SU808967A1 - Digital autocompensating phase-meter - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ АВТОКОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР(54) DIGITAL AUTOCOMPENSATION PHASOMETER

Изобретение относитс  к фаэоиэмерительнбй технике. Известен компенсационный фазометр содержащий фазовый детектор,фазовращатели , УПЧ,. генератор, подключенный к нуль-органу и реверсивный счетчик, соединенный с фазовращателем через преобразователь код-напр жение i .. Недостатком известного устройства  вл етс  наличие нелинейных элементов , обуславливающих наличие погрешностей измерени . Известен также автокомпенсационны фазометр,содержащий смесители,входы которых соединены с источником сигнала , а выходы через фильтры нижних частот св заны со входами формирова телей импульсов, выходы одного из которых соединены со входами трех схем совладени  и триггера,выходы которого соединены со входами двух других схем совпадени ,выходы которых св заны со входами пересчетных схем,при этом входы пересчетных схем соединены через схему И с выходами генератора импульсов и управл ющего триггера,а выходы пере счетных схем св заны со входами сме сителей, причем выходы одной из пер счетных схем соединены со входами р гистра пам ти,выходы которого св заны со входами цифрового отсчетного устройства 2 . . Недостатком .известного устройства  вл етс  наличие погрешности измерени  вследствие применени  в тракте преобразовани  частоты нелинейных элементов - смесителей и частотно-зависимых звеньев - избирательных фильтров . Это ограничивает точность измерени  и частотный диапазон,а также возможность использовани  фазометра дл  измерени  фазовых сдвигов сигналов в присутствии помех. Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости . Поставленна  цель достигаетс  тем, что цифровой автокомпенсационный фазометр , содержащий формирователи импульсов , импульсный генератор,пересчетные схемы,последовательно соединенные регистр пам ти, отсчетное устройство и элемент совпадени ,снабжен двум  индикаторами нулевого фазового сдвига, . двум  реверсивными счетчиками импульсов и двум  элементами ИЛИ,причем входы индикаторов нулевого фазового сдвига подсоединены к выходам формирователей импульсов и пересчетных схем, а выходы - к входам реверсивных счетчиков ,выходы которых подключены к управл ющим входам пересчетных схем и входам элементов ИЛИ,соединенных своими выходами с установочными входами реверсивных счетчиков и двум  входами элемента совпадени ,третий вход которого подсоединен к выходу запол 5ени  одной из пересчетных схем, а выход - к управл ющему входу регистра пам ти. This invention relates to a phaemomerizing technique. Known compensation phase meter containing a phase detector, phase shifters, amplifier ,. a generator connected to a zero-organ and a reversible counter connected to the phase shifter through a code-voltage converter i. A disadvantage of the known device is the presence of non-linear elements causing the presence of measurement errors. Also known is an autocompensation phase meter containing mixers, the inputs of which are connected to a signal source, and the outputs through low-pass filters are connected to the inputs of pulse generators, the outputs of one of which are connected to the inputs of three co-ownership and trigger circuits, the outputs of which are connected to the inputs of two other circuits matches, the outputs of which are connected to the inputs of the scaling circuits, while the inputs of the scaling circuits are connected through the AND circuit with the outputs of the pulse generator and the control trigger, and the outputs of the counting circuits are connected inputs of the mixers, with the outputs of one of the counting circuits connected to the inputs of the memory hub, the outputs of which are connected to the inputs of the digital reading device 2. . A disadvantage of the known device is the presence of measurement error due to the use of nonlinear elements — mixers and frequency-dependent links — of selective filters in the frequency conversion path. This limits the measurement accuracy and frequency range, as well as the possibility of using a phase meter to measure phase shifts of signals in the presence of interference. The purpose of the invention is to improve noise immunity. This goal is achieved by the fact that a digital autocompensation phase meter containing pulse shapers, a pulse generator, scaling circuits, a serially connected memory register, a readout device and a coincidence element are equipped with two zero phase shift indicators,. two reversible pulse counters and two OR elements, the inputs of the zero phase shift indicators are connected to the outputs of the pulse formers and scaling circuits, and the outputs - to the inputs of the reversible counters, the outputs of which are connected to the control inputs of the scaling circuits and the inputs of the OR elements connected with their outputs installation inputs of reversible counters and two inputs of the coincidence element, the third input of which is connected to the output 5 of one of the scaling circuits, and the output to the control input of the re istra memory.

На чертеже представлена блок-схема цифрового автокомпенсационного фазометра .The drawing shows a block diagram of a digital autocompensation phase meter.

Он содержит формирователи 1 и 2 импульсов,индикаторы 3 и 4 нулевого фазового сдвига, пересчетные схемы 5 и б,генератор 7 импульсов,реверсиЬные счетчики 8 и 9 ,элементы ИЛИ 10 и 11 элемент 12 совпадений,регистр 13 пам ти и цифровое отсчетное устройство 14-,It contains shapers 1 and 2 pulses, zero phase shift indicators 3 and 4, scaling circuits 5 and b, pulse generator 7, reversing counters 8 and 9, elements OR 10 and 11, coincidence element 12, memory register 13 and digital reading device 14 -,

Входные напр жени  U 1 и U 2,фазовый сдвиг которыми необходимо измерить,поступают на входы формирователей 1 и 2, формирующих пр моугольные импульсы,временное положени . фронтов которых соответствует моментам переходов через нулевые значени  исследуемых сигналов.Выходные импульсы схем формировани  1 и 2 поступают на вхо,цы индикаторов нулевого фазового сдвига 3 и 4,на вторые входы которых подаютс  выходные напр жени  автоматических дискретных фазовращателе и, представл ющих собой кольцевые пересчетные схемы. Коэффициент пересчета этих схем выбираетс  равным 360 10,где п - число из р да 0,1, 2,3... в зависимости от требуемой дикретности изменени  компенсирующих сдвигов. Так,при необходимости получени  дискретности в О ,.01° п 2 (коэффициент пересчета равен 36000) , The input voltages U 1 and U 2, the phase shift of which is to be measured, are fed to the inputs of the formers 1 and 2, which form rectangular pulses, the temporal position. the fronts of which correspond to the moments of transitions through zero values of the signals under study. The output pulses of the formation circuits 1 and 2 arrive at the inputs of the zero phase shift indicators 3 and 4, the second inputs of which are supplied with the output voltage of the automatic discrete phase shifter and representing circular scaling circuits . The conversion factor of these schemes is chosen to be 360 10, where n is a number from a range of 0.1, 2.3 ... depending on the required discreteness of the change in the compensating shifts. So, if it is necessary to obtain discreteness in O, .01 ° n 2 (the conversion factor is 36000),

Измерение угла сдвига фаз входных напр жений достигаетс  путем его уравновешиван,  компенсирующим сдвигом между выходными напр жени ми пе-ресчетных схем. Фазовый сдвиг выходных напр жений .пересчетных схем 5 и 6,осуществл ющих деление частоты импульсного генератора 7, может быть установлен в пределах 0-360° с дискретностью градт.. изменением временного положени  момента заполнени  одной пересчетной схемы по отношению к другой.The measurement of the phase angle of the input voltages is achieved by balancing it, compensating for the shift between the output voltages of the transient circuits. The phase shift of the output voltages of the interchange circuits 5 and 6, which divide the frequency of the pulse generator 7, can be set within 0-360 ° with a discreteness of degrees. A change in the temporal position of the moment of filling of one conversion circuit with respect to another.

Уравновешивание происходит следующим образом. Balancing occurs as follows.

Импульсы с выхода индикаторов 3 и 4 нулевого фазового сдвига в завксиьюсти от временного положени  приход щих , на их. входы импульсов поступа:.от входы сложени  или вычитани  реверсивных счетчиков 8 и 9 импульсов,где проис ходит накопление кода нарастающим или убывающим итогом соответственно,Емкость счетчиков выбирает:   равной 2t-i . причем исходное значение кода соответг-твует N. При суммарном приращении The pulses from the output of indicators 3 and 4 of the zero phase shift in relation to the temporal position of the incoming ones, to them. inputs of pulses of entry: from the inputs of addition or subtraction of reversible counters 8 and 9 pulses, where the accumulation of a code occurs by accruing or decreasing total, respectively, the capacity of the counters selects: equal to 2t-i. moreover, the initial value of the code corresponds to N. At a total increment

хсода счетчиков N или -N, что соответствует результирующему коду 2N или О на выходных шинах реверсивных счетчиков 8 и 9 импульсов формируютс  импульсы , используемые дл  управлени  кольцевыми пересчетными схемами 5 и При достижении в реверсивном счетчик импульсов результирующего кода 2N производитс  подача на вход пересчетной схемы дополнительного импульса , не совпадающего во времени с импульсами генератора 7,а при достижении результирующего кода О производитс  запрет прохождени  импульса с генератора 7. Эти импульсы через элементы ИЛИ 10 и 11 устанавливают начальный код реверсивных счетчиков 8 и 9,после чего цикл накоплени  повтор етс . При равенстве нулю среднего значени  фазового сдвига между сигналами с выходов формирователей 1 и 2 и пересчетных схем 5 и 6 выходные импульсы индикаторов 3 и 4 нулевого фазового сдвига равноверо тно проход т на суммирующий и вычитающий входы реверсивных счетчиков 8 и 9,в результате чего импульсы на их выходах будут отсутствовать Это соответствует достижению компенсации . Результирующий код,соответствющий измер емому фазовому сдвигу, счтываетс  с одной из пересчетных схем например 5,лри полном заполнении другой 1 Индикатором заполнени  второй пересчетной схемы,например 6,служит элемент 12 совпадени . При достижении компенсации (импульсы на выходах элементов ИЛИ 10 и 11 отсутствуют ) и полном заполнении пересчетной схемы б на выходе элемента 12 совпадени  по вл етс  импульс,который подаетс  .на запоминающий регистр 13, осуществл   перепись кода,установленного поломсенй ми триггеров передчетной схемы 5. Этот код дешифруетс  и регистрируетс  цифровым отсчетным устройством 14,показани  которого соответствуют значению измер емого фазового сдвига в градусах.Each of the N or -N counters corresponds to the resulting 2N or O code. On the output tires of the reversible counters 8 and 9 pulses, pulses are used to control the ring counters 5 and, when the resultant code 2N reaches the reverse pulse counter, an additional signal is fed to the input of the counting circuit. impulse that does not coincide in time with the pulses of the generator 7, and when the resultant code O is reached, the impulse from the generator 7 is prohibited. These pulses through the elements OR 1 0 and 11 set the initial code of the reversible counters 8 and 9, after which the accumulation cycle is repeated. When the mean value of the phase shift between the signals from the outputs of the formers 1 and 2 and scaling circuits 5 and 6 is equal to zero, the output pulses of the indicators 3 and 4 of the zero phase shift pass equally to the summing and subtracting inputs of the reversible counters 8 and 9, resulting in pulses their outputs will be absent This corresponds to the achievement of compensation. The result code corresponding to the measured phase shift is read from one of the scaling circuits, for example 5, to fill the other 1, the fill indicator of the second scaling circuit, for example 6, is the coincidence element 12. When compensation is achieved (there are no pulses at the outputs of the OR 10 and 11 elements) and the scaling circuit is full, the pulse 12 that appears at the output of the matching element 12 is fed to the storage register 13 by rewriting the code set by the triggers of the counter circuit 5. This code is decrypted and recorded by a digital reading device 14, the readings of which correspond to the value of the measured phase shift in degrees.

Исключение нелин.ейных элементов и частично-зависимых звеньев,а также введение усреднени  с помощью реверсивных счетчиков импульсов уменьшает погрешность измерени ,в результате по вл етс  возможность использовани  фазометра дл  измерени  сдвигов фаз сигналов в присутств(и помех,а это знtiчитeльнo расшир ет сферу применени  предлагаемого автокомпенсационного фазометра.The elimination of nonlinear elements and partially dependent links, as well as the introduction of averaging using reversible pulse counters, reduces measurement error, as a result, it is possible to use a phase meter to measure the phase shifts of the signals in the presence (and interference, and this significantly extends the scope of proposed autocompensation phase meter.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР Q 464857,кл,С 01 R 25/08, 1973.1. The author's certificate of the USSR Q 464857, class, C 01 R 25/08, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР 245913,кл. G 01 R 25/04, 1967.2. Authors certificate of the USSR 245913, cl. G 01 R 25/04, 1967.