Цифровой автокомпенсационный фазометр — SU 1084697 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 469 19) (Н): 3(50 6 01 Я 25 0 нн ИЗОБРЕ ИДЕТ ЕЛЬСТВУ ПИСА ВТОРСКОМУ СВ чук,д ия)веа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(54)(57) ЦИФРОВОЙ АВТОКОЯПЕНСАЦИОН-НЬЯ ФАЗОМЕТР, содержащий генераторимпульсов, к выходу которого подключен счетчик, отсчетный блок, дваканала, каждый из которых содержитиндикатор нулевого фазового сдвигаи соединенный с его выходом реверсивный счетчик, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения быстроизменяющихсяфазовых сдвигов при наличии помех,в него введены селективный цифровойфазовращатель, синхронный фильтр,сумматор, причем первый вход устройства соединен с входом синхронногофильтра, выхсщ которого подключенк сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига первого канала,тактовый вход реверсивного счетчикаэтого канала соединен с одним извыходов счетчика, а его выходы раз.рядов подключены к одним из входовсумматора, вторые входы которогосоединены с выходами разрядовсчетчика, второй вход устройства соединен с входом селективного цифрового фазовращателя, выход которогоподключен к сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига второго канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединенс одним из выходов счетчика, выходыразрядов реверсивного счетчика подключены к управляющим входам селективного цифрового фазовращателя иотсчетному блоку, а выход сумматораподсоединен к опорным входам индикаторов нулевого фазового сдвига обоихканалов.Изобретение относится к фазоизмерительной технике,Известен компенсационный фазометр с использованием образцовых фазовращателей и индикаторов нулевого фазового сдвига, содержащий входные блоки, смесители, гетеродин с системой фазовой автоподстройки частоты, фильтры нижних частот Г 1 3Однако данный Фазометр характеризуется необходимостью применения 10 фазовах детекторов, выполняющих операцию перемножения двух аналоговых входных сигналов, в качестве индикатора нулевого фазового сдвига, причем точность выполнения этой опера ции вносит основной вклад в погрешность измерений, и составляет величину 1 о 5 о 60 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой антокомпенсационный фазометр, содержащий два идентичных канала, состояших из последовательно соединенных входных формирователей и индикаторов нулевого фазового сдвига, выходы которых соединены с ренерсивными счетчиками. Выходы ренерсинных счетчиков подключены к счетчикам (пересчетным блокам), выходы которых, в сною очередь, подключены к опорным входам индикаторов нулевого Фазового сдвига, а входы подсоЕдинены к генератору импульсов, Отсчетный блок присоединен к выходам разрядов одного из счетчиков через регистр памяти Г 21.35Недостатком известного Фазометра является зависимость его динамической погрешности от помехоустойчивос" ти,причем, чем меньше динамическая погрешность,тем ниже помехоустойчиг 40 вость и наоборот.Цель изобретения - повышение точности измерения быстроизменяющихся Фазовых сдвигов при наличии помех,Поставленная цель достигается 45 тем, что н цифровой автокомпенсационный фазометр, содержащий генератор импульсов, к выходу которого подключен счетчик, отсчетный блок, два канала, каждый из которых содержит индикатор нулевого фазового сдвига и соединенный с его ныходом реверсивныи счетчик, введены селективный цифронОЙ Фазовращатель, синхронный Фильтр, сумматор, причем первый вход устройства соединен с входом синхронного фильтра, выход которого подключен к сигнальному входу индикатора нулевого .Фазового сдвига первого канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен с одним из выходов счетчика, а его выходы разрядов подключены к одним из входов сумматора, вторые входы которого соединены с выходами разрядов счетчика, второй вход устройства соединен с входом селективного цифрового Фазовращателя, выход которого подключен К .сигнальному входу индикатора нулевого фазового сдвига второго канала, тактовый вход реверсивного счетчика этого канала соединен содним из выходов счетчика, выходы разрядов реверсивного счетчика подключены к управляющим входам селектинного цифрового фазонращателя и отсчетному блоку, а выход сумматора подсоединен к опорным входам индикаторов нулевого фазового сдвига обоих каналов.На чертеже изображена структурная схема цифрового автокомпенсационного фазометра.Устройство содержит синхронный фильтр 1, индикатор 2 нулевого фазового сдвига, реверсивный счетчик 3, счетчик 4, генератор 5 импульсов, сумматор б, селективный цифровой Фазовращатель 7, индикатор 8 нулевого Фазового сдвига, реверсинный счетчик 9, отсчетный бг.ок 10. Вход первого канала подключен к синхронному фильтру 1, выход которого соединен с индикатором 2 нулевого фазового сдвига, а выход последнего подключен к управляющему входу реверсивного счетчика 3, тактовый вход которого присоединен к одному из выходов счетчика 4, тактовый вход счетчика 4 подключен к генератору 5 импульсов, Выходы разрядов реверсивного счетчика 3 и счетчика 4 соединены с соответствующими входами сумматора б, Вход второго какала подключен к селективному циФровому фазовращателю 7, выход которого соединен с индикатором 8 нулевого фазоного сдвига, а выход последнего соединен с управляющим входом реверсивного счетчика 9,тактовый вход которого соединен с одним из выходов счетчика 4. Выходы разрядов реверсивного счетчика 9 подключены к одноименным управляющим входам селективного цифрового фазовращателя 7 и входам отсчетного блока 10.Устройство работает следующим образом.Один из двух входных сигналов,разность фаз между которыми измеряется, поступает на вход первого канала синхронный фильтр, осушествляющий Фильтрапию сигнала без внесения фазового сдвига. Выходной сигнал синхронного фильтра 1 подается на вход индикатора 2 нулевого фазового сдвига, на опорный вход которого поступает прямоугольное колебание компен-. сирующего сигнала с выхода сумматора б. На одни входы сумматора 6 подается текущий код со счетчика 4, а надругие - код с выходов реверсивного счетчика 3. На тактовый вход счетчика 4 поступает сигнал с выхода генеЗаказ 1990/39 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент., г. Ужгород,; ул. Проектная,4 ратора 5 импульсов, а на тактовыйвход реверсивного счетчика 3 - импульсы с одного из выходов счетчика4. Сигнал ошибки компенсации с выхо-.да индикатора 2 нулевого фазовогосдвига подается на вход управлениясчетом реверсивного счетчика 3, Взависимости от знака ошибки происходит увеличение или уменьшение числав.реверсивном счетчике 3. Код числареверсивного счетчика 3 суммируетсяс текущим кодом счетчика 4 в сумматоре б, изменяя тем самым фазувыходного прямоугольного колебаниякомпенсирующего сигнала. Таким образом, в первом канале будет устанавливаться квазиравновесное состояние,среднее положение которого соответствует точке равновесия. Аналогичнымобразом устанавливается равновесиево втором канале. Второй входнойсигнал фазометра поступает на входселективного цифрового фазовращателя7, который наряду с фильтрацией входного сигнала осуществляет заданноеизменение начальной фазы последнего,Выходной сигнал селективного цифрового, фазовращателя 7 подается на входиндикатора 8 нулевого фазового сдвига, на опорный вход которого посту-пает прямоугольное колебание с выхода сумматора б, являющееся компенсирующим в первом канале фазометра.Сигнал ошибки компенсации фазы вовтором канале, вырабатываемыйиндикатором 8 нулевого фазовогосдвига,.подается с его выхода навход управления счетом реверсивного.счетчика .9, на тактовый вход которого поступают импульсы с одного извыходов счетчика 4, В зависимости от знака ошибки компенсации фазы вовтором канале происходит увеличениеили уменьшение числа в реверсивномсчетчике 9. Код числа этого счетчикапоступает с выходов его разрядовна соответствующие разряды входовуправления селективного цифровогофаэовращателя 7 и входы отсчетногоблока 10, При изменении кода на управляющих входах селективного цифро" ) вого фазовращателя 7 происходит изменение вносимого им фазового сдвига.между входным и выходным сигналами до наступления квазиравновесногосостояния, равновесная точка которо го соответствует кемпенсации фазовогосдвига между измеряемыми сигналами.Таким образом, выходной код реверсивного счетчика 9 соответствует измеряемой разности фаэ, в результате 0 измерений индицируется отсчетнымблоком 10. В предлагаемом устройстве помехоустойчивость обеспечивается селектив 25 ными свойствами синхронного фильтраи селективного фазовращателя, АЧХкоторых может быть согласована соспектром сигналов,и, следовательно,осуществлена оптимальная фильтрация,3 п дающая прецельно достижимое улучшениеотношения сигнал/помеха. В то жевремя работа фаэометра в кваэиуравновешенном состоянии значительно (нанесколько, порядков) увеличивает ско 5 рость компенсации, а следовательно,в равной степени снижает дикамическую погрешность измерения, что позволяет с высокой точностью измерятьфазовые сдвиги быстропротекающих про, цессов,