SU969675A1 - Phase meter - Google Patents
Phase meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU969675A1 SU969675A1 SU813277672A SU3277672A SU969675A1 SU 969675 A1 SU969675 A1 SU 969675A1 SU 813277672 A SU813277672 A SU 813277672A SU 3277672 A SU3277672 A SU 3277672A SU 969675 A1 SU969675 A1 SU 969675A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- meter
- phase
- low
- signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Phase Differences (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Description
Изобретение относится к электро-радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке цифровых фазометрических устройств.The invention relates to electro-radio metering technology and can be used in the development of digital phase-measuring devices.
Известен цифровой фазометр, содержащий стробоскопические преобразовать— 5 ли, перестраиваемый генератор стробим— пульсов, полосовые фильтры, коммутатор и низкочастотный измеритель с логической обработкой [1J · 10 .Однако фазометр характеризуется большим временем поиска необходимой частоты генератора стробимпульсов.A well-known digital phase meter containing a stroboscopic convert — 5 li, a tunable strobe-pulse generator, band pass filters, a switch, and a low-frequency meter with logical processing [1J · 10. However, the phase meter is characterized by a long search time for the required frequency of the strobe pulse generator.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фазометр, 15 содержащий два стробоскопических преобразователя, соединенных через полосовые фильтры с низкочастотным измерителем разности фаз, генератор стробимпульсов, соединенный выходами со вто- 20 рыми входами стробоскопических преобразователей, кольцо ФАПЧ с устройством поиска, соединенное через усилитель-ограничитель с выходом одного из полосо- вых фильтров с управляющим входом перестраиваемого генератора стробимпульсов. Фазометр обеспечивает измерение сдвига, фаз в широком диапазоне частот и амплитуд входных сигналов £ 2] .The closest in technical essence to the proposed one is a phasometer 15 containing two stroboscopic converters connected through bandpass filters with a low-frequency phase difference meter, a strobe pulse generator connected by outputs to the second 20 inputs of stroboscopic converters, a PLL with a search device connected via an amplifier a limiter with the output of one of the bandpass filters with the control input of the tunable strobe pulse generator. The phasometer provides a measurement of the shift, phases in a wide range of frequencies and amplitudes of the input signals £ 2].
Однако за счет реальных параметров кольца ФАПЧ (инерционность, конечная полоса захвата и удержания, возможность захвата на гармониках частоты сигнала, зависимость требуемого коэффициента петлевого усиления от частоты сигнала и обусловленная этим необходимость введения частотных поддиапазонов) фазометр имеет невысокое быстродействие (время поиска и захвата даже при априорно известном значении частоты сигнала составляет десятки секунд) и требует проведение ряда ручных операций в процессе измерения, таких как выбор нужного поддиапазона, контроль захвата, что в свою очередь снижает производительность измерений и затрудняет использование прибора в автоматизированных измерительных системах. 1 However, due to the real parameters of the PLL ring (inertia, final capture and retention band, the ability to capture harmonics of the signal frequency, the dependence of the required loop gain on the signal frequency and the need for frequency subbands to be introduced), the phase meter has a low speed (search and capture time even at the a priori known value of the signal frequency is tens of seconds) and requires a number of manual operations during the measurement process, such as selecting the desired subband and control of capture, which in turn reduces the measurement performance and makes it difficult to use the device in the automated measuring systems. 1
Пель изобретения - повышение быст-~ родействия и автоматизации измерений.The aim of the invention is to increase the speed and automation of measurements.
Поставленная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий два стробоскопических преобразователя, первые 5 входы которых являются входами устройства, генератор стробимпульсов и низкочастотный измеритель разности фаз, введены соединенные между собой вычислительный и запоминающий блоки, делитель частоты и цифровой измеритель частоты, соединенный с .одним из входов фазометра и вычислительным блоком, соединен. ным с низкочастотным измерителем разности фаз и делителем частоты, счетный вход которого подключен к выходу генератора стробимпульсов, а выходы - к вторым входам стробоскопических преоб-5 разователей, соединенных выходами с низкочастотным измерителем разности фаз.This goal is achieved by the fact that in a phase meter containing two stroboscopic converters, the first 5 inputs of which are device inputs, a strobe generator and a low-frequency phase difference meter, interconnected computing and storage units, a frequency divider and a digital frequency meter connected to one are introduced from the inputs of the phase meter and the computing unit is connected. nym meter with low frequency phase difference and a frequency divider, the counting input of which is connected to the output of oscillator pulses, and outputs - to the inputs of the second strobe preob- verters 5 connected with the low frequency outputs of the phase difference meter.
На чертеже приведена блок-схема предлагаемого фазометра.The drawing shows a block diagram of the proposed phase meter.
Фазометр из стробоскопических преобразователей 1 и 2, соединенных с низкочастотным измерителем 3 разности фаз, последовательно соединенных цифрового . измерителя 4 частоты, вычислительного блока 5 и запоминающего блока 6, последовательно соединенных генератора 7 30 стробимпульсов и делителя 8 частоты е переменным коэффициентом деления, 'соединенного со стробоскопическими преобразователями 1 и 2 и вычислительным блоком 5, выход которого соединен с низкочастотным измерителем 3 разности фаз.Phase meter of stroboscopic transducers 1 and 2 connected to a low-frequency meter 3 phase difference, connected in series digital. a frequency meter 4, a computing unit 5 and a storage unit 6, series-connected oscillator 7 30 of the strobe pulses and a frequency divider 8 with a variable division coefficient 'connected to the stroboscopic converters 1 and 2 and the computing unit 5, the output of which is connected to a low-frequency phase difference meter 3.
Фазометр работает следующим образом.The phasometer works as follows.
Напряжения, сдвиг фаз между которыми необходимо измерить, поступают на первые входы стробоскопических преобразователей 1 и 2. На вторые входы их поступают короткие стробимгсульсы частоты ί стрс вь1ходов делителя 8 частоты с переменными коэффициентом деления (ДПКД), вход которого подключен к генератору 7 стробимпульсов. Коэффициент деления ДПКД· 8 Кд =£r/f СТр .определяющий частоту стробирования, находится либо из условия наименьшего отклонения преобразованной частоты F пр от ее некоторого среднего значения (первый режим работы стробоскопического преобразователя), либо из условия минимизации отклонения числа считываемых точек сигнала (второй режим работы стробоскопического преобразователя): /А = ={стр)^пр ’ Вт°Р°й режим работы важен при использовании низкочастотного, измерителя 3 разности фаз с цифровой обработкой сигнала, реализующего алгоритм дискретного преобразования Фурье. При этом с помощью стробоскопических преобразователей 1 и 2 осуществляется дискретизация сигналов во времени и перенос фазовых соотношений между по10 следуемыми сигналами в область частот, удовлетворяющих быстродействию низкочастотного измерителя разности, фаз. Значение преобразованной частоты находится как £Пр-= £с * (.п £г) / К д при преобразовании на нижней боковой частоте и РПр - (и£г) /Кд-£с при преобразовании на верхней боковой частоте, где ’· - номер гармоники частоты £С1Р , на которой имеет место преобразование;The voltages, the phase shift between which must be measured, are supplied to the first inputs of the stroboscopic transducers 1 and 2. Short strobe pulses of frequency ί p from all the inputs of the frequency divider 8 with variable division coefficient (DPDC), the input of which is connected to the generator of 7 strobe pulses, enter their second inputs. The division coefficient of the DPKD · 8 Kd = £ r / f ST p., Which determines the gating frequency, is found either from the condition of the least deviation of the converted frequency F CR from its some average value (the first mode of operation of the stroboscopic converter), or from the condition of minimizing the deviation in the number of read points of the signal (second mode of operation of the stroboscopic converter) / a = {p) = pr '° m in ° F th mode is important when using a low frequency, the phase difference meter 3 with digital signal processing, the algorithm implements a discrete Fourier transform. At the same time, with the help of stroboscopic converters 1 and 2, the signals are discretized in time and the phase relations between the next 10 signals are transferred to the frequency range that satisfy the speed of the low-frequency difference and phase meters. The value of the converted frequency is found as П р p - = с c * (.n £ r ) / K d when converting at the lower side frequency and P Pr - (and г r ) / Kd - с c when converting at the upper side frequency, where '· Is the harmonic number of the frequency £ С1Р , at which the transformation takes place;
- частота · генератора 7 стробимпульсоч; £с ** частота сигнала. Использование обоих боковых частот расширяет диапазон возможных значений частот сигнала, не требующих перестройки ДПКД 8. До25 пустимое изменение преобразованной частоты гри заданном коэффициенте деления ДПКД 8 зависит от нестабильности частоты сигнала и требуемой точности измерения. В соответствии·с диапазоном изменения F^p и числом считываемых точек М , определяющих спектр преобразованного сигнала, выбирается полоса пропускания низкочастотного измерителя 3 разности фаз. Так, при £г =64 МГц;- frequency · generator 7 strobe pulse; £ s ** signal frequency. The use of both side frequencies expands the range of possible values of signal frequencies that do not require adjustment of the DPKD 8. Up to 25, the permissible change in the converted frequency at the given division coefficient of the DPKD 8 depends on the instability of the signal frequency and the required measurement accuracy. In accordance with the range of variation of F ^ p and the number of readable points M that determine the spectrum of the converted signal, the passband of the low-frequency phase difference meter 3 is selected. So, at £ r = 64 MHz;
КдЧ64-32); f с-(4-400) МГц, значения Fnp не выходят за пределы (10-80) кГц. Причем одной и той же частоте сигнала в зависимости от режима работы стробоскопического преобразователя соответствуют различные соотношения ц/ Кд и значения ЕПр . Например, при £¢, = 10 МГц первому режиму, обеспечивающему минимально возможные отклонения частоты F пр. удовлетворяют значения И = 7; Кд = 45 (Fnp = = 44,445 КГц), а второму режиму, обеспечивающему минимальное отклонение числа считывания точек сигнала, удовлетворяют значения И = 9; Кд = 58, что соответствует FПр= 69 КГц и М = 16.KdCh64-32); f s - (4-400) MHz, Fnp values do not go beyond (10-80) kHz. Moreover, the same signal frequency, depending on the operating mode of the stroboscopic converter, corresponds to different ratios c / cd and the values of E P p. For example, at £ ¢, = 10 MHz, the first mode, which provides the minimum possible frequency deviations F ave, satisfies the values And = 7; Cd = 45 (F np = = 44.445 KHz), and the second mode, which provides the minimum deviation in the number of read points of the signal, satisfies the values And = 9; Kd = 58, which corresponds to F CR = 69 KHz and M = 16.
Указанные режимы и условия выбора коэффициента деления ДПКД 8 определя ют алгоритм работы вычислительного блока 5. При этом значения частоты сиг55 нала находятся с помощью цифрового измерителя 4 частоты, а программа вычислений и значенияГпрмин .F^axe хранятся в запоминающем блоке 6. Для ускорения поиска необходимых коэффициентов деления ДПКД 8, обеспечивающих минимальное отклонение преобразованной частоты относительно номинальной, их значения для определенных поддиапазонов частоты 5 сигнала могут быть вычислены предварительно и записаны в запоминающем блоке 6. Функции вычислительного блока 5 в этом случае сводятся к слежению за частотой сигнала, принятию решения о необходимости изменения Кд, выборке его значения из запоминающего блока 6 и занесения ДПКД 8.The indicated modes and conditions for the selection of the division coefficient of the DPKD 8 determine the operation algorithm of the computing unit 5. In this case, the signal frequency 55 is found using a digital frequency meter 4, and the calculation program and the values of п r min. F ^ ax are stored in the storage unit 6. For acceleration of the search for the necessary division coefficients of the DPKD 8, providing the minimum deviation of the converted frequency relative to the nominal, their values for certain sub-bands of the frequency 5 of the signal can be pre-calculated and recorded in the storage unit 6. The functions of the computing unit 5 in this case are reduced to monitoring the signal frequency, deciding whether to change the CD, selecting its value from the storage unit 6 and entering the DPKD 8.
Сигналы преобразованной частотыF^p с выходов стробопреобразователей 1 и 2 поступают на входы низкочастотного из мерителя 3 разности фаз. Измеряемый им фазовый сдвиг соответствует фазовому сдвигу между сигналами, действующими на входе фазометра. 20The signals of the converted frequency F ^ p from the outputs of the gate converters 1 and 2 are fed to the inputs of the low-frequency phase difference meter 3. The phase shift measured by it corresponds to the phase shift between the signals acting at the input of the phase meter. 20
Работа вычислительного блока 5 и цифрового измерителя 4 частоты синхронизируются с работой низкочастотного ‘ измерителя 3 разности фаз. При этом в зависимости от типа этого измерителя 25 и решаемой задачи возможно управление как со стороны вычислительного блока 5, запрещающего, например, выдачу измерительной информации на регистрирующийThe operation of the computing unit 5 and the digital frequency meter 4 are synchronized with the operation of the low-frequency meter 3 of the phase difference. Moreover, depending on the type of this meter 25 and the problem to be solved, it is possible to control both from the side of the computing unit 5, which prohibits, for example, the issuance of measurement information to the recording
I блок измерителя 3 на время перестройки 30 .ДПКД 8, либо управление со стороны измерителя 3, разрешающего перестройку ДПКД 8 в паузах между циклами измерения. Кроме того, при использовании обоих боковых частот преобразования, рас- 35 ширяющих область возможных значений частот сигнала, не требующих перестанов— ки ДКЙП 8, вычислительный блок 5 выдает соответствующую информацию на низкочастотный измеритель 3 разности фаз с 40 целью учета знака результата измерения.I block of meter 3 for the time of adjustment 30. DPKD 8, or control from the side of meter 3, allowing the adjustment of DPKD 8 in the pauses between measurement cycles. In addition, when using both side conversion frequencies, expanding the range of possible signal frequencies that do not require DCYPE 8 permutation, the computing unit 5 provides the corresponding information to the low-frequency meter 3 of the phase difference with 40 in order to take into account the sign of the measurement result.
Таким образом, благодаря введению новых элементов и связей повышается быстродействия фазометра со стробоскопическим преобразованием и полностью 45 автоматизируется процесс измерения. Время, необходимое на начальную установку требуемой частоты стробирования, определяется временем измерения цифрового измерителя частоты, которое может быть выбрано в зависимости от диапазона рабочих частот, равным (0,01-0,001)с и быстродействием вычислительного и запоминающего блоков 5 и 6, которое в режиме выборки предварительно вычисленных значений коэффициентов деления ДПКД 8 составляет единицы - десятки микросекунд. В известном устройстве время поиска и захвата кольца ФАПЧ при априорно известном поддиапазоне частоты сигнала достигает единиц десятков секунд, а при неизвестной час10 тоте сигнала к этому добавляется также _ время на ручной поиск соответствующего поддиапазона. В предлагаемом фазометре выбор частоты стробирования и контроль . за текущим значением частоты сигнала 15 осуществляется автоматически. С помощью вычислительного блока синхронизируется работа всех узлов фазометра. Здесь также исключается опасность преобразования на гармониках частоты сигнала, связанная с появлением грубых погрешностей, легко реализуется измерение на нижней и верхней боковых частотах.Thus, thanks to the introduction of new elements and connections, the speed of the phase meter with stroboscopic conversion is increased and the measurement process is fully automated 45. The time required for the initial installation of the required sampling frequency is determined by the measurement time of the digital frequency meter, which can be selected depending on the operating frequency range equal to (0.01-0.001) s and the speed of the computing and storage units 5 and 6, which is in the mode the sample of pre-calculated values of the division coefficients of the DPKD 8 is unity - tens of microseconds. In the known device, the search and capture time of the PLL ring with an a priori known subband of the signal frequency reaches several tens of seconds, and with an unknown frequency of the signal, the time for manual search of the corresponding subband is also added to this. In the proposed phase meter, the selection of the sampling frequency and control. after the current value of the signal frequency 15 is carried out automatically. Using the computing unit, the operation of all nodes of the phase meter is synchronized. It also eliminates the danger of conversion at harmonics of the signal frequency associated with the appearance of gross errors, it is easy to measure at the lower and upper side frequencies.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813277672A SU969675A1 (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Phase meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813277672A SU969675A1 (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Phase meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU969675A1 true SU969675A1 (en) | 1982-10-30 |
Family
ID=20954105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813277672A SU969675A1 (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 | Phase meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU969675A1 (en) |
-
1981
- 1981-04-20 SU SU813277672A patent/SU969675A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4651089A (en) | Frequency counting arrangement | |
SU969675A1 (en) | Phase meter | |
US2452960A (en) | Method and apparatus for indicating frequency coincidence between alternating currents or voltages | |
US3501695A (en) | Resonance measuring apparatus utilizing the sideband signals of an fm-test signal for feedback control | |
SU750389A1 (en) | Device for measuring q-factor of oscillatory circuit | |
SU960725A1 (en) | Device for determination of resonance characteristic frequency and quality factor | |
SU777639A1 (en) | Time and frequency standard | |
RU1799474C (en) | Spectrum analyzer | |
SU920561A1 (en) | Harmonic coefficient meter | |
SU1129564A2 (en) | Signal-to-noise ratio meter | |
SU1734052A1 (en) | Autocorrelation meter of band-limited noise within the carrier environment | |
SU830257A1 (en) | Device for measuring noise of retunable self-excited oscillator | |
SU648915A1 (en) | Harmonic analyzer | |
SU892330A1 (en) | Frequency deviation meter | |
SU1709240A1 (en) | Method of measuring loop q-factor frequency detuning and device for | |
SU859942A1 (en) | Device for measuring frequency deviation | |
SU935806A1 (en) | Frequency meter | |
SU1737365A1 (en) | Resonator q-meter | |
SU1053018A1 (en) | Device for measuring amplitude-frequency response | |
SU1434299A1 (en) | Apparutus for measuring unbalance | |
SU1114969A1 (en) | Harmonic analyzer | |
SU1100592A1 (en) | High-frequency signal level calibrator | |
SU788042A1 (en) | Device for determining phase-frequency errors of broad-band voltage dividers | |
SU773518A1 (en) | Apparatus for measuring astable phase and frequency of electric signal | |
SU954896A1 (en) | Device for measuring capacity or inductivity increment |