходе первого компаратора (соответ- 5 ственно 12, 14 и 16) группы второй

RS -триггер (соответственно 19, 21 и 23) группы также переключается в единичное состояние, разрешая при этом прохождение счетных импульсов через второй элемент И (соответственно 4, 6 и 8} группы.

Следовательно, с момента окончания импульса на выходе первого компа — ратора (соответственна 12, 14 и 16) группы оба элемента И (соответственно 3 и 4,5 и 6,7 и 8)группы работают в одинаковом режиме, пропуская на вход элемента ИЛИ 9 по счетных импульсов каждая, с тем лишь 20 отличием, что вследствие соединения третьего входа первого элемента И (соответственна 3, 5 и 7) с единичным выходом счетного триггера 2, а третьего входа второго элемента И (соответственно 4, 6 и 8} с нулевым выходом указанного триггера, через первый элемент И (соответственно 3, 5 и 7) поступают нечетные, а через второй элемент И (соответственно 4, ЗО

6 и 8) - четные импульсы, формирующиеся на выходе генератора 1 счетных импул bc ов.

Таким образом, через элементы И (соответственно 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8) 3 каждой группы на вход элемента ИЛИ 9 поступает количество счетных импульсов, равное на ii il

211

1145300

ВНИИПИ Чаказ 1166/34 Тирак 748 Подписное

Филиал ЯШ "Пандект", г.Укгород, ул.Проектная, 4

Цифровое фазометрическое устройство Цифровое фазометрическое устройство Цифровое фазометрическое устройство Цифровое фазометрическое устройство Цифровое фазометрическое устройство Цифровое фазометрическое устройство 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля фазового угля при чередовании фаз питающих фидеров для стрелочных переводов на железнодорожном транспорте

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике радиосвязи, и предназначено для использования в составе устройств цифровой обработки сигналов при обработке узкополосных сигналов с компенсацией помех при приеме сигналов с фазоразностной модуляцией

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты в качестве реле направления мощности

Изобретение относится к устройствам измерений разности начальных фаз сигналов в присутствии переменной фазовой составляющей, имеющей периодический характер, в частности в системах связи, использующих ретранслятор, входящий в состав аппаратуры искусственного спутника Земли, размещенного на геостационарной орбите

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве реле направления мощности

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано для измерения временного сдвига, возникающего в реальных четырехполюсниках, например в усилителях аудиосигналов, между выходным и входным сигналами, носящими как случайный характер, так и детерминированный моногармонический

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления, для автоматического ввода информации в электронно-вычислительную машину (ЭВМ)

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления для автоматического ввода информации в электронно-вычислительную машину (ЭВМ)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электромашиностроении, электроприводе и электроэнергетике при испытаниях и эксплуатации синхронных машин
Наверх