[go: up one dir, main page]

SU1368807A1 - Digital phase meter - Google Patents

Digital phase meter Download PDF

Info

Publication number
SU1368807A1
SU1368807A1 SU864096941A SU4096941A SU1368807A1 SU 1368807 A1 SU1368807 A1 SU 1368807A1 SU 864096941 A SU864096941 A SU 864096941A SU 4096941 A SU4096941 A SU 4096941A SU 1368807 A1 SU1368807 A1 SU 1368807A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
output
outputs
register
input
Prior art date
Application number
SU864096941A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Олегович Крыликов
Владимир Алексеевич Верстаков
Сергей Евгеньевич Ахулков
Игорь Александрович Лапинский
Дмитрий Леонидович Преснухин
Original Assignee
Московский институт электронной техники
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 Московский институт электронной техники filed Critical Московский институт электронной техники
Priority to SU864096941A priority Critical patent/SU1368807A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1368807A1 publication Critical patent/SU1368807A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано при создании высокоточных преобразователей фаза - код дл  управл ющих цифровых вычислительных систем. Цель изобретени  - повышение точности измерени  при высокой скорости изменени  сдвига фаз входных сигналов. Фазометр содержит формирователи 1,2,The invention can be used to create high-precision phase-to-code converters for control digital computing systems. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy at a high rate of change in the phase shift of the input signals. The phase meter contains the formers 1,2,

Description

ЭДтрЙ тEdtr t

I J I j

. i. i

СЛSL

соwith

Oi 00Oi 00

00 о 00 about

Фиг.11

13681368

8-11 импульсов, инвертор 12, сдвиговый регистр 13, умножитель 14 частоты, ключи 15 - 18 и 31, триггеры 19 - 21, управл емые инверторы 22 и 23, генератор 24 тактовых импульсов , блок 27 синхронизации, элемент ИЛИ 28, счетчики 29 и 32, п-разр д- ные регистры 30, (п-1)-разр дные инверторы 33 и 2п-разр дный мультиплексор 36. Благодар  введению второго (п-1)-разр дного инвертора 33, 2п- разр дного мультиплексора 34, 2п-разр дного сумматора 35 и 2п-разр дных регистров 37 и 38 становитс  возможным путем вычислени  функции Ср ор ; производить операид1ю алгебраического суммировани  над промежуточными результатами измерений сдвига фаз входных сигналов. Это эквивалентно увеличению времени измерени  с сохранением однозначности и непрерывности фазовой характеристики, а следовательно , без грубых ошибок в результате измерени . 3 ил.8-11 pulses, inverter 12, shift register 13, frequency multiplier 14, keys 15-18 and 31, triggers 19-21, controlled inverters 22 and 23, oscillator 24 clock pulses, synchronization unit 27, OR element 28, counters 29 and 32, p-bit registers 30, (p-1) -disk inverters 33 and 2n-bit multiplexer 36. By introducing a second (p-1) -disk inverter 33, 2n-bit multiplexer 34 The 2p-bit adder 35 and 2p-bit registers 37 and 38 is made possible by calculating the function Cpop; produce an algebraic sum operator over the intermediate measurements of the phase shift of the input signals. This is equivalent to an increase in the measurement time while preserving the uniqueness and continuity of the phase characteristic, and, therefore, without gross errors as a result of the measurement. 3 il.

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти применение при создании цифровых фазометров повышенной точности, а также высокоточных преобразователей фаза - код дл  управл ющих цифровых вычислительных систем.The invention relates to a measurement technique and can be used to create high-precision digital phase meters, as well as high-precision phase to code transducers for control digital computing systems.

Цель изобретени  - повышение точности измерений при высокой скорости изменени  сдвига фаз входных сигналовThe purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements at a high rate of change in the phase shift of the input signals.

На фиг. 1 приведена блок-схема фазометра; на фиг. 2 - фазовые характеристики известного (сплошна  лини ) и предлагаемого (штрихпунктирна  лини ) фазометров; на фиг. 3 - блок-схема блока синхронизации.FIG. 1 shows a block diagram of a phase meter; in fig. 2 - phase characteristics of the known (solid line) and the proposed (dash-dotted line) phase meters; in fig. 3 is a block diagram of a synchronization unit.

Цифровой фазометр содержит первый и второй формирователи 1 и 2 импульсов , причем первый формирователь 1 импульсов состоит из последовательно соединенных первого усилител -ограничител  3, первого компаратора 4 и формировател  5, второй формирователь 2 импульсов содержит последовательно соединенные второй усилитель- ограничитель 6 и второй компаратор 7, третий 8, четвертый 9, п тый 10 и шестой 11 формирователи импульсов, инвертор 12, сдвиговый регистр 13, умножитель 14 частоты, первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 ключи, второй, первый и третий триггеры 19-21, первый и второй управл емые инверторы 22 и 23, генератор 24 тактовых импульсов, состо гдий из формировател  25 последовательностей импульсов и генератора 26, блок 27The digital phase meter contains the first and second shaper 1 and 2 pulses, the first shaper 1 of the pulses consisting of the first amplifier limited in series 3, the first comparator 4 and the shaper 5, the second pulse shaper 2 contains the second amplifier 6 terminally connected in series and the second comparator 7 , third 8, fourth 9, fifth 5 and sixth 11 pulse shapers, inverter 12, shift register 13, frequency multiplier 14, first 15, second 16, third 17 and fourth 18 keys, second, first and third rigger 19-21, first and second controllable inverters 22 and 23, the oscillator 24 clock pulse shaper consisting gdy of pulse sequences 25 and generator 26, the block 27

5 five

- -

5 five

00

синхронизации, элемент ШШ 28, первый счетчик 29, п-разр дный регистр 30, п тый ключ 31, дополнительный счетчик 32, (п-1)-разр дньв1 инвертор 33, первый мультиплексор 34, сумматор 35, второй мультиплексор 36, первый и второй 2п-разр дные регистры 37 и 38, причём выход компаратора 4 подключен к первому входу управл емого инвертора 22, второй вход которого соединен с выходом счетчика 32 и с вторым входом управл емого инвертора 23, выход формировател  5 соединен с первыми входами ключей 16 и 17, вторые входы которых подключены к второму входу ключа 31, входу сброса счетчика 29 и третьему выходу блока 27 синхронизации, третий вход ключа 16 соединен с выходом инвертора 12, вход которого соединен с третьим входом ключа 17 и выходом сдвигового регистра 13, выход компаратора 7 соединен с входом умножител  14 частоты, входами формирователей 10 и 11 и первым входом сдвигового регистра 13, второй вход которого соединен с выходом умножител  14 частоты , выход ключа 1Ь присоединен к первому входу триггера 19, второй вход которого соединен с выходом ключа 17, а выход триггера 19 - с первым входом ключа 31, выход последнего соединен с первым входом счетчика 32, второй вход которого св зан с дес тым выходом блока 27 синхронизации, выход инвертора 22 соединен с входами формирователей 8 и 9 импульсов.synchronization, element SHS 28, first counter 29, n-bit register 30, fifth key 31, additional counter 32, (n-1) -disp dnv1 inverter 33, first multiplexer 34, adder 35, second multiplexer 36, first and the second 2p-bit registers 37 and 38, and the output of the comparator 4 is connected to the first input of the controlled inverter 22, the second input of which is connected to the output of the counter 32 and to the second input of the controlled inverter 23, the output of the former 5 is connected to the first inputs of the keys 16 and 17, the second inputs of which are connected to the second input of the key 31, the reset input the counter 29 and the third output of the synchronization unit 27, the third input of the key 16 is connected to the output of the inverter 12, the input of which is connected to the third input of the key 17 and the output of the shift register 13, the output of the comparator 7 is connected to the input of the frequency multiplier 14, the inputs of the formers 10 and 11 and the first the input of the shift register 13, the second input of which is connected to the output of the frequency multiplier 14, the output of the key 1b is connected to the first input of the trigger 19, the second input of which is connected to the output of the key 17, and the output of the trigger 19 to the first input of the key 31, the output of the last socket Inonii to the first input of the counter 32, the second input of which is coupled to the output of a tenth sync block 27, the output of inverter 22 is connected to the input of the pulse 8 and 9.

выходы которых подключены к первым входам триггеров 20 и 21 соответственно , второй вход триггера 20 подключен к выходу формировател  11 импульсов и третьему входу ключа 31, выход триггера 20 соединен с первьм входом ключа 15, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 27 синхронизации и первым входом ключа 18, третий вход ключа 15 и второй вход ключа 18 соединены соответственно с первым и вторым выходами формировател  25 последовательностей импульсов, а третий вход ключа 18 - с выходом триггера 21, выход генератора 26 соединен с вторым входом блока 27 синхронизации и входом формировател  25 последовательностей импульсов, первый вход блока 27 присоединен к выходу формировател  10 импульсов, выходы ключей 15 и 18 соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ 28 соответственно, выхо элемента ИЛИ 28 - с входом счетчика 29, выходы которого с (т-п+1)-го по (т-1)-й соединены соответственно с входами с первого по (п-1)-й регистра 30, а т-й выход - с первым входом управл емого инвертора 23, выход которого подключен к п-му входу регистра 30, выходы регистра 30 с первого по (п-1)-й соединены с входами инвертора 33, вход записи регистра 30 св зан с первым выходом блока 27 синхронизации, выходы инвертора 33 подключены к первым (п-1) младшим разр дам мультиплексора 34, вторые входы которого соединены с выходами регистра 38, а первые входы разр дов с п-го по 2п-й св заны с выходом п-го разр да регистра 30, входы управлени  мультиплексора 34 соединены с четвертым и п тым выходами блока 27 синхронизации, первые входы сумматора 35 подключены к выходам мультиплексора 34, вторые - k выходам регистра 37, вход записи которого присоединен к дев тому выходу блока 27 синхронизации, первые входы мультиплексора 36 подключены к выхода с (п+1)-го по 2п-й разр дов сумматора 35, а вторые входы - к источнику нулевого логического уровн , входы регистра 38 соединены с выходами сумматора 35, вход записи регистра 38 св зан с шестым выходом блока 27 синхронизации, входы младших п разр дов регистра 37 св заны с вы0the outputs of which are connected to the first inputs of the trigger 20 and 21, respectively, the second input of the trigger 20 is connected to the output of the pulse driver 11 and the third input of the key 31, the output of the trigger 20 is connected to the first input of the key 15, the second input of which is connected to the second output of the synchronization unit 27 and the first the input of the key 18, the third input of the key 15 and the second input of the key 18 are connected respectively to the first and second outputs of the imaging unit 25 pulse sequences, and the third input of the key 18 is connected to the output of the trigger 21, the output of the generator 26 is connected to the second input The synchronization block 27 and the pulse generator sequence input 25, the first input of the block 27 is connected to the output of the pulse driver 10, the outputs of the keys 15 and 18 are connected to the first and second inputs of the OR element 28, respectively, the output of the OR element 28 is connected to the counter 29, the outputs of which The (t + 1) th to (t-1) -th are respectively connected with the inputs of the first through (p-1) th register 30, and the t-th output - with the first input of the controlled inverter 23, the output which is connected to the n-th input of the register 30, the outputs of the register 30 from the first to (n-1) -th connected to the inputs of the inverted Ora 33, the register entry input 30 is connected to the first output of synchronization unit 27, the outputs of inverter 33 are connected to the first (n-1) younger bits of multiplexer 34, the second inputs of which are connected to the outputs of register 38, and the first inputs of bits from n 2d through 2 are connected to the output of the nth register bit 30, the control inputs of the multiplexer 34 are connected to the fourth and fifth outputs of the synchronization unit 27, the first inputs of the adder 35 are connected to the outputs of the multiplexer 34, the second outputs are k outputs of the register 37, the input records which is attached to the virgin output of block 27 syn synchronization, the first inputs of the multiplexer 36 are connected to the output from (n + 1) -th to 2-th bits of the adder 35, and the second inputs to the source of the zero logic level, the inputs of the register 38 are connected to the outputs of the adder 35, the input of the register entry 38 connected to the sixth output of the synchronization unit 27, the inputs of the lower n bits of the register 37 are connected to the outputs

5five

ходами регистра 30, а входы старших разр дов - с выходами мультиплексора 36, входы управлени  которого соединены с седьмым и восьмым выходами блока 27.register moves 30, and the high-order inputs to the outputs of multiplexer 36, the control inputs of which are connected to the seventh and eighth outputs of block 27.

Блок 27 содержит ключ 39, счетчик 40, формирователь 41 импульсов, элемент ИЛИ 42, триггер 43, второй ключ 44, второй счетчик 45, инвертор 46, второй триггер 47, второй инвертор 48, третий триггер 49, третий ключ 50, второй формирователь 51 импульсов, делитель 52 частоты, третий счетчик 53, дешифратор 54, четвертый триггер 55, второй и третий элементы ИЛИ 56 и 57 и п тый триггер 58, причем первый вход счетчика 40 соединен с выходом ключа 39, первьй вход которого  вл етс  вторым входом блока 27 синхронизации и соединен с входом делител  52 частоты, второй вход счетчика 40 св зан с первым выходом триггера 47 и третьимBlock 27 contains a key 39, a counter 40, a pulse former 41, an OR element 42, a trigger 43, a second key 44, a second counter 45, an inverter 46, a second trigger 47, a second inverter 48, a third trigger 49, a third key 50, a second driver 51 pulses, frequency divider 52, third counter 53, decoder 54, fourth trigger 55, second and third elements OR 56 and 57, and fifth trigger 58, the first input of counter 40 connected to the output of key 39, the first input of which is the second input of the block 27 synchronization and is connected to the input of the divider 52 frequency, the second input of the counter 40 coupled to the first output of the flip-flop 47 and a third

5 вькодом блока 27 синхронизации, первый вход счетчика 45 подключен к первому входу триггера 47 и к выходу ключа 44, первый вход которого соединен с первым входом блока 27, а вто0 рой вход - с первым выходом триггера 43, первый вход элемента ИЛИ 42 подключен к входу Работа/Останов блока 27 синхронизации, а также к входу инвертора 48 и первому входу триггера 49, второй вход элемента ИЛИ 42 соединен с первым выходом блока 27 синхронизации и выходом формировател  41, вход которого соединен с выходом счетчика 40, выход элемента ИЛИ 42 подключен к вторым выходам счетчика 45, триггеров 47 и 43 и к дес тому выходу блока 27 синхронизации, первый вход триггера-43 подключен к первому выходу триггера 47, инвертор 465 in the code of the synchronization unit 27, the first input of the counter 45 is connected to the first input of the trigger 47 and to the output of the key 44, the first input of which is connected to the first input of the block 27, and the second input to the first output of the trigger 43, the first input of the element OR 42 is connected to input Work / Stop block 27 synchronization, as well as to the input of the inverter 48 and the first input of the trigger 49, the second input element OR 42 is connected to the first output of the block 27 synchronization and the output of the driver 41, the input of which is connected to the output of the counter 40, the output of the element OR 42 is connected to the second exits Meters withstand 45, flip-flops 47 and 43 and output to a tenth sync block 27, the first input-flop 43 is connected to the first output of the flip-flop 47, inverter 46

g включен между выходом счетчика 45 и третьим входом триггера 47, второй выход триггера 43 соединен с вторым выходом блока 27 и вторым входом ключа 39, выход инвертора 48 соединен с первым входом ключа 50, второй вход триггера 49 подключен к первому вхо- ду триггера 58 и входу Начало цикла блока 27, выход триггера 49 св зан с вторым входом ключа 50, выход которого соединен с первым входом счетчика 53 и первым входом триггера 55 через формирователь 51 импульсов, выход делител  52 частоты соединен с вторым входом счетчика 53, выходы ко5g is connected between the output of the counter 45 and the third input of the trigger 47, the second output of the trigger 43 is connected to the second output of the block 27 and the second input of the key 39, the output of the inverter 48 is connected to the first input of the key 50, the second input of the trigger 49 is connected to the first input of the trigger 58 and the start of the cycle of the block 27, the output of the trigger 49 is connected to the second input of the key 50, the output of which is connected to the first input of the counter 53 and the first input of the trigger 55 through the pulse shaper 51, the output of the frequency divider 52 is connected to the second input of the counter 53, the outputs of the co5

00

00

5five

торого подключены к дешифратору 5, первый и второй выходы последнего соединены с дев тым и шестым выходами блока 27, третий выход подключен к второму входу триггера 55, третий вход которого соединен с четвертым выходом дешифратора 54, вторым входо триггера 58 и третьим входом счетчика 53, первьй и второй выходы триг- гера 55 соединены с первыми входами элементов ИЛИ 56 и 57 соответственно первый выход триггера 58 св зан с вторыми входами элементов ИЛИ 56 и 5 и седьмым выходом блока 27, второй выход - с восьмым выходом блока 27, выходы элементов ИЛИ 56 и 57 соединены с четвертым и п тым выходами блока 27.the first and second outputs of the latter are connected to the ninth and sixth outputs of block 27, the third output is connected to the second input of the trigger 55, the third input of which is connected to the fourth output of the decoder 54, the second input of the trigger 58 and the third input of the counter 53, The first and second outputs of trigger 55 are connected to the first inputs of the OR 56 and 57 elements, respectively, the first output of the trigger 58 is connected to the second inputs of the OR 56 and 5 elements and the seventh output of block 27, the second output to the eighth output of block 27, the outputs of the OR elements 56 and 57 with are united with the fourth and fifth outputs of block 27.

Цифровой фазометр работает следую щим образом.The digital phase meter operates as follows.

Синусоидальные или пр моугольные напр жени  X, и Х подаютс  на первы и второй формирователи 1 и 2 импульсов , причем напр жение Х  вл етс  опорным.Sinusoidal or rectangular voltages X, and X are applied to the first and second formers of 1 and 2 pulses, with the voltage X being the reference.

Входные сигналы, пройд  через первый и второй усилители-ограничители 3 и 6, усиливаютс  и симметрично ограничиваютс  по амплитуде. С по- мощью первого и второго компараторов 4 и 7 происходит преобразование входных сигналов в напр жение пр моугольной формы с уровн ми, совместимыми с используемой серией микросхемThe input signals, having passed through the first and second limiting amplifiers 3 and 6, are amplified and symmetrically limited in amplitude. Using the first and second comparators 4 and 7, the input signals are converted into square voltage with levels compatible with the series of chips used.

Полньш диапазон значений измер емого сдвига фаз Ц разбиваетс  на дв области: 0±90° и 180190°.The full range of values of the measured phase shift C is divided into two areas: 0 ± 90 ° and 180190 °.

Начальное значение сдвига фаз, определ ющее, в какую из областей по падает i( , находитс  путем усреднени  в течение нескольких периодов входных сигналов в интервале подготовки , когда блок 27 синхронизации снимает блокировку ключей 16 и 17, одновременно сбрасыва  счетчик 29. Ключи 15 и 18 в этот момент заблокированы .The initial value of the phase shift, which determines which region i falls into (, is found by averaging over several periods of input signals in the preparation interval when the synchronization unit 27 removes the key lock 16 and 17, simultaneously resetting the counter 29. Keys 15 and 18 at this moment blocked.

Формирователь 5 выдает короткий импульс в момент по влени  переднего фронта сигнала Х. Этот импульс попадает на первые входы ключей 16 и 17, на третьи входы которых с выхода сдвигового регистра 13 подаетс  сигнал X., сдвинутый на 1/4 периода, причем на ключ 16 - через инвертор 12. На тактовый вход сдвигового регистра 13 поступают импульсы с частотой следовани  f, сформированные умножителемThe shaper 5 produces a short pulse at the moment when the leading edge of the X signal appears. This pulse hits the first inputs of keys 16 and 17, the third inputs of which are outputted from the output of the shift register 13 are given a signal X. shifted by 1/4 of the period, and the key 16 - via inverter 12. Pulse with pulse frequency f, generated by multiplier, are sent to clock input of shift register 13

14 из сигнала Х, причем,, если 5, 16, то выходом сдвигового регистра 13 служит выход четвертого его разр да. В этом случае колебани  границ областей происход т в пределах 1/16 периодов входных сигналов независимо от частоты fg, и практически не оказывают вли ни  на точность измерени . Если q , находитс  в первой области, импульс, пройд  через ключ 16, попадает на первый вход триггера 19. При нахождении tf во второй области импульс попадает на второй вход триггера 19, который запоминает начальное значение сдвига фаз, определ емое в течение одного периода входных сигналов. На первый вход счетчика 32, в котором происходит усреднение начального значени  сдвига фаз, предварительно установленного в нулевое состо ние сигналом с дес того выхода блока 27 синхронизации, через ключ 31 поступают импульсы с формировател  11 в течение интервала подготовки, определ емого блоком 27, при условии наличи  логической единицы на выходе триггера 19. Число периодов входных сигналов, вход щих в интервал подготовки, равно 2 , где k - количество разр дов счетчика 32. Если начальное значение сдвига фаз, соответствующее логической единице на выходе триггера 19, больше чем в половине периодов входных сигналов , вход щих в интервал подготовки, на выходе счетчика 32 по вл етс  логическа  единица, что свидетельствует о нахождении ср„ во второй области (вблизи точки разрыва фазовой характеристики ) .14 from signal X, and, if 5, 16, then the output of the shift register 13 is the output of its fourth bit. In this case, oscillations of the boundaries of the regions occur within 1/16 of the periods of the input signals, regardless of the frequency fg, and practically do not affect the measurement accuracy. If q is in the first region, the pulse passing through the key 16 hits the first input of the trigger 19. When tf is in the second region, the pulse hits the second input of the trigger 19, which remembers the initial value of the phase shift determined during one period of the input signals. At the first input of the counter 32, in which the initial value of the phase shift, previously set to the zero state by the signal from the tenth output of the synchronization unit 27, is averaged, the key 31 receives pulses from the generator 11 during the preparation interval defined by the unit 27, provided the presence of a logical unit at the output of the trigger 19. The number of periods of the input signals included in the preparation interval is 2, where k is the number of bits of the counter 32. If the initial value of the phase shift corresponding to the logical unit At the output of the trigger 19, more than half of the periods of the input signals entering the preparation interval, a logical unit appears at the output of the counter 32, which indicates that cf is in the second region (near the point of discontinuity of the phase characteristic).

По окончании интервала подготовки происходит измерение. При этом, если Cpj( находитс  в первой области, сигнал X, проходит через управл емый инвертор 22 без инверсии и попадает на входы формирователей 8 и 9. Сигнал Х попадает на входы формирователей 10 и 11. Формирователи 8 и 10 вырабатывают импульсы, прив занные к передним фронтам сигналов X и Х, а формирователи 9 и 11 - к задним фронтам Триггеры 20 и 21 формируют фазовые интервалы и управл ют ключами 15 и 18, которые в этот момент разблокированы . На вторые входы ключей 15 и 18 с выходов генератора 24 тактовых импульсов поступают последовательности счетных импульсов, сдвинутых поAt the end of the preparation interval, the measurement takes place. In this case, if Cpj (is in the first region, signal X, passes through controlled inverter 22 without inversion and hits the inputs of drivers 8 and 9. Signal X hits the inputs of drivers 10 and 11. The drivers 8 and 10 produce pulses bound to the leading edges of the signals X and X, and the drivers 9 and 11 to the leading edges of the Triggers 20 and 21 form phase intervals and control the keys 15 and 18, which are unlocked at this moment. On the second inputs of the keys 15 and 18 from the generator outputs 24 clock pulses are received by a sequence of countable impu sov, shifted

713713

фазе на 180° друг относительно друга. Пройд  через ключи 15 и 18, эти последовательности попадают на элемент ИЛИ 28 и далее на тактовый вход счет- чика 29.180 ° phase relative to each other. Passing through the keys 15 and 18, these sequences fall on the element OR 28 and further on the clock input of the counter 29.

По окоь чании интервала измерени  блок 27 синхронизации блокирует ключи 15 и 18 и БЬфабатывает строб записи содержимого счетчика 29 в выходной регистр 30. Если Cf, находитс  в первой области, то старший разр д выходного кода N передаетс  через инвертор 23 без инверсии.By the measurement interval, the synchronization unit 27 blocks the keys 15 and 18 and by storing the write strobe of the contents of the counter 29 into the output register 30. If Cf is in the first area, then the most significant bit of the output code N is transmitted through inverter 23 without inversion.

С началом ближайшего периода опор- ного сигнала происходит следующий цикл измерени , при этом, если cf, находитс  во второй области, сигнал X, инвертируетс  управл емьц инвертором 22, что эквивалентно внесению до- полнительного фазового сдвига на 180 Дл  компенсации внесенного фазового сдвига старший разр д кода N,, инвертируетс  инвертором 23.With the beginning of the nearest reference signal period, the next measurement cycle occurs, while if cf is in the second region, signal X is inverted by the control of inverter 22, which is equivalent to introducing an additional phase shift of 180 ° C to compensate for the introduced phase shift. The d code N ,, is inverted by inverter 23.

Часть цифрового фазометра, в кото- рой происходит накапливание информации , состо ща  из инвертора 33, сумматора 35, мультиплексоров 34 и 36 и регистров 37 и 38, работает начина  с второго периода сигнала Рабо- та/Останов, счита  с момента приема блоком 27 сигнала Начало цикла.The part of the digital phase meter, in which information is accumulated, consisting of inverter 33, adder 35, multiplexers 34 and 36, and registers 37 and 38, starts from the second period of the Work / Stop signal, counting Start the cycle.

Во втором периоде сигнала Работа /Останов код с выхода регистра 30 поступает на входы п младших разр - дов регистра 37. На входы старших разр дов регистра 37 поступает уровень логического нул , так как во второй период сигнала Работа/Останов подключены вторые входы мульти- плексора 36. Блок 27 вьфабатывает сигнал записи в регистр 37. Число, записанное в регистр 37, поступает на вторые входы сумматора 35, на первые входы которого поступает уро- вень логического нул , так как мультиплексор ЗА заблокирован сигналами, вьфабатываемыми блоком 27. Таким образом , с выхода сумматора 35 на входы регистра 38 поступает число с вы- хода регистра 30, сложенное с нулем. Блок 27 вьфабатьшает сигнал записи в регистр 38.In the second period of the Run / Stop signal, the code from the output of register 30 is fed to the inputs of the lower bits of register 37. The inputs of the higher bits of register 37 receive the logical zero level, since in the second period of the Run / Stop signal, the second inputs of the multiplexer are connected 36. Block 27 transmits the write signal to register 37. The number recorded in register 37 goes to the second inputs of the adder 35, the first inputs of which receive the logical zero level, since the multiplexer FOR is blocked by signals output by the block 27. Thus azom, output from the adder 35 to the inputs of the register 38 is supplied with the number of output register 30, folded to zero. Block 27 vfabatas the signal recording in the register 38.

В третьем и последующих лериодах сигнала Работа/Останов мультиплексор 36 переключаетс  в положение, при котором возможно прохождение информации с выхода сумматора 35 на входы регистра 37. На вторые входыIn the third and subsequent leriods of the Run / Stop signal, multiplexer 36 switches to a position where information can be passed from the output of the adder 35 to the inputs of the register 37. To the second inputs

5 five

5 0 50

s 0 5 Q s 0 5 Q

5five

7B

(п-1) младших разр дов мультиплексора 34 поступает инвертированный сигнал с выходов (п-1) младших разр дов регистра 30, а на входы (п+1) старших разр дов - значение п-го разр да с выхода регистра 30. Этот код поступает на первые входы сумматора 35, так как блок 27 подключает первые входы мультиплексора 34. На вторые входы сумматора с выхода регистра 37 поступает код, соответствующий значению сдвига фаз, измеренному в предыдущем периоде измерени . На выходе сумматора 35 образуетс  код, соответствующий значению(n-1) low-order bits of multiplexer 34 receives an inverted signal from the outputs (n-1) of lower-order bits of register 30, and the inputs (n + 1) of high-order bits receive the value of the n-th bit from the output of register 30. This the code goes to the first inputs of the adder 35, since block 27 connects the first inputs of the multiplexer 34. The code corresponding to the value of the phase shift measured in the previous measurement period is fed to the second inputs of the adder from the output of register 37. At the output of the adder 35, a code is generated corresponding to the value

,м;+ + пор ;-, , (1) п старших разр дов которого поступают на входы п старших разр дов регистра 37., m; + + then; -,,, (1) the most significant bits of which are received at the inputs of the most significant bits of the register 37.

Блок 27 синхронизации обеспечивает формирование строба записи в регистр 37. Таким образом, в регистре 37 оказываетс  число, соответствующееThe synchronization unit 27 provides for the formation of a recording strobe in register 37. Thus, in register 37, the number corresponding to

(-Я и.мГ- -Ч «р;- FFOO+tp,,; . (2)(-I i.MG- -CH "p; - FFOO + tp ,,;. (2)

Далее мультиплексор 34 переключаетс  в противоположное положение, и на первые входы сумматора 35 поступает код, соответствующий накопленному результату измерени  в предыдущих циклах с выхода регистра 38. На вторые входы сумматора 35 поступает код с выхода регистра 37. На выходе сумматора образуетс  код, которьй записываетс  в регистр 38 благодар  стробу записи, вырабатываемому блоком 27.Next, the multiplexer 34 switches to the opposite position, and the code corresponding to the accumulated measurement in the previous cycles from the output of the register 38 goes to the first inputs of the adder 35. The code from the output of the register 37 enters the second inputs of the adder 35. At the output of the adder, a code is generated that is written to register 38 due to the recording strobe produced by block 27.

Таким образом, в регистре 38 оказываетс  записанным число в соответ- вии с формулой (2).Thus, in register 38, the number appears in accordance with formula (2).

Блок 27 синхронизации работает следукнцим образом.The synchronization unit 27 operates in the following manner.

Перед началом работ подаетс  сигнал Начало цикла. При этом на входе Работа/Останов должна быть логическа  единица. Така  комбинаци  си1-Before work begins, a start of cycle signal is given. In this case, the Work / Stop input must be a logical one. Such a combination is

налов обеспечивает установку всех триггеров, кроме триггера 55, и счетчиков , кроме счетчика 53, в нулевое состо ние. При по влении на входе Работа/Останов нулевого уровн  первым импульсом с выхода формировател  10 через ключ 44 взводитс  триггер 47, при этом начинаетс  интервал подготовки.The bank ensures that all triggers, except trigger 55, and counters, except counter 53, are set to the zero state. When a zero level appears at the Work / Stop input, the trigger 47 is energized by the first impulse from the output of the driver 10 and the preparation interval begins.

Импульсы с выхода формировател  10, проход щие через ключ 44, подсчитываютс  счетчиком 45, число разр довThe pulses from the output of shaper 10 passing through key 44 are counted by counter 45, the number of bits

которого равно К. При накоплении счетчиком 45 2 импульсов на его выходе по вл етс  логический ноль, который через инвертор 46 сбрасывает триггер 47, при этом взводитс  триггер 43, интервал подготовки заканчиваетс , и начинаетс  интервал измерени . Длительность интервала измерени  определ етс  врем задающим счетчиком 40, на тактовый вход которого через ключ 39 поступают импульсы с выхода генератора 26 импульсов. Формирователь 41 по окончании интервала измерени  вырабатывает короткий импульс , служащий стробом записи в регистр 30 и проход щий через элемент ИЛИ 42, сбрасывающий триггер 43.which is equal to K. When the counter 45 accumulates 2 pulses, a logical zero appears at its output, which through inverter 46 resets trigger 47, trigger 43 is activated, the preparation interval ends and the measurement interval begins. The duration of the measurement interval is determined by the time of the setting counter 40, to the clock input of which, via the key 39, impulses are received from the output of the generator 26 of pulses. The shaper 41, at the end of the measurement interval, produces a short pulse that serves as a write gate to the register 30 and passes through the OR 42 element, resetting the trigger 43.

При этом первый интервал изме рени  заканчиваетс . По переднему фрон- 20 раического суммировани  над промежуту сигнала Работа/Останов (т.е. при возврате сигнала Работа/Останов в единичное состо ние) взводитс  триггер 49 и тем самым разрешаетс  прохождение сигнала Работа/Останов через ключ 50 на формирователь 51 импульсов, который вырабатывает короткие импульсы дл  сброса триггера 55 и счетчика 53. При этом выход дешифратора 54 перестает блокировать счетчик 53, на тактовый вход которого через делитель 52 частоты поступают импульсы с выхода генератора 2б импульсов. Так как триггер 58 сброшен , то уровень логической единицы на его первом выходе блокирует элементы ИЛИ 56 и 57, выходы которых запирают мультиплексор 34. Кроме того, сигналы с выходов триггера 58 устанавливают мультиплексор 36 в состо ние , при котором подключены его вторые входы. При накоплении счетчиком 53 Р1 импульсов на первом выходе дешифратора 54 образуетс  сигнал, обеспечивающий строб записи в регистр 37, а при накоплении Р2 импульсов на втором выходе дешифратора образуетс  строб записи в регистр 38 (). При накоплении счетчиком 53 импульсов посредством сигнала с третьего выхода дешифратора 54 взводитс  триггер 55, а при накоплении Р4 импульсов () посредством сигнала с четвертого выхода дешифратора 54 сбрасываетс  триггер 55, взводитс  триггер 58 и блокируетс  дальнейший счет счетчика 53. Второй интервал измерени  при этом закончен. Работа в третьем и последующих периодах сигнала Работа/Останов отличаетс  от второго периода лишь тем, что триггер 58 взведен и не блокирует элементы ИЛИ 56 и 57, кроме того, сигналами с выходов триггера 58 мультиплексор 36 устанавливаетс  в состо ние , при котором подключены его первые входы.In this case, the first measurement interval ends. On the leading edge of the 20-fold summation over the Run / Stop signal interval (i.e., when the Run / Stop signal returns, the trigger 49 is fired, thereby allowing the Run / Stop signal to pass through the switch 50 to the pulse shaper 51, which produces short pulses for resetting flip-flop 55 and counter 53. At the same time, the output of decoder 54 stops blocking counter 53, to the clock input of which through the frequency divider 52 pulses are received from the output of generator 2b of pulses. Since the trigger 58 is reset, the logical unit level at its first output blocks the OR 56 and 57 elements, the outputs of which block multiplexer 34. In addition, the signals from the outputs of the trigger 58 set the multiplexer 36 to the state at which its second inputs are connected. When the counter 53 P1 accumulates pulses, a signal is generated at the first output of the decoder 54, which provides a write strobe to the register 37, and when P2 accumulates pulses, the second output of the decoder creates a write strobe in the register 38 (). When the counter 53 accumulates pulses, the trigger 55 triggers with the signal from the third output of the decoder 54, and with the accumulation of P4 pulses () the trigger 55 is reset with the signal from the fourth output of the decoder 54, the trigger 58 recharges and blocks the second count of the counter 53. . The operation in the third and subsequent periods of the Work / Stop signal differs from the second period only in that the trigger 58 is cocked and does not block the OR 56 and 57 elements; moreover, the signals from the outputs of the trigger 58 are multiplexed to the state in which the first entrances.

Таким образом, повышение точности измерени  при высокой, по сравнению с временем измерени , скорости изменени  сдвига фаз входных сигналов и в случае, когда за врем  измерени Thus, an increase in the measurement accuracy at a high, as compared with the measurement time, rate of change of the phase shift of the input signals and in the case where during the measurement time

значение сдвига фаз выходит за пределы области однозначности измерительного устройства, достигаетс  тем, что путем вычислени  функций срцор; возможно производить операцию алгебточными результатами измерений сдвига фаз входных сигналов, что эквиваентно увеличению времени измерени  с сохранением однозначности и непре- рывности фазовой характеристики, а следовательно, без грубых ошибок в результате измерени .the value of the phase shift is beyond the scope of the unambiguity of the measuring device, achieved by the fact that by calculating the functions srsor; it is possible to perform an operation with algebetic measurements of the phase shift of the input signals, which is equivalent to an increase in the measurement time while preserving the uniqueness and continuity of the phase characteristic and, therefore, without gross errors in the measurement result.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Цифровой фазометр, содержащий генератор тактовых импульсов, блок синхронизации, первый и дополнительный счетчики, регистр, п ть ключей,A digital phase meter containing a clock generator, a synchronization unit, the first and additional counters, a register, five keys, три триггера, сдвиговый регистр, умножитель частоты, инвертор, два управл емых инвертора, шесть формирователей импульсов, элемент ИЛИ, причем входы первого и второго формирователей импульсов соединены соответственно с первой и второй входными шинами фазометра, первый выход первого формировател  импульсов подключен к первому входу первого управл емогоthree flip-flops, a shift register, a frequency multiplier, an inverter, two controlled inverters, six pulse shapers, an OR element, the inputs of the first and second pulse shapers are connected respectively to the first and second input buses of the phase meter, the first output of the first pulse shaper is connected to the first input of the first controlled инвертора, а второй выход - к первым входам второго и третьего ключей, выход второго формировател  импульсов подключен к входам п того и шестого формирователей импульсов, к первому входу сдвигового регистра и через умножитель частоты к второму вхоу сдвигового регистра, выход которого соединен с вторым входом третьего ключа и через инвертор с вторым вхоом второго ключа, выход которого соединен с первым входом второго триггера , второй вход которого соединен с выходом третьего ключа, выход первого управл емого инвертора черезthe second output to the first inputs of the second and third keys; the output of the second pulse driver is connected to the inputs of the fifth and sixth pulse drivers, to the first input of the shift register and through the frequency multiplier to the second input of the shift register, the output of which is connected to the second input of the third key and through the inverter with the second inlet of the second key, the output of which is connected to the first input of the second trigger, the second input of which is connected to the output of the third key, the output of the first controlled inverter through 11131113 третий и четвертьш формирователи импульсов подключен соответственно к первым входам первого и третьего триггеров , выходы которых соединены с первыми входами первого и четвертого ключей, второй вход третьего триггера подключен к выходу п того формировател  импульсов и первому входу бло The third and quarter pulse generators are connected respectively to the first inputs of the first and third flip-flops, the outputs of which are connected to the first inputs of the first and fourth keys, the second input of the third trigger is connected to the output of the fifth pulse shaper and the first input of the second третьим входам первого и четвертого ключей, вьскоды которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого разр да первого счетчика, второй и третий выхока синхронизации, второй вход которо- ю инвертор, первый (2п-разр дный) муль- го соединен с первым выходом генера- типлексор, второй (п-раэр дньй) нуль- тора тактовых импульсов, второй вы- типлексор, 2п-разр дный сумматор, два ход блока синхронизации подключен к 2п-разр дных регистра, причем входыthe third inputs of the first and fourth keys, whose codes are connected respectively to the first and second inputs of the OR element, the output of which is connected to the input of the first digit of the first counter, the second and third synchronization outputs, the second input of which is the inverter, the first (2π-bit) the second one is connected to the first output of the type generator, the second (p-rar dny) clock pulse nullator, the second vyplexor, 2n-bit adder, two clock of the synchronization unit are connected to the 2n-bit register, and the inputs второго инвертора соединены с выхода- 15 ми первого регистра, выходы второго инвертора - с первыми входами (п-1) младших разр дов первого мультиплексора , первые входы первого мультиплексора с п-го по 2п-й соединены ды генератора тактовых импульсов сое- 20 с п-м выходом первого регистра, динены соответственно с вторыми вхо- выходы первого мультиплексора подклю- дами первого и четвертого ключей, вы- чены к первым входам сумматора, а вхо- ходы первого счетчика с (т-п+1)-го ды управлени  - к четвертому и п тому по (га-1)-й подключены к входам регистра с первого по (п-1)-й соответственно , а га-й выход первого счетчика соединен с первым входом второго управл емого инвертора, выход которого подключен к п-му входу регистра, вход записи которого соединен с первым выходом блока синхронизации, подклювьсходам блока синхрониза1у1И, выходы 25 сумматора соединены с входами второго регистра, а выходы второго регистра - с вторыми входами первого муль- типлесора, первые входы второго мультиплексора соединены с выходами п 30 старших разр дов сумматора, вторые входы второго мультиплексора подключены к нулевому логическому уровню, входы управлени  - к седьмому и восьмому выходам блока синхронизации.The second inverter is connected to the outputs 15 of the first register, the outputs of the second inverter to the first inputs (p-1) of the lower bits of the first multiplexer; the first inputs of the first multiplexer from the nth to 2nth are connected to the clock generator the pth output of the first register, dinene, respectively, with the second inputs of the first multiplexer, the connectors of the first and fourth keys, are subtracted to the first inputs of the adder, and the inputs of the first counter from the (m + 1) th control - to the fourth and fifth to the (ha-1) th connected to the inputs of the register pvoy on (n-1) -th, respectively, and the ha-th output of the first counter is connected to the first input of the second controlled inverter, the output of which is connected to the n-th input of the register, the recording input of which is connected to the first output of the synchronization unit, connected to the synchronization unit inputs , the outputs 25 of the adder are connected to the inputs of the second register, and the outputs of the second register are connected to the second inputs of the first multiplexer, the first inputs of the second multiplexer are connected to the outputs of n 30 most significant bits of the adder, the second inputs of the second multiplexer are connected to zero To their logical level, the control inputs to the seventh and eighth outputs of the synchronization unit. вьсходам блока синхрониза1у1И, выходы 25 сумматора соединены с входами второго регистра, а выходы второго регистра - с вторыми входами первого муль- типлесора, первые входы второго мультиплексора соединены с выходами п 30 старших разр дов сумматора, вторые входы второго мультиплексора подключены к нулевому логическому уровню, входы управлени  - к седьмому и восьмому выходам блока синхронизации.at the outputs of the synchronization block, the outputs 25 of the adder are connected to the inputs of the second register, and the outputs of the second register are connected to the second inputs of the first multiplexer, the first inputs of the second multiplexer are connected to the outputs of the 30 most significant bits of the adder, the second inputs of the second multiplexer are connected to zero logic level, control inputs to the seventh and eighth outputs of the synchronization unit. ченного дес тым выходом к установочному входу дополнительного счетчика, выход шестого формировател  соединен с вторым входом первого триггера, пер- а выходы - к входам п старших разр - вый вход п того ключа соединен с тре- дов третьего регистра, входы п млад- тьими входами второго и третьего ключей , входом сброса первого счетчика и третьим выходом блока синхронизации , второй вход п того ключа подклю- 40 входами первого сумматора, входы замен к выходу второго триггера, а тре- писи второго и третьего регистров тий вход - к выходу шестого формиро- соединены с шестым и дев тым выхода- вател , выход п того ключа соединен ми блока синхронизации соответст- с первым входом дополнительного счет- венно..The tenth output to the installation input of the additional counter, the output of the sixth driver is connected to the second input of the first trigger, the first output to the inputs of the higher ones, the fifth input of the fifth key is connected to the third register triggers, the inputs and junior inputs the second and third keys, the reset input of the first counter and the third output of the synchronization unit, the second input of the fifth key by the 40 inputs of the first adder, the replacement inputs to the second trigger output, and the second and third register inputs to the sixth output The rods are connected to the sixth and ninth outlets, the output of the fifth key is connected by the synchronization unit to the first input of the additional counting unit. ших разр дов третьего регистра соединены с выходами первого регистра, выходы третьего регистра - с вторымиThe third bits of the third register are connected to the outputs of the first register, the outputs of the third register are connected to the second чика, а выход второго счетчика соединен с вторыми входами первого и второго управл емых инв(рторов, о т л и- чающийс  тем, что, с целы повышени  точности при ны- сокой скорости измег, :) . сдвига фаз входных сигналов, в него дополнительно введены второй (п-1)-разр дныйThe output of the second counter is connected to the second inputs of the first and second controlled invs (rtori, which is due to the fact that, in order to improve the accuracy at a high rate of change, :). phase shift of the input signals, the second (n-1) -discharge bit is additionally introduced into it второго инвертора соединены с выхода- ми первого регистра, выходы второго инвертора - с первыми входами (п-1) младших разр дов первого мультиплексора , первые входы первого мультиплексора с п-го по 2п-й соединены с п-м выходом первого регистра, выходы первого мультиплексора подклю- чены к первым входам сумматора, а вхо- ды управлени  - к четвертому и п тому The second inverter is connected to the outputs of the first register, the outputs of the second inverter are connected to the first inputs (n-1) of the lower bits of the first multiplexer, the first inputs of the first multiplexer from the nth to 2n-th are connected to the nth output of the first register, the outputs the first multiplexer is connected to the first inputs of the adder, and the control inputs to the fourth and fifth вьсходам блока синхрониза1у1И, выходы сумматора соединены с входами второго регистра, а выходы второго регистра - с вторыми входами первого муль- типлесора, первые входы второго мультиплексора соединены с выходами п старших разр дов сумматора, вторые входы второго мультиплексора подключены к нулевому логическому уровню, входы управлени  - к седьмому и восьмому выходам блока синхронизации.the outputs of the synchronization block, the outputs of the adder are connected to the inputs of the second register, and the outputs of the second register are connected to the second inputs of the first multiplexer, the first inputs of the second multiplexer are connected to the outputs of the higher bits of the adder, the second inputs of the second multiplexer are connected to the zero logic level, the control inputs - to the seventh and eighth outputs of the synchronization unit. а выходы - к входам п старших разр - дов третьего регистра, входы п млад- входами первого сумматора, входы записи второго и третьего регистров соединены с шестым и дев тым выхода- ми блока синхронизации соответст- венно..and the outputs to the inputs n of the higher bits of the third register, the inputs n and the junctions of the first adder, the write inputs of the second and third registers are connected to the sixth and ninth outputs of the synchronization unit, respectively. а выходы - к входам п старших разр - дов третьего регистра, входы п млад- входами первого сумматора, входы записи второго и третьего регистров соединены с шестым и дев тым выхода- ми блока синхронизации соответст- венно..and the outputs to the inputs n of the higher bits of the third register, the inputs n and the junctions of the first adder, the write inputs of the second and third registers are connected to the sixth and ninth outputs of the synchronization unit, respectively. ших разр дов третьего регистра соединены с выходами первого регистра, выходы третьего регистра - с вторымиThe third bits of the third register are connected to the outputs of the first register, the outputs of the third register are connected to the second
SU864096941A 1986-07-24 1986-07-24 Digital phase meter SU1368807A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864096941A SU1368807A1 (en) 1986-07-24 1986-07-24 Digital phase meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864096941A SU1368807A1 (en) 1986-07-24 1986-07-24 Digital phase meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1368807A1 true SU1368807A1 (en) 1988-01-23

Family

ID=21248777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864096941A SU1368807A1 (en) 1986-07-24 1986-07-24 Digital phase meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1368807A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1593202B1 (en) Period-to-digital converter
SU1368807A1 (en) Digital phase meter
JPH1188062A (en) Digital phase detector
SU1092430A1 (en) Digital phase meter
SU1485149A1 (en) Digital phasometer
SU472327A1 (en) Single Time Interval Digital Meter
SU414743A1 (en) COUNTER WITH ACCOUNT COEFFICIENT 2 "—2 '^' '
SU822348A1 (en) Code-to-time interval converter
SU1027692A2 (en) Time interval ratio digital counter
RU1803970C (en) Pulse repetition frequency multiplier
SU913325A1 (en) Digital meter of digital magnetic recording time intervals
RU1774307C (en) Time scale corrector
SU1115225A1 (en) Code-to-time interval converter
SU553588A1 (en) Digital center for square video pulses
RU2040854C1 (en) Device for generation of time interval
SU881802A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU1200233A1 (en) Digital averaging meter of time intervals
SU744677A1 (en) Device for counting the quantity of objects of equal mass
SU571787A1 (en) Single-duration time interval meter
SU760420A1 (en) Pulse repetition frequency multiplier
SU1437858A1 (en) Computing device
SU864182A1 (en) Digital phase shift meter
SU436352A1 (en) DEVICE FOR FINDING THE RELATIONSHIP OF TWO NUMBER OF PULSE CODES
SU445144A1 (en) Binary to time converter
SU1233093A1 (en) Device for measuring period