Библно^

 

Сок?з Советских

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

М.Кл. G О!r 25 04

Заявлено 19.1Ч.1971 (№ 1647761/18-10} с присоединением заявки ¹â€”

Комитет по делаю изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приорнтет—

Опубликовано 12.111.1973. Б?оллетси» ¹ 14

УД1 621.317.77 (OSS.8) Дятя опубликования описания 8 Ч111.1973

Авторы изобретения

А. А. Мельников и E. Ф. Трифонов

Заявитель

Ц И Ф РО ВО И ФАЗ ОМ ЕТ Р-Ч А СТО ТОМ ЕР

Изобретение относится к области рядиоизмерительной техники и может быть использовано для измерения мгно»енных значений электрических сигналов низкой и инфраннзкой частот.

Известные цифровые фазометры-частотомеры, основанные на преобразовании сдвига фаз в цифровой код путем промежуточного преобразования во временной интервал и заполнения его импульсами, частота которых пропорциона Ibllcl частоте измеряемого сигнала, содержащие генератор опорной частоты, блок управления и ключи, обладают относительно низким быстродействием.

Для увеличения быстродействия и обеспечения цифрового отсчета в еди????ц??х измеряемых параметров предлагаемое устройство снабжено дополнительным генератором опорной частот?>?, двумя дополнительными электронными ключами, схемой собирания, формирователем импульсов, управляющим счетчиком и двумя двоичными умножителями, вход первого из которых соединен с выходом схемы собирания, его выход подключен к входу второго умножителя, я его выход через первый дополнительный ключ соединен со счетным

»ходом управляющего счетчика, установочный вход которого через формирователь импульсов соединен с управляющим входом первого дополнительного ключа и выходом блока управлеиия, другой выход которого подключен к уста??овочному входу второго умножителя, при этом выход дополнительного генератора опорной частоты через второй дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом второго триггера блока управления, подключен к одному из входов схемы собирания, я ее другой вход через первый электронный ключ соединен с»ыходом генератора

10 опорной частоты.

Ня чертеже представлена олок-схема описываемого устройства, содержащего основной 1 H

;Iîï0ëíèòåëüHüïl 2 генераторы опорной частоты, ключи 8 и 4, схему собирания 5, двоичные

?,> умножители 6 и 7, ?3 каждый нз которых»ходят счетчики 8 и 9 и системы ключей 10 и II, vIIpBI?;15IIoK,?lll 0четчик 12, оощий для умножителей, формирователь 18 импульсов, ключ 14 и блок управления 15, состоящий из

20 ключа 16, триггеров 17, 18 и формирователя

19 импульсов.

Фазометр-частотомер работает следующим образом.

На вход 20 поступают импульсы сиг????ла, 2 > частоту и фазу которого необходимо измерять, ??а вход 21 поступают импульсы опорного сигнала. Цикл измерения состоит из двух тактов.

В первом такте производятся формирование

30 временного интервала, равного периоду изме373647.Р

< () (F2 () (К (1) ю где F2(t) — частота сигнала на выходе умножителя 7. В свою очередь, частота сигнала

F2(t) определяется выражением

F2 (t) = F((t), (2) (5

А — n(t) где F((t) — частота сигнала на выходе умножителя б;

А — максимально-возможное число, записываемое в 5р чик 12 перед каждым циклом измерения;

N — емкость каждого из счетчиков 8 и 9.

Лпалогично, частота сигнала F((t) определяется как 55

А — -и (!)

Fi (1) = Fo (3) из выражений (1) — (3) находим (2 (,0

А — n(T, ) =- -F, (4) Fo где n(T, ) — число импульсов, поступивших на вход управляющего счетчика

12 за период Т;; ()5 ряемого сигнала, и одновременное преобразование его в код частоты этого сигнала.

Во втором такте производятся формирование временного интервала, равного времени опережения измеряемого сигнала относительно опорного, и одновременное преобразование

его в код разности фаз исследуемых сигналов.

Первый такт работы устройства начинается с прихода импульса измеряемого сигнала на вход 20, от которого срабатывает триггер 17. 10

При этом через время, равное минимальному периоду измеряемого сигнала, формирователь 1З вырабатывает импульс установки в управляющем счетчике 12 максимально возможного числа. Кроме этого, при срабатывании триггера 17 закрывается ключ lб и открываются ключи 8 и 14.

Импульсы с генератора 1 с частотой Fp поступают через открытый ключ 8 и схему собирания 5 на вход двоичного умножителя б. Импульсы с выхода двоичного умножителя б поступают на вход двоичного умножителя 7, а с его выхода через открытый ключ 14 на счетный вход управляющего счетчика 12, Каждый из импульсов, пришедших на вход этого счетчика, уменьшает в нем код числа на одну единицу. С приходом следующего импульса измеряемого сигнала на вход 20 триггер 17 возвращается в исходное состояние. При этом открывается ключ 1б, формирователь 19 вырабаты- gp вает импульс установки счетчика 9 умножителя 7 в «нулевое» положение, закрываются ключи 8 и 14, и срабатывает триггер 18, который открывает ключ 4.

На этом первый такт работы заканчивается и начинается второй такт.

Число импульсов n(t), ноя вившихся на выходе двоичного умножителя 7, определяется авнением

F -= -- — — частота измеряемого сигнала.

Т„

Таким образом, за время одного периода Т, измеряемого сигнала в управляющем счетчике 12 формируется код числа NF„=A — n(T,, ), пропорционального частоте этого сигнала.

Второй такт работы устройства начинается с момента возвращения триггера 17 в исходное состояние, при котором срабатывает триггер 18, открывая ключ 4, и счетчик 9 устанавливается в «нулевое» положение. При этом импульсы с дополнительного генератора 2, частота которых выбирается в К раз больше частоты генератора 1, через открытый ключ 4 и схему собирания 5 поступают на вход умножителя б. Импульсы с выхода умножителя б поступают на вход умножителя 7, в котором в данном такте работы используется только счетчик 9, так как ключ 14 закрыт. Код в управляющем счетчике 12 в данном такте не изменяется.

С приходом импульса опорного сигнала на вход 21 заканчивается второй такт работы устройства, а следовательно, и цикл измерения.

Этот импульс, пройдя через открытый ключ lб, возвращает триггер 18 в исходное положение.

При этом закрывается ключ 4. В момент возвращения триггера 18 в исходное положение в устройстве вырабатывается команда на съем информации со счетчиков 12 и 9.

С приходом импульса измеряемого сигнала на вход 20 начинается новый цикл измерения значений частоты F.. н фазы ср; этого сипела. Число импульсов М " х, поступивших на вход счетчика 9 во время второго такта работы устройства, а следовательно, и код числа в нем за этот такт определяется выражением

Л1,, = t„.Р,(, (5) где t., — время опережения измеряемого сигнала относительно опорного сигнала;

F(— частота сигнала на выходе умножителя б во втором такте работы.

В свою очередь

NF,.

1 (=1 ок—

У (6) где Р к — частота сигнала дополнительного генератора 2.

Из выражений (5) и (6) получим

Vi- = t; КЛ!F; (7)

Если выбрать к.Л =3,6.10", где tn — любо" целое число, то код числа в счетчике 9 к ко:(цу второго такта работы будет

Л =.,- = 3,6 10" t.. F.т. е. пропорционален фазе измеряемого сигнала, а отсчет фазы выражен в единицах градуса и его долях.

Таким образом, за время, равное двум периодам измеряемого сигнала, в устройстве формируются код частоты и код фазы измеряемого сигнала, причем и тот и другой могут быть выражены в удобных для отсчета единицах.

373647

Предмет изобретения

Составитель А. Изюмов

Корректор Е. Талалаева

Техред Л. Богданова

Редактор Л. Струве.Заказ 2519 Изд. № 1280 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушскаи на6., д. 4/5

Обл. тнп. Костромското управления издательств, полиграфии и книжной торговли

Цифровой фазометр-частотомер, содержащий генератор опорной частоты, электронный ключ и блок управления, выполненный из формирователя, второго электронного ключа и двух триггеров, на вход первого из которых подается исследуемый сигнал, к одному из его выходов подключен управляющий вход первого ключа, а к другому — вход формирователя, один из входов второго триггера и управляющий вход второго ключа, через который на другой вход второго триггера подается импульсный опорный сигнал, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и обеспечения отсчета в единицах измеряемых параметров, он снабжен дополнительным генератором опорной частоты, двумя дополнительными электронными ключами, схемой собира:ния, формирователем импульсов, управляющим счетчиком н двумя двоичными умножителями, вход первого из которых соединен с выходом схемы собирания, его выход подключен к входу умножителя, а его выход через первый дополнительный ключ соединен со счетным входом управляющего счетчика. установочный вход которого через формирователь импульсов соединен с управляющим входом первого дополнительного ключа и выходом блока управ10 ления, другой выход которого подключен к установочному входу второго умножителя, при этом выход дополнительного генератора опорной частоты через второй дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с

15 выходом второго триггера блока управления, подключен к одному из входов схемы собирания, а ее другой вход через первый электронный ключ соединен с выходом генератора опорной частоты.