SU1328762A1 - Цифровой фазометр мгновенных значений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области цифровой измерительной техники и может быть использовано в информацион- «о-измерительных системах дл  преобразовани  фазовых сдвигов в код с фиксацией максимального и минимального результатов. Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции фазометра , что достигаетс  введением новых функциональных св зей. Фазометр содержит формирователь 1, элементы И 2, 4 и И, счетчики 3 и 5 импульсов , блок 6 управлени , эталонный генератор 7, блоки 8 и 9 сравнени  кодов, регистр 10 и регистрирующий блок 12. Положительный эффект достигаетс  исключением по отношению к прототипу триггера и одновибратора в блоке управлени , формирующего импульсные управл ющие сигналы по передним фронтам выходных импульсов формировател  1. Это повыщает надежность фазометра, снижает его стоимость и потребл емую энергию. 3 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к цифровой измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах дл  преобразовани  фазовых сдвигов в код с фиксацией экстремальных (максимального или минимального ) результатов.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции устройства.

На фиг. 1 показана структурна  схема фазометра; на фиг„ 2 - временные диаграммы работы фазометра; на фиг. 3 - блоки сравнени  кодов на основе стандартной интегральной микросхемы .

Фазометр содержит (фиг. 1) формирователь 1, первый элемент И вый счетчик 3 импульсов, второй элемент И 4, второй счетчик 5 импульсов блок- 6 управлени , эталонный генератор 7, первый 8 и второй 9 блоки сравнени  кодов, регистр 10, третий элемент И 11 и регистрирующий блок 12. Входы формировател  1 подключены к входам устройства, а выход через первый элемент И 2 - к счетному входу первого счетчика 3 импульсов и первому входу второго элемента И 4, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика 5 импульсов, Вход блока 6 управлени  подключен к выходу формировател , а выход - к входу Сброс первого счетчика 3 импульсов Выход эталонного генератора 7 подключен к второму входу первого элемента И 2, входы первого блока 8 сравнени  кодов соединены с кодовьп«ш выходами обоих счетчиков имтгульсов, а выход Равно (А В) - с вторым входом второго элемента И 4, входы второго блока 9 сравнени  кодов соединены с кодовыми выходами первого счетчика импульсов и регистра 10, а выход Меньше (А « В) - с одним иэ входов третьего элемента И 11, другой вход которого подключен к выходу блока управлени , а выход - к управл ющему входу регистра 10, информационный вход которого подключен к кодовому выходу первого счетчика импульсов (А и Б - коды, снимаемые с выходов соответственно счетчиков 3 и 5 импульсов). В цифровом фазометре управл ющий вход регистрирующего блока соединен также с входом Сброс первого счетчика импульсов (фиг, 1, пунктирна  лини ).

Цифровой фазометр работает следующим образом.

Импульсом Исходное состо ние (цепь сброса от блока управлени  не показана) оба счетчика 3 и 5 импульсов устанавливаютс  в нулевое положение , а в регистр 10 записываетс  число N, заведомо большее возможного значени  минимального фазового сдвига между входными напр жени ми (в частности, N может быть выбрано равным 111... 11), На выходе Равно (А в) блока 8 сравнени  кодов, подключенного к выходам одноименных разр дов (кодовым выходам) указанньш счетчиков, устанавливаетс  потенциал высокого уровн  1 (фиг, 2, сигнал д), который подаетс  на управл ющий

вход элемента И 4 и подготавливает егОо Потенциал уровн  1 снимаетс  с выхода Меньше () блока 9 сравнени  кодов (фиг, 2, сигнал ж), подаетс  на управл ющий вход элемента И 11 и подготавливает егОо Блоки 8 и 9 могут быть выполнены, например ,- на основе стандартной интегральной микросхемы,, включенной таким образом , чтобы обеспечить реализацию соответствующей функции (фиг„ 3 а - дл  блока 8, фиг„ 3 в - дл  блока 9)„ Формирователь 1, на входы которого поступают исследуемые напр жени  и И Uj, формирует пр моугольные импульсы с длительностью , пропорциональной измер емому фазовому сдвигу ср (фиг. 2, сигнал а „ Эти импульсы управл ют элементом И 2, открьгаа  его на врем  , при этом тактовые

импульсы высокой частоты с выхода генератора 7 (фиг„ 2, сигнал б) проход т на счетный вход счетчика 3 импульсов непосредственно (фиг. 2, сигнал в), на счетный вход счетчика 5 импульсов через элемент И 4 (фиг. 2, сигнал г), открытый разрешающим потенциалом с выхода блока 8 (фиг. 2, сигнал д), уровень I которого сохран етс  неизменным все

врем , пока соблюдаетс  услорие равенства кодов на входах указанного блока. В момент времени, соответствующий заднему фронту первого выходного импульса Формировател  1 с длительностью ь , (фиго 2, сигнал а), импульсный сигнал с выхода блока 6 управлени  (фиг. 2 сигнал е), выполненного , например, в виде одновибра- тора, сбрасывает счетчик 3 в нуль по

венства кодов на входах блока 8 нарушаетс , потенциал на его выходе Равно (А. в) скачком измен етс  до уровн  логического О (фиг, 2, сигнал д), блокиру  элемент И 4, а в счетчике 5 импульсов остаетс  код .N, , пропорциональный Т, .

Дальнейша  работа цифрового фазометра (в режиме вьщелени  и фиксации максимального значени  Cf )зависит ОТ соотношени  длительностей каждого последующего и предыдущего максимального (по длительности) выходного пр моугольного импульса формировател  1, Например,.если следуюший импульс указанного Формировател  имеет

длительность х V,

(фиг. 2, сигнал а), то содержимое счетчика 3 по мере поступлени  тактовых импульсов генератора 7 на его счетный вход через элемент И 2 нарастает (фиг, 2, сигнал в), В момент времени, когда оно становитс  равным коду, хран щемус  в счетчике 5 (тое„ коду N,), блок 8 срабатьшает и выдает разрешающий потенциал 1 на управл ющий вход элемента И 4, открыва  его (фиго 2, сигнал д),

товые импульсы генератора 7 начинают проходить на счетный вход счетчика 5 (фиго 2, сигнал г), код в котором, начина  с указанного момента времени, получает приращение, пропорциональное разности с - о, , блок 6. уп1хав- лени , как и прежде, импульсньш сигналом с его выхода, соответствующим по времени по влени  заднему фронту выходного импульса формировател  1 с длительностьюt(фиг, 2, сигнал е), сбрасывает счетчик 3 в нуль о При этом потенп;иал на выходе блока 8 измен етс  до уровн  логического О

щему циклу измерени .

Параллельно описанному процессу осуществл ютс  выделение и фиксаци  минимального значени  cf с участием блока 9 сравнени  кодов, регистра 10 и элемента И 11, Импульсный сигнал с выхода блока 6 зл 1равлени  (фиг, 2,

10 сигнал е), соответствующий заднему, фронту первого пр моугольного импульса формировател  1 с длительностью о, (фиг, 2, сигнал а), проходит через открытый разрешающим потенциалом

15 1 с выхода Меньше. (А : В) блока 9 (фиг, 2, сигнал ж) элемент И 11 (фиг, 2, сигнал з) на управл ющий вход регистра 10 и разрешает перезапись в него содержимого счетчика 3,

20

пропорционального ( , Этот же сигнал с некоторой задержкой сбрасывает в исходное (нулевое) состо ние счетчик 3, Задержка необходима дл  того, чтобы успеть переписать содержимое

25 счетчика 3 в регистр до момента его обнулени о

Если у следующего пр моугольного импульса с выхода формировател  1 длительность : cTj больше, чем с, ,

В результате так- зо т,е„ сГ Т, (фиг, 2, сигнал а), то в

определенный момент времени содержимое счетчика 3 становитс  больше кода N, в регистре 10, потенциал на выходе Меньше (Л : В) блока 9

2g скачком измен етс  до уровн  логического О (фиго 2, сигнал ж) и блокирует элемент И 11, в результате чего импульсный сигнал, формируемый блоком 6 управлени  в момент

40 времени, соответствующий заднему фронту импульса с длительностью Г (фиго 2,- сигнал е), не проходит на управл ющий вход регистра 10 (фиг, 2, сигнал з) и в нем сохран етс  резуль (фиг, 2, сигнал д), элемент И А бло- jg тат (N, ) .предьщущего измерени , отобкируетс , а в счетчике 5 остаетс  код пропорциональный Т ,

Если следующий импульс формировател  1 имеет меньшую длительность, чем o.j. , т,е. -С, { t:4)C-2 (фиг, 2, сигнал а), то содержимое счетчика 3 по мере поступлени  тактовых импульсов на.его счетный вход нарастает, но не дот гивает до кода, хран щегос  в счетчике 5 (И), Поэтому блок 8 не срабатывает, содержимое счетчика 5 не измен етс , и после сброса счетчика 3 в О импульсным сигналом с вьосода блока управлени  (фиг, 2.

50

ражаюший меньшее значение Т, (Cf,). Счетчик 3, как и прежде, сбрасываетс  указанным импульсным сигналом в нулев,ое положение.

Если у последующего пр моугольного импульса с выхода формировател  1 длительность €, меньше, чем , , т.е. Т, t , и выполн етс , следователь-: но, условие А В (фиг, 2, сигнал а), g то потенциал 1 с соответствующего выхода (А - в) блока 9 (фиг, 2, сигнал ж) открьшает элемент И 11, и импульсный сигнал, формируемый блоком 6 управлени  в момент времени, соот-

щему циклу измерени .

Параллельно описанному процессу осуществл ютс  выделение и фиксаци  минимального значени  cf с участием блока 9 сравнени  кодов, регистра 10 и элемента И 11, Импульсный сигнал с выхода блока 6 зл 1равлени  (фиг, 2,

сигнал е), соответствующий заднему, фронту первого пр моугольного импульса формировател  1 с длительностью о, (фиг, 2, сигнал а), проходит через открытый разрешающим потенциалом

1 с выхода Меньше. (А : В) блока 9 (фиг, 2, сигнал ж) элемент И 11 (фиг, 2, сигнал з) на управл ющий вход регистра 10 и разрешает перезапись в него содержимого счетчика 3,

20

пропорционального ( , Этот же сигтат (N, ) .предьщущего измерени , отоб

ражаюший меньшее значение Т, (Cf,). Счетчик 3, как и прежде, сбрасываетс  указанным импульсным сигналом в нулев,ое положение.

Если у последующего пр моугольного импульса с выхода формировател  1 длительность €, меньше, чем , , т.е. Т, t , и выполн етс , следователь-: но, условие А В (фиг, 2, сигнал а), то потенциал 1 с соответствующего выхода (А - в) блока 9 (фиг, 2, сигнал ж) открьшает элемент И 11, и импульсный сигнал, формируемый блоком 6 управлени  в момент времени, соот-

ветствующий заднему фронту импульса с длительностью tTj (фиг„ 2, сигнал е) проходит через этот элемент И (фиг. 2, сигнал з) на управл ющий вход регистра 10 и разрешает перезапись в него содержимого Nj счетчика 3, после -tJero последний сбрасываетс  в нуль. Аналогично осуществл етс  цикл измерени  дл  f Т, (фиг о 2, сигнал а) - с перезаписью в регистр 10 кода. N , отображающего с (Ч)

Сбрасыва  счетчик 3 в нулевое положение , каждый импульсный сигнал с выхода блока 6 управлени  одновремен- но разрешает считывание регистрирующим блоком 12 экстремальных результатов - максимального (со счетчика 5 в следующей последовательности N,, N, N,, N,....) и минимального (с в

2. г регистра

меньшей стоимостью и меньше потребл ет электроэнергии.

Claims (1)

1. .Формула изобретени 

   5.

   Цифровой фазометр мгновенных значений , содержащий формирователь,. входы которого подключены к входам устройства , а выход через первый эле10 мен.т И - к счетному входу первого счетчика импульсов и к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов, блок управ15 лени , вход которого подключен к выходу формировател , а выход - к входу Сброс первого счетчика импульсов , эталонный генератор, выход

   которого подключен к второму входу

   следующей последователь 20 первого элемента И, первый блок сравнени  кодов, входы которого соединены с кодовьп«га выходами обоих счетчиков импульсов, а выход Равно - с вторым входом второго элемента И, 25 второй блок сравнени  кодов, входы которого соединены с кодовыми выходами первого счетчика импульсов и регистра , третий элемент И, первый вход которого подключен к выходу

   нести: N,, N,, N,, N,..). Таким образом , в любой текущий момент времени последний, результат, записанный в регистрирующий блок со счетчика 5 (регистра 10), соответствует результату измерени  максимального (минимального ) значени  фазового сдвига между входными напр жени ми.

   Следовательно, предлагаемый цифровой фазометр обеспечивает такие же как и 30 блока управлени , а выход - к управ- у известного метрологические характе- л ющему .входу регистра, информацион- ристики, но обладает более простой конструкцией, так как исключаетс 

   ный вход которого подключен к кодовому выходу первого счетчика импульсов, и регистрирующий блок, входы которого соединены с кодовыми выходами второго счетчика импульсов и регистра, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции, в нем выход Меньше второго блока сравнени  кодов подключен к второму входу третьего элемента И непосредственно

   необходимость в использовании триггера , а также второго одновибратора fe составе блока управлени , формиру- ющего импульсные управл ющие сигналы по передним фронтам выходных импульсов формировател .

   Таким образом, предлагаемый фазо- метр обладает повышенной надежностью.

   меньшей стоимостью и меньше потребл ет электроэнергии.

   Формула изобретени 

   .

   Цифровой фазометр мгновенных значений , содержащий формирователь,. входы которого подключены к входам устройства , а выход через первый элемен .т И - к счетному входу первого счетчика импульсов и к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика импульсов, блок управлени , вход которого подключен к выходу формировател , а выход - к входу Сброс первого счетчика импульсов , эталонный генератор, выход

   блока управлени , а выход - к управ- л ющему .входу регистра, информацион-

   ный вход которого подключен к кодовому выходу первого счетчика импульсов, и регистрирующий блок, входы которого соединены с кодовыми выходами второго счетчика импульсов и регистра, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции, в нем выход Меньше второго блока сравнени  кодов подключен к второму входу третьего элемента И непосредственно

   Puz.Z

   лО

   Ш1

   Составитель Ю. Макаревич Редактор О. Головач Техред М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

   Заказ 3480/48 Тираж 730 Подписное

   ВНИИШ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Фиг.З