О)ABOUT)
d Изобретение относитс к радиоизмерительной технике. По.основному авт.св. № 824073 / известен цифровой фазометр с посто нным измерительным временем, родер жащий первый и второй формирователи импульсов с подключенным к их выходам управл ющим триггером, выполн ющим роль преобразовател фаза-интервалы времени, выход которого через последовательно соединенные первый элемент совпадений, выполн ющий роль блока квантовани , и регистрирующий счетчик подключен к первому входу арифметического блока, генератор счетных импульсов, выход которого через второй элемент совпадений и врем задающий счетчик подключен к второму входу арифметического блока , два дополнительных элемента совпадений и два триггера, причем-.первые входь обоих дополнительных элементов совпадений соединены с выходом второго формировател имаульсов а вторые входы - соответственно с пр мым и инверсным выходами первого дополнительного триггера, входы которого подключены к втором) входу вpe I зaдaющeгo счетчика и входу Пуск устройства, выходы второго дополнительного триггера подключены к выходам дополнительных элементов совпадений, а его выход - к второму входу второго элемента совпадений, соединенного выходом с вторым входом первого элемента совпадений l Уменьшение случайной погрешности обусловленной квантованием и шумами в фазометрах с посто нным измеритель временем достигаетс за счет увеличени времени измерени ,, однако при этом снижаетс быстродействие и возрастае,т динамическа погрешност . св занна с изменением измер емого сдвига фаз, Цель изобретени - повьиаекие точности измерени фазометра и расширение его функциональных возможностей путем измерени скорости изменени фазы. Поставленна цель достигаетс тем что в цифровой фазометр с посто нным измерительным временем,, содержащий первый и второй формирователи импульсов, выходы которых соединены с входами управл ющего триггера, выход управл ющего триггера через последовательно соединенные первый элемент совпадени и регистрирующий счетчик подключен к первому входу арифметического блока, генератор счетных импульсов, выход которого через второй элемент совпадени и врем задающий счетчик подключен к второму входу арифметического бло™ ка, вйход второго. элемента совпадеНИН подключен к входу первого элемента совпадени , двадополнительных элемента совпадени ;, первыми входами соединенные между собой, два дополнительных триггера, пр мой и инверсный выходы первого дополнительного триггера подключены к вторым входам второго и первого дополнительных элементов совпадени ,Выход первого дополнительного элемен та совпа,цени подключен к первому входу второго дополнительного триггера , к единичному входу которого подключен выход второго дополнительного элемента совпа,цени , вход первого дополнительного элемента совпадени соединен с выходом второго формировател импудьсов, выход второго дополнительного триггера подключен к второму входу второго элемента совпадени , выход врем задающего счетчика соединен с входом первого дополнительного триггера, первый и второй дополнительные триггеры и первый и второй дополнительные элементы совпадени представл ют из себ блок управлени , введены |Л последовательно соединенных регистров, управл ющие входы которых подключены к выходу блока управлени , соединенному также с первым дополнительным входом ариф1метическогоблока , второй дополнительЕ ый вход, которого подключен к выходу М-го регистра, а выход арифметического блока соединен с информационным входом первого регистра. На чертеже при.ведена стру :турна схема фазометра. Фазометр содержит формирователи 1 и 2 импульсов, соединенный q ними преобразователь 3 фаза-интервалы времени, последоЕательно соё.диненкые блок 4 квантовани , регйЪтрирующий счетчик 5 и арифметический блок 6f последовательно соединенные генератор 7 счетных импуль соБ , sJiieMeHT 8 созпад.ений и врег4 -задаю1чий счетчик 9, соединенный первым выходом с арифметическим блоком б,, блок 10 управлени , соеди-, неннын первым входом с выходом второ-го формировател 2 импульсов, вторым и третьим входами соответственно -с вторым входом врем задающего счетчика 9 и входом Пуск устройства , а также М последовательно соединенных регистров 11-1, 11-2, , . ,11--И , соединенных С- выходом блока 10 управлени , к которому подключены также элемент 8 совпадений и арифметический блок б, соединенный с зыходагди первого (11-1) и W-ro (11-М) регистров, -.входы блока 4 квантовани соединены с выходами преобразозател 3 фаза-интервалы времени и элемента 8 совпадений. Фазометр работает следующим образом . Входные сигналы, фазовый сдвиг между которьами измер етс , поступают на формирователи 1 и 2 импульсов где преобразуютс в последовательность импульсов, прив занных к характерным точкам сигналов, например к переходам сигналов через нулевой уровень. Импульсы прив зки управл ют преобразователем 3 фаза-интервал времени, формирующим последовательность временных (фазовых интервалов , пропорциональных измер емому сдвигу фаз. В блоке 4 квантовани осуществл етс преобразование фазовых , интервалов в эквивалентное коли чество счетных импульсов, сгруппиро ванных в пачке, которое подсчитываетс регистрирующим счетчиком 5. Количество импульсов, регистрируемых счетчиком 5 за врем измерени определ етс как N(.(..)/to где t.. - значение фазового интервала в i-M периоде сигнала; t - период счетных импульсов генератора 7 счетных импульсов . К - число усредн емых фазовых интервалов за врем измерени . Врем измерени , .кратное периоду сигнала, формируетс врем задающим счетчиком 9 и блоком 10 управлени В блоке 10 управлени осуществл етс синхронизаци начала и конца измерительного цикла импульсам при в зки с выхода второго формировате л 2 импульсов, а с помощью врем задающего счетчика 9 задаетс базо вое врем измерени ,, определ емое частью объема этого счетчика, соответствующей его второму выходу подключенному к второму входу бло ка 10 управлени . При этом врем измерени фазометра будет равно ъ.м.Т 5«о/ГЗ Т--е ; + 1)Т, где цела часть отиоше . НИИ %мУт; Т - период сигнала. В диапазоне частот, где Т врем измерени отличаетс от базо го значени Т,;, не более чем на период сигнала, а на Частотах, где Tf Ту,,, устройство автоматически переходит на режим измерени за пе риод сигнала. Запуск устройства производитс по сигналу Пуск, поступающему из не или формируемому самим устройст вом по окончании очередного измери тельного цикла За врем измерение} во врем залаюем счетчике 9 накапливаетс код М(ТГЧ.)|1 о, где Т - значение i-ro периода сигнала . Этот ко совместно с H(tu) вводитс по сигналу окончани времени измерени с блока 10 управлени в арифметический блок 6, где вычисл етс измеренное значение сдвига фаз в п-м измерительном цикле . 360 N(tt)/N(T). . Этим же сигналом содержимое всех регистров 11-1-11-м, имеющих разр дность р, сдвигаетс влево на г разр дов , где г определ етс разр дностью результата измерени . При этом содержимое (M-l)-ro регистра переписываетс в м-й регистр, (М-2)го - в (М-1)-й и т.д. или в общем виде содержимое(i-l)-ro регистра переписываетс в i-й регистр. В регистрак 11-1-11-М хранитс М предыдущих результатов измерени if. ,, -1 1...М. По завершении операции сдвига в первый регистр 11-1 из арифметического блока б записываетс измеренное значение сдвига Фаз в данном измерительном цикле, а в арифметический блок б заноситс содержимое М-го регистра 11-м, соответствующее (п-М)му результату измерени . Затем в арифметическом блоке 6 вычисл етс среднее значение сдвига фаз Эа М циклов измерени в соответствии с выражением .-,,M-V(,.M), где Ч(„.,)- среднее, значение сдвига фаз, вычисленное в предыдущем (п-1)-м цикле измерени и наход щеес в регистре пам ти цифрового индикатора фазометра, вход щего в состав арифметического блока 6. в следующем цикле измерени указанные операции пов.тор ютс . В результате в каждом измерительном цикле нар ду со значением сдвига фаз f , соответствующим времени и.змере-т. .ни ,,, получаетс значение -р, , усредненное за М циклов измерени или за врем 1 и ,гл MTi,,,,. Тем самым в предлагаемом фазометре осу: :эствл етс цифрова фильтраци резу.ьтатов измерени в соответствии с алгоритмом скольз щего среднего, Среднёквадратическа погрешность среднего значени результата измерени будет в VTi раз меньше, чем од.нократного, однако частота отсчетов , т.е, интервал между отсчетам1Г . результатов измерени , остаетс тем же самым и равным . Следовательно , поваапание точности измерени здесь достигаетс без потери быстродействи фазометра. Можно также сохранить эту же точ ность измерени , но в м раз уменьшить интервал между отсчетами TI,«,M Так, выбрав М 100, можно уменьшит в 10 раз среднеквалратическую погре ность измерени или в 100 раз повысить частоту отсчетов результатов измерени . KpoNe того, на основе средних значений сдвига фаз в п-м и .{п-1)-м измерительном циклах можно с высокой точностью Найти оценку скорости изменени фазы - .-Ч(и-1) . %-У(и-м) di (M-I)TV,,,M (м--1Пигм-1 итем самым расширить функциональные возможности фазометра. Знание же этого параметра позвол ет также прогнозировать будущие значени результатов измерени , что весьма важно в р де практических приложений. В частности , делает возможным вьвдачу измерительной информации в любой момент времени по запросу. Таким образом, благодар введению новых элементов и св зей достигаетс повышение точности измерени сдви га фаз в УМ раз при том же быстродействии фазометра, где величина М может иметь значени нескольких дес тков-сотен , а также расшир ютс функциональные возможности фазометра за счет измерени скорости.d The invention relates to a radio measuring technique. According to the main auth. No. 824073 / is known for a digital phase meter with a constant measuring time, which holds the first and second pulse shapers with a control trigger connected to their outputs, which acts as a phase-time converter, the output of which is through the first connected element of coincidences acting as a unit quantization, and the registering counter is connected to the first input of the arithmetic unit, the generator of counting pulses, the output of which through the second element of coincidence and time is the master counter connected to V To the input of the arithmetic unit, two additional elements of coincidence and two triggers, with the first input of both additional elements of coincidence connected to the output of the second imagers and the second inputs respectively to the direct and inverse outputs of the first additional trigger, whose inputs are connected to the second) input vpe I of the setting counter and the device Start input, the outputs of the second additional trigger are connected to the outputs of the additional matching elements, and its output to the second input of the second element falls, the output connected to a second input of the first element matches l Reducing random error due to quantization noise and a phase meter with a constant measuring time is achieved by increasing the measurement time ,, but it decreases the speed and increases, that the dynamic error. Associated with a change in the measured phase shift. The purpose of the invention is to monitor the accuracy of the phase meter and expand its functionality by measuring the rate of change of the phase. The goal is achieved by the fact that in a digital phase meter with a constant measuring time, containing the first and second pulse shapers, the outputs of which are connected to the inputs of the control trigger, the output of the control trigger through the serially connected first element of the match and the register counter is connected to the first input of the arithmetic unit , the generator of counting pulses, the output of which through the second element of coincidence and the time specifying the counter is connected to the second input of the arithmetic unit, is entered second . the matchpoint element is connected to the input of the first matching element, twenty additional matching elements;, the first inputs are interconnected, two additional triggers, the direct and inverse outputs of the first additional trigger are connected to the second inputs of the second and first additional matching elements, the output of the first additional element is the same, value is connected to the first input of the second additional trigger, to the single input of which the output of the second additional element is connected, value, input the first An additional matching element is connected to the output of the second importer unit, the output of the second additional trigger is connected to the second input of the second matching element, the output of the master counter is connected to the input of the first additional trigger, the first and second additional triggers and the first and second additional matching elements are from control unit, entered | Л serially connected registers, the control inputs of which are connected to the output of the control unit, also connected e with the first additional input of the arithmetic unit, the second additional input, which is connected to the output of the M-th register, and the output of the arithmetic unit is connected to the information input of the first register. In the drawing, a primer is given: the phase phasemeter circuit diagram. Phase meter contains shapers 1 and 2 pulses, q phase-time converter 3 connected by them, successively connected single quantization unit 4, rectifying counter 5 and arithmetic unit 6f series-connected generator 7 counting impulses of conB, sJiieMeHT 8 coincidences and vreg4 setpoint1 the counter 9 connected by the first output with the arithmetic unit b, the control unit 10 connected by the first input with the output of the second driver 2 pulses, the second and third inputs respectively the second input the time specifying the counter ik 9 and the device Start input, as well as M series-connected registers 11-1, 11-2,,. , 11 - And, connected with the C-output of the control block 10, to which the coincidence element 8 and the arithmetic block b connected to the first (11-1) and W-ro (11-M) registers are also connected, -.the inputs of the block 4 quantization is connected to the outputs of the converter 3 phase-time intervals and the element 8 matches. Phase meter works as follows. The input signals, the phase shift between which is measured, arrive at shapers 1 and 2 pulses, where they are converted into a sequence of pulses tied to characteristic points of signals, such as signal transitions through a zero level. The interlocking pulses control the phase-to-time converter 3, which forms a sequence of time (phase intervals proportional to the phase shift being measured. In quantization unit 4, the phase intervals are converted into an equivalent number of counting pulses grouped in a packet, which is counted by recording counter 5. The number of pulses recorded by counter 5 during the measurement time is defined as N (. (..) / to where t .. is the value of the phase interval in the iM signal period; t is the counting period counting pulse generator pulses 7. K is the number of averaged phase intervals during the measurement time. Measurement time, a multiple of the signal period, is generated by the master counter 9 and the control unit 10. The control unit 10 synchronizes the beginning and end of the measuring cycle to pulses during the pulse. from the output of the second driver, 2 pulses, and with the help of master clock 9, the base measurement time is determined, determined by the part of the volume of this counter corresponding to its second output connected to the second input of the block About 10 control. In this case, the measurement time of the phase meter will be equal to m. T 5 "o / GZ T - e; + 1) T, where the whole part is otosha SRI% mwt; T is the signal period. In the frequency range, where T, the measurement time differs from the base value T,;, by no more than the signal period, and at Frequencies, where Tf T ,,,, the device automatically switches to the measurement mode during the signal period. The device is started according to the Start signal coming from a device that is not formed by the device itself after the end of the next measurement cycle. During the measurement time, during the run 9, the code M (TGCH) | 1 o accumulates, where T is the i-ro value of the signal period . This co together with H (tu) is inputted by the signal of the end of the measurement time from the control unit 10 to the arithmetic unit 6, where the measured value of the phase shift in the nth measuring cycle is calculated. 360 N (tt) / N (T). . With the same signal, the contents of all the registers 11-1-11-m, having a p-value, are shifted to the left by g bits, where g is determined by the size of the measurement result. The contents of the (M-l) -ro register are rewritten into the m-th register, (M-2) th - into (M-1) -th, and so on. or, in general, the contents of the (i-l) -ro register are rewritten into the i-th register. The register 11-1-11-M stores the M previous measurement results if. ,, -1 1 ... М. Upon completion of the shift operation, the measured value of the phase shift in the given measurement cycle is recorded in the first register 11-1 of the arithmetic block b, and the contents of the 11th M register, corresponding to the (p-m) measurement result, are entered in the arithmetic block b. Then in the arithmetic unit 6, the average value of the phase shift Ea M of measurement cycles is calculated in accordance with the expression .- ,, MV (,. M), where H (..,) Is the mean, the value of the phase shift calculated in the previous (n 1) -th measurement cycle and located in the memory register of the digital indicator of the phase meter included in the arithmetic unit 6. In the next measurement cycle, the indicated operations are repeated. As a result, in each measuring cycle, along with the value of the phase shift f, corresponding to time and size. .and ,,, the value -p, is obtained, averaged over M measurement cycles or over time 1 u, hl MTi ,,,,. Thus, in the proposed wasp phase meter:: digital filtering of measurement results in accordance with the moving average algorithm, the mean square error of the average value of the measurement result will be VTi times less than once, but the sampling rate, i.e., the interval between 1G readings. the measurement results remain the same and equal. Therefore, the measurement accuracy is achieved here without losing the speed of the phase meter. You can also keep the same measurement accuracy, but by m times reduce the interval between readings TI, ", M So, by choosing M 100, you can reduce the mean square error of measurement by 10 times or increase the frequency of readings of measurement results by 100 times. Moreover, on the basis of the average values of the phase shift in the nth and. (N-1) -th measuring cycles, it is possible with high accuracy. To find an estimate of the rate of change of the phase -.-H (u-1). % -M (& m) di (MI) TV ,,, M (m - 1Pigm-1 and thus expand the functionality of the phase meter. Knowing this parameter also allows you to predict the future values of the measurement results, which is very important in a number of practical applications. In particular, it makes possible the delivery of measurement information at any time on request. Thus, by introducing new elements and connections, an increase in the accuracy of phase shift measurement in PA is achieved with the same speed of the phase meter, where the value M may be several dec hundreds of hundreds, as well as expanding the functionality of the phase meter by measuring the speed.