SU1264102A1 - След щий фазометр - Google Patents

След щий фазометр Download PDF

Info

Publication number
SU1264102A1
SU1264102A1 SU853911521A SU3911521A SU1264102A1 SU 1264102 A1 SU1264102 A1 SU 1264102A1 SU 853911521 A SU853911521 A SU 853911521A SU 3911521 A SU3911521 A SU 3911521A SU 1264102 A1 SU1264102 A1 SU 1264102A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
inputs
meter
cycles
counting
Prior art date
Application number
SU853911521A
Other languages
English (en)
Inventor
Станислав Михайлович Маевский
Виктор Григорьевич Баженов
Юрий Васильевич Куц
Оксана Константиновна Негребецкая
Original Assignee
Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции filed Critical Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority to SU853911521A priority Critical patent/SU1264102A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1264102A1 publication Critical patent/SU1264102A1/ru

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Может использоватьс , например, в гетеродинных интерференционных измерител х перемещений дл  измерени  фазовых сдвигов, значительно превышающих 360 . Цель изобретени  - повышение точности измерений быстр оме н ю1Щ хс  фазовых сдвигов и расширение диапазона частот входных сигналов. Устройство содержит входы 2 и 3, блок 4 счета целых циклов, информационные входы 5 и 6, формирователи 7 и 8, регистры 9 и 11, выходы 12. Дл  достижени  поставленной цели в устройство дополнительно введены измеритель 1 фазового сдвига, дешифратор 13 и кнопка 17 установки нул . В описании изобретеi ни  приводитс  функциональна  схема блока счета целых циклов, использу (Л емого в след щем фазометру. 1 з.п. с ф-лы. 2 ил.

Description

N

Claims (2)

  1. О) i4i Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано ,, в частности, в гетеродинных интерференционных измерител х перемещений дл  измерени  фазовых сдвигов , значительно превышающих 360°. Цель изобретени  - повьшение точности измерени  ;быстроизмен ющихс  фазовьк сдвигов и расширение диапазона частот входных сигналов. С На фиг. 1 изображена структурна  схема следующего фазометра; на фиг.2 структурна  схема блока счета целых циклов. След щий фазометр содержит измери тёль 1 фазового сдвигэ, входы котор го соединены со входами 2 и 3 след щего фазометра, блок 4 счета целых 1ЦИКЛОВ, информационные входы 5 и 6 которого соединены через формирователи 7 и 8 соответственно со входа- мИ 2 и 3 след щего фазометра, первый регистр 9, входы которого соединены с выходами блока 4 счета цел циклов. а выходы - с выходами 10 старших разр дов след щего фазомет .ра, второй регистр 11, входы которого подключены к вьпсодам измерител  1 фазового сдвига, а выходы - к выходам 12 младших разр дов след щего фазометра, дешифратор 13, вход которого подключены к выходам старших разр дов регистра 11, а выходы к управл ющим входам 14-16 блока 4 счета целых циклов, кнопку 17 установки нул , первый контакт которой соединен с земл ной шиной 18, а вто рой - со входом начальной установки в нуль измерител  1 фазового сдвига и входом 19 установки в нуль блока счета целых циклов, при этом выход 20 переноса последнего соединен непосредственно с синхровходом второго регистра 11 и через линию 21 задержки - с синхровходом первого регистра 9. Блок 4 счета целых циклов (фиг.2 содержит счетчики 22 и 23, счетные входы которых соединены соответстве но с информационными входами 5 и 6 блока счета цельк циклов. Управл ющие входы счетчиков 22 и 23 соединены со входами 19 начальной устано ки в нуль блока 4 счета целых циклов . Кроме того, блок 4 счета целых циклов содержит регистры 24-26 с тр м  устойчивыми состо ни ми. Информационные входы первого 24 и второ22 го 25 регистров соединены с вькода23 , а входы третьего реИ счетчика iJ, а истра 26 - с выходами сумматора 27, ерва  .группа входов которого соединена с выходами счетчика 23, а втора  группа входов подключена младшим раз дом к шине 28 логической единицы, а остальными разр дами - к земл ной шине 18, Выход переноса счетчика 22 соединен с синхровходом первого регистра 24, выходом 20 переноса блока 4 счета целых циклов и входом инвертора 29, выход которого соединен с синхровходами регистров 25 и 26, в то врем  как входы перевода регистров 24-26 в третье устойчивое состо ние соединены соответственно с управл ющими входами 14-16 блока 4 счета целых циклов. Полное значение фазового сдвига (кумул тивный фазовьй сдвиг) между сигналами на входе след щего фазометра определ етс  согласно вьфажению Ф 27Г(Н+ДН), (1) где N - число целых фазовых циклов, измер емое блоком 4 счета целых циклону AN - код доли фазового цикла, получаемый на выходе измерител  1, В предлагаемом след щем фазометре (в отличие от прототипа) нет необходимости в синхронном измерении N и uN, что позвол ет использовать дл  измерени  л N любой позиционный фазометр, в том числе и фазометр с преобразованием частоты входных сигналов работающий в широком диапазоне частот. Следовательно, предлагаемый след щий фазометр может измер ть кумул тивные фазовые сдвиги в широком диапазоне частот и с более высокой точностью. Кроме того, в тех случа х, когда измер емый фазовый сдвиг вначале измен етс  (накапливаетс ) с очень высокой скоростью, а затем остаетс  неизменным или измен етс  очень медленно (такие задачи встречаютс  очень часто, на:пример , при измерении рассто ни  гетеродинным интерферометром), в качестве точного измерител  1 фазового сдвига могут быть использованы высокоточные фазометры среднего значени  фаз, нашример вьтускаемые серийно приборы Ф5131, Ф5126, и др.   Дп  нормальной работы блока счета целых циклов нет необ; одимости в синхронизации входных сигналов, так как каждьш из входных сигналов поступает на отдельпый счапчик 22 и 23 импульсов. В предлагаемом след щем фазометре результат измерени  N определ етс  как разность кодов счетчиков 22 и 23, осуществл ющих независимо один от другого подсчет количества цельк фазовых 1: иклов входных сигналов . При этом емкость N счетчиков выбираетс  из услови  N М„а„ где Nfriax максимально возможное значени кода N. С целью упрощени  нахождени  разности кодов счетчиков 22 и 23 код N определ етс  не непрерывно, а только в те моменты времени, когда выходной код одного из счетчиков ( в данном случае 22) равен нулю, т. в моменты переполнени  этого счетчи Код N переписываетс  с выхода счетчика 23 в регистр 24 передним фронтом (переход от уровн  логического О к логической 1) импульса пере полнени  счетчика 22, при этом длительность импульса переполнени  рав и соответствует фазовоьгу сдвигу Тс 180 между входными сигналами. Такой способ определени  N обеспе Ч11вает возможность работы след щего фа зометра при большей скорости изменени  фазовых сдвигов, котора  огранИчена только быстродействием примен емых счетчиков. Однако при таком определении N вблизи точек шкалы за счет несинхронного измерени  Ни AN, а также за счет конечных значений погрешностей измерени  фазометра и блока счета цельк циклов возможно возникновение грубых погрешностей, равных ±1, при определении N. При этом возможны четыре варианта определени  N и AN. Допустш 1 , что измер емое значение т.е. , , а погрешность измере ни  равны соответственно 6 Б„ ±0,0001. Первый вариант. 5, 40,0001 , дЫ 0,0001, откуда согласно ( результат измерени  ,03б°. Груба  погрешность измерени  отсутствует . Второй вариант. +0,0001, 5 -0,0001, , ,036 . В этом случае груба  погрешность измерени  102.1 равна - 360° , что совершенно недопустимо . Третий вариант, б -0,0001, 6 ,0001, , ,9999, ,964. Груба  погрешность измерени , равна  - -360°, недопустимо велика. Четвертый вариант. 6м -0,0001, , ,9999, ,964°. Груба  погрешность измерени  отсутствует. Анализиру  выше рассмотренные варианты определени  Ф можно предложить следующий способ коррекции грубых погрешностей , (возникающих во втором и третьем вариа 1тах) . Если в один из каналов измерени  целого числа фазовых циклов N внести дополнительный фазовый сдвиг лц) , значение которого заведомо будет больше , чем суммарна  максимально возможна  погрешность ii,Tvax измерени  AN и N, но меньше, чем 2j (удобнее всего выбрать 180°, при этом дл  получени  дополг ительного фазового сдвига 180 достаточно только пропивертировать сигнал). В том случае , когда на выкоде точного фазометра будет индицтфоватьс  малое значение ф , т.е. такое, величина которого не превышает (вариант 1 и 2), то нетрудно заметить, что результат определени  Ф в первом варианте не изменитс , а при определении результата измерени  Ф, соответствующего второму варианту, груба  погрешность исчезнет. Аналогично можно показать, что и в случае больших значений ф на выходе точного фазометра (величина которых - ич5г„д, ) ), если в другой.капал измерени  целого числа фазовых Ц11КЛОВ внести дополнительный фазовый сдвиг ,11а Р определении полного результата измерени  Ф, соответствующего третьему варианту, груба  погрешность также будет отсутствовать, а результат определени  Ф, соответствующиТ четвертому варианту, останетс  неизменным. Поскольку введе1 ие дополнительного фазового сдвига необходимо производить только в районе значений фазового сдвига ККдЧтах о наиболее просто вышеприведенный принцип исключени  грубых погрешностей можно реализовать, если вместо введени  дополнительных фазовых сдвигов на входе блока 4 производить задержку во вре11ени на 1/2 f (что соответствует 180) моментов переписи кода N в соответствующие регистры пам ти. В блоке 4 изменение фазового сдви га на -180° создаетс  путем переписи кода N со счетчика 23 в регистр 25 задним фронтом сигнала переполнени , что обеспечиваетс  включением в цепь сигнала переполнени  инвертора 29. Увеличение фазового сдвига на +180°, что необходимо (в случае второго варианта) дл  получени  правильного отсчета, моделируетс  прибавлением к полу 1енному в счетчике 23 коду N единицы с помощью сумматор 27 (что соответствует «360) и записи полученного кода в регистр 26 задним фронтом сигнала переполнени  (что соответствует -180°). Применение предлагаемого способа устранени  грубых погрешностей позвол ет полностью их исключить. Таким образом, повышение точности измерени  быстроизмен ющихс  фазовы сдвигов и расширение частотного диапазона ,след п1его фазометра достигаетс  за счет определени  без потерь количества целых фазовых цикло при любых скорост х изменени  фазовых сдвигов и возможностью применени  прецизионного.фазометра дл  опр делени  доли фазового цикла. След п51й фазометр работает следу щим образом. До начала измерени  в след щем фазометре производ тс  начальные установки: фазометр 1 и блок А уста навливают в исходное состо ние подключением ко входам установки нул  последних через кнопку 17, нулевого потенциала земл ной шины 18, Исслед емые сигналы, полный фазовый сдвиг между которыми подлежит измерению, со входов 2 и 3 след щего фазометра поступают на входы измерител  1 фаз вого сдвига и входы форкгирователей 7 и В, преобразующих входные синусо идальные сигналы в сигналы пр моугольной формы. Блок 4 определ ет число целых фазовых хщклов N и после очередного отсчета N вырабатыва ет на выходе 20 переноса синхроимпульс , которым осуществл етс  запись кода доли фазового цикла дМ, полученного на выходе измерител  1, фазового сдвига и регистр 11. Старшие разр ды кода .AN с выхода ре1 26 гистра 11 поступают на дешифратор 13, вырабатываюищй управл ющие сигналы, которые поступают на входы 14-16 блока 4 дл  выполнени  корректировки результатов N, после чего задержанным на линии Z1 задержки синхроимпульсов с выхода переноса 20 блока осуществл етс  запись полученного значени  N в регистр 9. Блок счета целых циклов работает следующим образом. Перед началом измерени  в блоке 4 сигналом со входа 19, поступающим на управл ющие входы п-разр дных двоичных счетчиков 22 и 23, осуществл етс  начальна  установка счетчиков - в счетчики 22 и 23 записываетс  код нул  или (в случае необходимости начала счета с произвольного числа целых фазовых циклов) счетчик 22 устанавливаютс  в О, а в счетчик 23 записываетс  любой код от О до 2, Счетчики 22 и 23 осуществл ют счет целых циклов входных сигналов след щего фазометра по передним фронтам сигналов на входах 5 и 6 блока 4. Полученные в момент установки счетчика 22 в нуль очередным счетным импульсом коды счетчика 23 переписываютс  Б регистры 24 и 25, в то врем  как в регистр 26 переписываетс  выходной код сумматора 27, выполн ющего суммирование кода счетчика 23 и кода едининицы . При этом запись информации в регистр 24 осуществл етс  передним фронтом, и fflyльca переноса счетчика 22, а в регистры 25 и 26 с учетом инвертировани  в инверторе 29 - задним фронтом того же импульса. Получа емые в регистрах 24-26 коды могут отличатьс  на ±1. Таким образом, введение в след щий фазометр новые элементы и их соединени  позвол ют определить результат измерени  полного фазового сдвига по полученным независимо один от другого отсчета N и лМ, что обуславливает возможность применени  дл  измерени  доли фазового цикла прецизионного фазометра, работающего в широком диапазоне частот, и блока счета целых циклов, обеспечивающего максимально высокую дл  выбранной элементной базы скорость счета целых фазовых циклов. Это позвол ет по сравнению с прототипом повысить в 510 раз точность измерени  фазовых сдвигов при более чем п два раза 7 большей допустимой скорости изменени  фазовых сдвигов в широком диапазоне частот входных сигналов. Формула изобретени  1. След щий фазометр, содержащий два формировател , входы которых  вл ютс  входами фазометра, блок сче та целых циклов, подключенный инфор . мационными входами к выходам формирователей , два регистра, выходы которых  вл ютс  выходами след щего фазометра, информационные входы первого регистра соединены с выходами блока счета целых циклов, линию задержки , вьСсод которой соединен с син хровходом первого регистра, о т л ичающийс  тем, что, с целью повьииени  точности измерени  быстроизмен ющихс  фазовых сдвигов и рас .ширени  диапазона частот входных сигналов, в него введены измеритель фазового сдвига,.входы которого  вл  ютс  входами след щего фазометра, а выходы соединены с входами второго регистра, дешифратор, входы которого соединены с выходами старших разр дов второго регистра, а выходы - с управл ющими входами блока счета целых циклов и кнопка установки нул , первый контакт которой подключен к земл ной шине, а второй - к входу начальной установки в нуль измерител фазового сдвига.и блока счета целых 028 циклов, при этом выход переноса блока счета целых циклов подключен к входу линии задержки и синхровходу второго регистра,
  2. 2. Фазометр по п. 1, отличающийс  тем, что блок счета целых циклов содержит два счетчика, сумматор,, три регистра с трем  устойчивыми состо ни ми и инвертор, причем информационные входы блока счета целых циклов подключены к счетным входам счетчиков, а вход начальной установки в нуль - к управл ющим входам счетчиков, информационные выходы первого счетчика подключены к входам первого и второго регистров и первой группе входов сумматора, втора  группа входоЗв которого подключена младшим разр дом к шине логической единицы, а остальными разр дами - к земл ной шине, выходы сумматора соединены с входами третьего регистра, выход переноса второго счетчика подключен к синхровходу первого регистра, выходу переноса блока счета целых циклов и входу инвертора, выход которого подключен к синхровходам второго и третьего регистров, выходы регистров подключены параллельно к выходам блока счета цельк циклов, при.этом входы перевода регистров в третье устойчивое состо ние подключены к управл ющим входам блока счёта целых циклов.
    effuff.2
SU853911521A 1985-06-17 1985-06-17 След щий фазометр SU1264102A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853911521A SU1264102A1 (ru) 1985-06-17 1985-06-17 След щий фазометр

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853911521A SU1264102A1 (ru) 1985-06-17 1985-06-17 След щий фазометр

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1264102A1 true SU1264102A1 (ru) 1986-10-15

Family

ID=21182965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853911521A SU1264102A1 (ru) 1985-06-17 1985-06-17 След щий фазометр

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1264102A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 1029095, кл. G 01 R 25/00, 1981. Патент US № 3512085, кл. G 01 R 25/00, 1970. . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101243627B1 (ko) 위상 변이된 주기파형을 사용한 타임 측정
JP2868266B2 (ja) 信号位相差検出回路及び信号位相差検出方法
CN105549379A (zh) 一种基于高精度时间基准触发的同步测量装置及方法
JPH05215873A (ja) 連続的時間補間装置
CN110069009A (zh) 多通道时间数字转换器和光电探测装置
CN106501605A (zh) 一种比相装置
US6829295B2 (en) Jitter measuring method and device
US5723989A (en) Phase-measurement device
SU1264102A1 (ru) След щий фазометр
RU2730047C1 (ru) Цифровой частотомер
CN118311317B (zh) 无累计时延的宽频相量同步采样方法、装置、设备和介质
RU197391U1 (ru) Цифровой частотомер
RU171415U1 (ru) Фазовый детектор
SU970681A1 (ru) Преобразователь частота-код
JPH03235527A (ja) A/d変換器
SU1670778A1 (ru) Умножитель частоты следовани импульсов
JPH11112440A (ja) サンプリングレートコンバータ
SU1720028A1 (ru) Многоканальный фазометр
SU1318927A1 (ru) След щий фазометр
RU2616877C1 (ru) Цифровой генератор гармонических сигналов
SU475618A1 (ru) Устройство дл вычислени первой разности
RU2089920C1 (ru) Цифровой измеритель фазового сдвига
SU935962A1 (ru) Измеритель временных интервалов
SU1541586A1 (ru) Датчик времени
SU1261116A1 (ru) Преобразователь угла поворота вала в код