О)
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.