RU2207579C1

RU2207579C1 - Digital phase-meter

Info

Publication number: RU2207579C1
Application number: RU2002101423A
Authority: RU
Inventors: С.П. Панько; В.В. Сухотин; В.В. Югай; В.Ф. Чумиков
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие научно-производственное предприятие "Радиосвязь"
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-06-27

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: digital phase- meter is related to facilities measuring difference of initial phase signals in presence of variable phase component showing periodic character, specifically, in communication systems employing repeater incorporated in mix of equipment of artificial earth satellite staying in geostationary orbit. In correspondence with invention digital phasemeter includes two-channel converter of phase shift to time interval, 2AND/OR gate, first AND gate, counter, former, generator of quantizing pulses. Insertion of comparator, commutator, computer, time-setting unit, former of pulse of first measurement, buffer register, second AND gate, former of pulse of termination of second measurement, delay element, first OR gate, RS flip-flop, second OR gate, counter 19 of number of measurement cycles into phase-meter makes it feasible to exclude variable component caused by travel of satellite during measurement time, that is, to raise measurement accuracy of difference of initial phases. EFFECT: raised measurement accuracy of difference of initial phases. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам измерений разности начальных фаз сигналов в присутствии переменной фазовой составляющей, имеющей периодический характер, в частности в системах связи, использующих ретранслятор, входящего в состав аппаратуры искусственного спутника Земли, размещенного на геостационарной орбите. The invention relates to devices for measuring the difference in the initial phases of signals in the presence of a variable phase component, which is periodic in nature, in particular in communication systems using a repeater that is part of the artificial Earth satellite equipment located in a geostationary orbit.

Известно устройство, описанное в патенте РФ 1661671, кл. G 01 R 25/08, опубл. 07.07.91. A device is described in the patent of the Russian Federation 1661671, class. G 01 R 25/08, publ. 07/07/91.

Устройство содержит два усилителя-ограничителя, косинусный и синусный фазовые детекторы, два аналого-цифровых преобразователя (АЦП), два компаратора, блок элементов 2И, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), элемент совпадения, элемент задержки, блок регистровой памяти, при этом выходы усилителей-ограничителей соединены с косинусным и синусным фазовыми детекторами, первый выход верхнего плеча косинусного детектора соединен с первым входом компаратора, сигнальным входом первого АЦП, опорным входом второго АЦП, а его второй выход нижнего плеча соединен с вторым входом компаратора, опорным входом первого АЦП, сигнальным входом второго АЦП, первый и второй выходы синусного фазового детектора, соединены соответственно с первым и вторым входом компаратора, третьи стробирующие входы компараторов соединены между собой входом "Запуск" устройства, входами "Запуск" АЦП, выходы компараторов соединены с соответствующими старшими адресными входами ПЗУ, младшие адресные входы которого соединены соответственно с выходами блока элементов 2И, информационные входы АЦП соединены соответственно с входами блока элементов 2И, так что первые информационные выходы АЦП соединены с первым и вторым входами первого элемента 2И, а n-е выходы - с первыми и вторыми входами n-го элемента 2И, выходы "Готовность данных" АЦП соединены с первым и вторым входами элемента совпадения, выходом подключенного к входу элемента задержки, выход которого соединен с входом записи данных блока регистровой памяти, выходы ПЗУ соединены с соответствующими входами данных блока регистровой памяти, выходы которого являются выходами устройства. The device contains two limiting amplifiers, cosine and sine phase detectors, two analog-to-digital converters (ADCs), two comparators, a block of 2I elements, a read-only memory (ROM), a matching element, a delay element, a register memory unit, while the outputs of the amplifiers -limiters are connected to cosine and sine phase detectors, the first output of the upper arm of the cosine detector is connected to the first input of the comparator, the signal input of the first ADC, the reference input of the second ADC, and its second output is lower the first arm is connected to the second input of the comparator, the reference input of the first ADC, the signal input of the second ADC, the first and second outputs of the sine phase detector, are connected respectively to the first and second input of the comparator, the third gate inputs of the comparators are connected to each other by the device’s “start” input, inputs Launch "ADC, the outputs of the comparators are connected to the corresponding senior address inputs of the ROM, the lower address inputs of which are connected respectively to the outputs of the block of elements 2I, the information inputs of the ADC are connected to respectively, with the inputs of the block of elements 2I, so that the first information outputs of the ADC are connected to the first and second inputs of the first element 2I, and the nth outputs are connected with the first and second inputs of the n-th element 2I, the outputs "Data Ready" of the ADC are connected to the first and the second inputs of the coincidence element, the output of the delay element connected to the input, the output of which is connected to the data recording input of the register memory block, the ROM outputs are connected to the corresponding data inputs of the register memory block, the outputs of which are the device outputs.

Недостаток устройства состоит в следующем. Устройство относится к классу усредняющих устройств, представляющих результат измерения в виде среднего значения измеряемой величины за измерительное время. Такие устройства предназначены для измерения величины, сохраняющей постоянство за измерительное время. Если в составе измеряемой величины есть составляющая, зависящая от времени, то в результат измерения будет входить также среднее значение этой составляющей, т. е. измерение будет произведено с большой погрешностью. The disadvantage of this device is as follows. The device belongs to the class of averaging devices representing the measurement result in the form of the average value of the measured value over the measuring time. Such devices are designed to measure a value that remains constant over the measurement time. If the measured quantity contains a time-dependent component, then the average value of this component will also be included in the measurement result, i.e. the measurement will be made with a large error.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является получивший широкое распространение цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, описанный в книге М.К. Чмых. Цифровая фазометрия. - М.: Радио и связь, 1993, с. 9. Closest to the proposed technical solution is the widely used digital phase meter with a constant measuring time, described in the book of M.K. Chmykh. Digital phase metering. - M.: Radio and Communications, 1993, p. 9.

Устройство содержит двухканальный преобразователь сдвиг фазы - интервал времени, первый элемент И, генератор импульсов, формирователь, второй элемент И, элемент ИЛИ, времязадающий узел, третий элемент И, счетчик, причем к первому входу преобразователя сдвиг фазы - интервал времени подключен источник опорного напряжения, а к второму - источник напряжения с измеряемым фазовым сдвигом, первый выход преобразователя сдвиг фазы - интервал времени подключен к первому входу первого элемента И, второй выход преобразователя сдвиг фазы - интервал времени подключен к первому входу второго элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И, генератор импульсов соединен с формирователем, первый выход которого подключен параллельно к второму входу первого элемента И, и времязадающему узлу, а второй выход формирователя соединен со вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход времязадающего узла соединен со вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к счетчику. В следующем ниже описании первый элемент И, второй элемент И, и элемент ИЛИ объединены в один элемент 2И/ИЛИ, что не является принципиальным, но способствует лучшему пониманию работы устройство поскольку соответствует современной элементной базе. Элемент 2И/ИЛИ в формуле изобретения внесен в ограничительную часть, как общий с наиболее близким к предлагаемому техническому решению. The device contains a two-channel phase shift converter - a time interval, a first AND element, a pulse generator, a driver, a second AND element, an OR element, a timing unit, a third AND element, a counter, and a voltage reference source is connected to the first input of the phase shift converter - a time interval, and to the second - a voltage source with a measured phase shift, the first output of the phase shift converter - the time interval is connected to the first input of the first AND element, the second output of the phase shift converter - time interval is connected to the first input of the second AND element, the output of the OR element is connected to the first input of the third AND element, the pulse generator is connected to the driver, the first output of which is connected in parallel to the second input of the first AND element, and the timing unit, and the second output of the former is connected to the second input the second AND element, the output of which is connected to the second input of the OR element, the output of the time-setting unit is connected to the second input of the third AND element, the output of which is connected to the counter. In the following description, the first element AND, the second element AND, and the OR element are combined into one 2I / OR element, which is not fundamental, but contributes to a better understanding of the operation of the device since it corresponds to the modern element base. Element 2I / OR in the claims is included in the restrictive part, as a common with the closest to the proposed technical solution.

Недостаток устройства состоит в том, что в ряде случаев необходимо произвести разновременное измерение разности начальных фаз двух колебаний в присутствии достаточно медленно меняющейся периодической составляющей фазы, например при проведении фазовых измерений в системе связи через спутник, расположенный на геостационарной орбите. Реальная орбита спутника несколько отличается от гипотетически круговой, поскольку имеет ненулевой эксцентриситет и имеет наклонение. Относительно неподвижного земного наблюдателя спутник перемещается по замкнутой траектории, очертанием напоминающей цифру "8" с периодом одни сутки. Это приводит к тому, что спутник удаляется и/или приближается относительно поверхности Земли, т.е. изменяется расстояния в течение времени измерения Т_изм. Отсюда следует, что фазовая компонента принимаемого сигнала содержит не только постоянную измеряемую разность начальных фаз φ_x, но и φ_п - медленно меняющуюся переменную составляющую, вызванную перемещением спутника за измерительное время. В общем виде фаза Ψ принимаемого сигнала зависит от времени t:
Ψ(t) = φ_x±Vt, (1)
где V - скорость измерения переменной составляющей. Переменная составляющая существенно искажает результат измерения искомой величины φ_x, или другими словами, снижает точность измерения разность начальных фаз.The disadvantage of this device is that in some cases it is necessary to measure the difference in the initial phases of two oscillations in the presence of a rather slowly varying periodic component of the phase, for example, when conducting phase measurements in a communication system via a satellite located in a geostationary orbit. The actual satellite orbit is somewhat different from the hypothetically circular, since it has a nonzero eccentricity and has an inclination. Relatively motionless terrestrial observer, the satellite moves along a closed path, the shape resembling the number "8" with a period of one day. This leads to the satellite moving away and / or approaching the Earth’s surface, i.e. the distance changes during the measurement time T _meas . It follows that the phase component of the received signal contains not only a constant measured difference of the initial phases φ _x , but also φ _p - a slowly varying variable component caused by the satellite’s movement during the measurement time. In general, the phase Ψ of the received signal depends on time t:
Ψ (t) = φ _x ± Vt, (1)
where V is the rate of measurement of the variable component. The variable component substantially distorts the measurement result of the desired quantity φ _x , or in other words, reduces the measurement accuracy of the difference between the initial phases.

Однако расчеты показывают, что в любых позициях спутника независимо от мгновенного значения скорости его движения в двух смежных измерительных интервалах при времени измерения порядка Т_изм≈(1... 10) с переменная составляющая, выраженная в градусах набега фазы, не превышает значений (0,01... 0,001)^o, что позволяет считать ее линейной величиной. Это обстоятельство позволяет исключить переменную составляющую из результата измерения с точностью (0,01... 0,001)^o, что вполне удовлетворяет требованиям практики. Пусть в первом измерительном цикле результат измерения, когда скорость изменения переменной составляющей в формуле (1) положительна:
Ψ1 = φ_x+φ_п, (2)
а во втором:
Ψ2 = φ_x+2φ_п. (3)
Тогда Ψ2-Ψ1 = φ_п, что позволяет получить интересующее значение:
φ_x = Ψ1-φ_п
или
φ_x = Ψ1-(Ψ2-Ψ1) = 2Ψ1-Ψ2. (4)
Когда скорость изменения переменной составляющей в формуле (1) отрицательна, то выражения (2, 3) видоизменятся:
Ψ1 = φ_x+φ_п,
Ψ2 = φ_x+φ_п/2.
Тогда
φ_x = Ψ2-(Ψ1-Ψ2) = 2Ψ2-Ψ1. (5)
Выражения (4, 5) являются основой для реализации устройства.However, the calculations show that at any satellite position, regardless of the instantaneous value of its velocity in two adjacent measuring intervals for a measurement time of the order of T _meas ≈ (1 ... 10) s, the variable component, expressed in degrees of phase incursion, does not exceed values (0 , 01 ... 0.001) ^o , which allows us to consider it a linear value. This circumstance allows us to exclude the variable component from the measurement result with an accuracy of (0.01 ... 0.001) ^o , which fully meets the requirements of practice. Let in the first measuring cycle the measurement result when the rate of change of the variable component in the formula (1) is positive:
Ψ1 = φ _x + φ _p , (2)
and in the second:
Ψ2 = φ _x + 2φ _p . (3)
Then Ψ2-Ψ1 = φ _n , which allows us to obtain the value of interest:
φ _x = Ψ1-φ _p
or
φ _x = Ψ1- (Ψ2-Ψ1) = 2Ψ1-Ψ2. (4)
When the rate of change of the variable component in the formula (1) is negative, then the expressions (2, 3) will change:
Ψ1 = φ _x + φ _p ,
Ψ2 = φ _x + φ _p / 2.
Then
φ _x = Ψ2- (Ψ1-Ψ2) = 2Ψ2-Ψ1. (5)
Expressions (4, 5) are the basis for the implementation of the device.

Предлагаемым изобретением достигается технический результат - повышение точности измерения разности начальных фаз. The present invention achieves the technical result - improving the accuracy of measuring the difference between the initial phases.

Для достижения названного технического результата предлагается цифровой фазометр, содержащий двухканальный преобразователь сдвиг фазы - интервал времени, к первому входу которого подключен источник опорного напряжения, а к второму - источник напряжения с измеряемым фазовым сдвигом, элемент 2И/ИЛИ, первый вход которого подключен к первому выходу двуканального преобразователя сдвиг фазы - интервал времени, а второй вход подключен к второму выходу двухканального преобразователя сдвиг фазы - интервал времени, первый элемент И, первым входом подключенный к выходу элемента 2И/ИЛИ, формирователь, который первым выходом подключен к третьему входу элемента 2И/ИЛИ, а вторым выходом подключен к четвертому входу элемента 2И/ИЛИ, генератор квантующих импульсов, времязадающий узел, вход которого подключен к первому выходу формирователя, а выход подключен к второму входу первого элемента И, счетчик, вход которого подключен к выходу первого элемента И, согласно изобретению дополнительно введены первый элемент ИЛИ, к первому входу которого подключен внешний сигнал "Пуск", RS-триггер, S вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов, а второй вход подключен к выходу RS-триггера, выход второго элемента И подключен к входу формирователя, счетчик количества измерительных циклов, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого параллельно подключен к входу R RS-триггера и к входу счетчика количества измерительных циклов, элемент задержки, формирователь импульса конца второго измерения, выход которого параллельно подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и к входу элемента задержки, формирователь импульса конца первого измерения, первый выход которого параллельно подключен к входу формирователя импульса конца второго измерения и к первому входу второго элемента ИЛИ, вход формирователя импульса конца первого измерения подключен к выходу времязадающего узла, буферный регистр, первый вход которого подключен к второму выходу формирователя импульса конца первого измерения, а второй вход к второму выходу счетчика, блок сравнения, коммутатор, первый выход счетчика параллельно подключен к первому входу блока сравнения и первому входу коммутатора, а выход буферного регистра подключен параллельно к второму входу блока сравнения и третьему входу коммутатора, выход блока сравнения подключен к второму входу коммутатора, вычислительный блок, вход "а" которого подключен к первому выходу коммутатора, вход "б" подключен к второму выходу коммутатора, третий вход вычислительного блока подключен к выходу элемента задержки, выход вычислительного блока является выходом устройства. To achieve the technical result, a digital phase meter is proposed that contains a two-channel phase-shift converter - a time interval, to the first input of which a reference voltage source is connected, and to the second - a voltage source with a measured phase shift, 2I / OR element, the first input of which is connected to the first output two-channel converter phase shift - time interval, and the second input is connected to the second output of the two-channel converter phase shift - time interval, the first element And, the first input m connected to the output of the 2I / OR element, the driver, which is connected to the third input of the 2I / OR element by the first output and connected to the fourth input of the 2I / OR element, a quantizing pulse generator, a timing unit whose input is connected to the first output of the generator, and the output is connected to the second input of the first AND element, the counter whose input is connected to the output of the first AND element, according to the invention, the first OR element is additionally introduced, to the first input of which an external “Start” signal is connected, RS-trigger, S input which is connected to the output of the first element OR, the second element And, the first input of which is connected to the output of the quantizing pulse generator, and the second input is connected to the output of the RS-trigger, the output of the second element And is connected to the input of the shaper, the counter of the number of measuring cycles, the output of which is connected to the second input of the first OR element, the second OR element, the output of which is connected in parallel to the input R of the RS-flip-flop and to the input of the counter of the number of measuring cycles, delay element, pulse shaper of the end of the second measurement I, whose output is parallel connected to the second input of the second OR element and to the input of the delay element, the pulse shaper of the end of the first measurement, the first output of which is parallel connected to the input of the pulse shaper of the end of the second measurement and the first input of the second OR element, the input of the pulse shaper of the end of the first measurement connected to the output of the timing unit, a buffer register, the first input of which is connected to the second output of the pulse former of the end of the first measurement, and the second input to the second output of the counter, comparison unit, switch, the first output of the counter is connected in parallel to the first input of the comparison unit and the first input of the switch, and the output of the buffer register is connected in parallel to the second input of the comparison unit and the third input of the switch, the output of the comparison unit is connected to the second input of the switch, computing unit, input a "which is connected to the first output of the switch, input" b "is connected to the second output of the switch, the third input of the computing unit is connected to the output of the delay element, the output of the computing unit is device output.

В отличие от известного в предлагаемом устройстве введены первый элемент ИЛИ, к первому входу которого подключен внешний сигнал "Пуск", RS-триггер, S вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов, а второй вход подключен к выходу RS-триггера, выход второго элемента И подключен к входу формирователя, счетчик количества измерительных циклов, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого параллельно подключен к входу R RS-триггера и к входу счетчика количества измерительных циклов, элемент задержки, формирователь импульса конца второго измерения, выход которого параллельно подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и к входу элемента задержки, формирователь импульса конца первого измерения, первый выход которого параллельно подключен к входу формирователя импульса конца второго измерения и к первому входу второго элемента ИЛИ, вход формирователя импульса конца первого измерения подключен к выходу времязадающего узла, буферный регистр, первый вход которого подключен к второму выходу формирователя импульса конца первого измерения, а второй вход к второму выходу счетчика, блок сравнения, коммутатор, первый выход счетчика параллельно подключен к первому входу блока сравнения и первому входу коммутатора, а выход буферного регистра подключен параллельно к второму входу блока сравнения и третьему входу коммутатора, выход блока сравнения подключен к второму входу коммутатора, вычислительный блок, вход "а" которого подключен к первому выходу коммутатора, вход "б" подключен к второму выходу коммутатора, третий вход вычислительного блока подключен к выходу элемента задержки, выход вычислительного блока является выходом устройства. Введение вышеописанных элементов позволит исключить переменную составляющую, вызванную движением спутника за измерительное время, т.е. повысить точность измерения разности начальных фаз. In contrast to the known device, the first OR element is introduced, the external input of which is connected to the first input of which is an “Start” signal, an RS-trigger, whose S input is connected to the output of the first OR element, the second AND element, whose first input is connected to the output of the quantizing pulse generator and the second input is connected to the output of the RS-trigger, the output of the second AND element is connected to the input of the shaper, the counter of the number of measuring cycles, the output of which is connected to the second input of the first OR element, the second OR element, the output of which is parallel The delay element, the pulse shaper of the end of the second measurement, the output of which is parallelly connected to the second input of the second OR element and the input of the delay element, the pulse shaper of the end of the first measurement, whose first output parallel connected to the input of the pulse former of the end of the second measurement and to the first input of the second OR element, the input of the pulse former of the end of the first measurement is connected to the output of the timing unit, buffer register, the first input of which is connected to the second output of the pulse former of the end of the first measurement, and the second input to the second output of the counter, the comparison unit, the switch, the first output of the counter is connected in parallel to the first input of the comparison unit and the first input of the switch, and the output of the buffer register is connected in parallel to the second input of the comparison unit and the third input of the switch, the output of the comparison unit is connected to the second input of the switch, the computing unit, input "a" of which is connected to the first output of the switch, input "b" connected to the second output of the switch, the third input of the computing unit is connected to the output of the delay element, the output of the computing unit is the output of the device. The introduction of the above elements will eliminate the variable component caused by the satellite’s movement during the measurement time, i.e. increase the accuracy of measuring the difference in the initial phases.

На чертеже представлена структурная схема заявляемого цифрового фазометра. The drawing shows a structural diagram of the inventive digital phasemeter.

Предлагаемый цифровой фазометр содержит: двухканальный преобразователь сдвиг фазы - интервал времени 1, элемент 2И/ИЛИ 2, первый элемент И 3, счетчик 4, блок сравнения 5, коммутатор 6, вычислительный блок 7, формирователь 8, времязадающий узел 9, формирователь импульса конца первого измерения 10, буферный регистр 11, генератор квантующих импульсов 12, второй элемент И 13, формирователь импульса конца второго измерения 14, элемент задержки 15, первый элемент ИЛИ 16, RS-триггер 17, второй элемент ИЛИ 18, счетчик количества измерительных циклов 19. The proposed digital phase meter contains: a two-channel phase shift converter - time interval 1, element 2I / OR 2, first element AND 3, counter 4, comparison unit 5, switch 6, computing unit 7, driver 8, timing unit 9, pulse generator of the end of the first measurement 10, buffer register 11, quantizing pulse generator 12, second AND element 13, pulse former of the end of the second measurement 14, delay element 15, first OR element 16, RS trigger 17, second OR element 18, counter for the number of measurement cycles 19.

Предлагаемый цифровой фазометр работает следующим образом. Двухканальный преобразователь сдвиг фаз - интервал времени 1 является двухполупериодным преобразователем. На Входы 1 и 2 преобразователя 1 поступают синусоидальные напряжения, сдвиг фаз между которыми предстоит измерить. На первом выходе преобразователя 1 формируется прямоугольный импульс, передний фронт которого привязан к положительному нулевому переходу колебания на Входе 1, а задний фронт - к аналогичной точке колебания на Входе 2 преобразователя. На втором выходе преобразователя 1 имеет место другой прямоугольный импульс, привязанный аналогичным образом к отрицательным нулевым переходам колебаний на Входах 1 и 2 преобразователя. Эти прямоугольные импульсы принято называть фазовыми интервалами. Генератор квантующих импульсов 12 формирует бесконечную последовательность импульсов. Из последовательности квантующих импульсов, прошедших через второй элемент И 13, на выходах формирователя 8 формируются две последовательности, сдвинутые на половину периода одна относительно другой. Фазовые интервалы квантуются в элементе 2И/ИЛИ 2. Подсчет количества импульсов, прошедших на выход элемента 2И/ИЛИ 2 производится счетчиком 4 за измерительное время (например, 1 с), которое формируется из квантующей последовательности времязадающим узлом 9, который, в сущности, представляет собой счетчик импульсов. Подсчет импульсов за постоянное время измерения производится с помощью первого элемента И 3. Если задать емкость счетчика времязадающего узла, равной 360/10^m (m - целое), то число импульсов, подсчитанное счетчиком 4, будет равно Ψ10^m.The proposed digital phase meter works as follows. Two-channel phase shift converter - time interval 1 is a two-half-period converter. Sinusoidal voltages are supplied to Inputs 1 and 2 of converter 1, the phase shift between which is to be measured. At the first output of the converter 1, a rectangular pulse is formed, the leading edge of which is tied to a positive zero junction transition at Input 1, and the trailing edge to a similar oscillation point at Input 2 of the converter. At the second output of converter 1, another rectangular pulse takes place, tied in a similar way to negative zero transitions of vibrations at Inputs 1 and 2 of the converter. These rectangular pulses are called phase intervals. The quantizing pulse generator 12 generates an infinite sequence of pulses. From the sequence of quantizing pulses transmitted through the second element And 13, two sequences are formed at the outputs of the shaper 8, shifted by half the period relative to one another. The phase intervals are quantized in the element 2I / OR 2. The number of pulses transmitted to the output of the element 2I / OR 2 is calculated by the counter 4 during the measurement time (for example, 1 s), which is generated from the quantizing sequence by the timing unit 9, which, in essence, represents a pulse counter. The pulses are calculated for a constant measurement time using the first element AND 3. If you set the counter capacity of the timing unit to 360/10 ^m (m is an integer), then the number of pulses counted by the counter 4 will be Ψ10 ^m .

Как описано выше, исключение детерминированной переменной составляющей производится на основании обработки результатов двух измерений, следующих одно за другим. Это производится следующим путем. Импульс внешнего сигнала "Пуск" проходит через первый элемент ИЛИ 16 и устанавливает RS-триггер 17 в единичное состояния, в результате чего квантующие импульсы проходят через второй элемент И 13 на вход формирователя 8. С этого же момента начинает формироваться измерительное время путем заполнения счетчика времязадающего узла 9. В момент завершения измерительного цикла в счетчике 4 накапливается число импульсов, пропорциональное измеряемому сдвигу фаз ψ1. В момент окончания первого измерительного цикла на выходе формирователя импульса конца первого измерения 10 появляется импульс "конец первого измерительного цикла". Под действием этого импульса значение ψ1 будет переписано в буферный регистр 11 из счетчика 4. Импульс "конец первого измерительного цикла" проходит через второй элемент ИЛИ 18, сбрасывает RS-триггер 17 в нулевое состояние, записывает 1 в счетчик количества измерительных циклов 19 и через первый элемент ИЛИ 16 вновь устанавливает RS-триггер 17 в единичное состояние. Начинается второй измерительный цикл. Емкость счетчика количества измерительных циклов 19 равна 2, поэтому в момент окончания второго измерительного цикла счетчик количества измерительных циклов 19 обнуляется, что обеспечивается импульсом "конец второго измерительного цикла" с выхода формирователя импульса конца второго измерения 14. В этот момент в счетчике 4 накапливает результат второго измерения ψ2. В блоке сравнения 5 происходит выявление одного из условий ψ1>ψ2 или наоборот. В результате сравнения на управляющий вход коммутатора 6 поступает сигнал, значения ψ1 и ψ2 на выходы коммутатора так, чтобы всегда обеспечивалось неравенство а>б. Это необходимо для корректного вычисления искомой величины φ_х. После небольшой задержки, вносимой элементом задержки 15, вычислительный блок 7 производит вычисление по формуле
φ_x = 2a-б,
где a = ψ1, если ψ1>ψ2, то б = Ψ2 и a = ψ2, если ψ1<ψ2,, то б = ψ1 как это предусматривается выражениями (4, 5).As described above, the determinate variable component is excluded based on the processing of the results of two measurements, one after the other. This is done in the following way. The pulse of the external “Start” signal passes through the first element OR 16 and sets the RS-trigger 17 to a single state, as a result of which the quantizing pulses pass through the second element And 13 to the input of the shaper 8. From that moment, the measuring time begins to form by filling in the counter timing node 9. At the time of completion of the measuring cycle in the counter 4 accumulates the number of pulses proportional to the measured phase shift ψ1. At the moment of the end of the first measuring cycle, the pulse “end of the first measuring cycle” appears at the output of the pulse former of the end of the first measurement 10. Under the influence of this pulse, the value ψ1 will be written to the buffer register 11 from the counter 4. The pulse "end of the first measuring cycle" passes through the second element OR 18, resets the RS-trigger 17 to zero, writes 1 to the counter of the number of measuring cycles 19 and through the first the OR element 16 again sets the RS-trigger 17 in a single state. The second measurement cycle begins. The capacity of the counter of the number of measuring cycles 19 is 2, therefore, at the end of the second measuring cycle, the counter of the number of measuring cycles 19 is reset to zero, which is provided by the pulse "end of the second measuring cycle" from the output of the pulse former of the end of the second measurement 14. At this moment, the counter 4 accumulates the result of the second ψ2 measurements. In comparison block 5, one of the conditions ψ1> ψ2 is detected or vice versa. As a result of the comparison, a signal is supplied to the control input of switch 6, and the values ψ1 and ψ2 are applied to the outputs of the switch so that the inequality a> b is always ensured. This is necessary for the correct calculation of the desired value of φ _x . After a small delay introduced by the delay element 15, the computing unit 7 performs the calculation according to the formula
φ _x = 2a-b,
where a = ψ1, if ψ1> ψ2, then b = Ψ2 and a = ψ2, if ψ1 <ψ2 ,, then b = ψ1 as provided by expressions (4, 5).

Таким путем исключается переменная составляющая, вызванная движением спутника за измерительное время, т.е. повышается точность измерения разности начальных фаз. In this way, the variable component caused by the satellite’s movement during the measurement time, i.e. the accuracy of measuring the difference in the initial phases increases.

Применение данного изобретения дает возможность, исключать переменную составляющую, вызванную движением спутника за измерительное время, т.е. повышать точность измерения разности начальных фаз. The use of this invention makes it possible to exclude the variable component caused by the satellite’s movement during the measurement time, i.e. to increase the accuracy of measuring the difference in the initial phases.

Claims

A digital phase meter containing a two-channel phase-shift converter is a time interval, to the first input of which a voltage reference is connected, and to the second is a voltage source with a measured phase shift, 2I / OR element, the first input of which is connected to the first output of a two-channel phase-shift converter - interval time, and the second input is connected to the second output of the two-channel phase shift converter - the time interval, the first AND element, the first input connected to the output of the 2 AND / OR element, the shaper, which the first output is connected to the third input of the 2I / OR element, and the second output is connected to the fourth input of the 2I / OR element, a quantizing pulse generator, a timing unit, the input of which is connected to the first output of the driver, and the output is connected to the second input of the first AND element, counter, the input of which is connected to the output of the first AND element, characterized in that the first OR element is inserted into it, to the first input of which an external “Start” signal is connected, an RS trigger, the S-input of which is connected to the output of the first OR element, the second AND element, P the first input of which is connected to the output of the quantizing pulse generator, and the second input is connected to the output of the RS-flip-flop, the output of the second AND element is connected to the input of the driver, the counter of the number of measuring cycles, the output of which is connected to the second input of the first OR element, the second OR element, the output of which in parallel connected to the input R of the RS-trigger and the input of the counter of the number of measuring cycles, a delay element, a pulse shaper of the end of the second measurement, the output of which is parallel connected to the second input of the second element OR OR to the input of the delay element, the pulse shaper of the end of the first measurement, the first output of which is connected in parallel to the input of the pulse shaper of the end of the second measurement and the first input of the second OR element, the input of the pulse shaper of the end of the first measurement is connected to the output of the timing unit, a buffer register, the first input of which connected to the second output of the pulse former of the end of the first measurement, and the second input to the second output of the counter, a comparison unit, a switch, the first output of the counter is parallel connected is connected to the first input of the comparison unit and the first input of the switch, and the output of the buffer register is connected in parallel to the second input of the comparison unit and the third input of the switch, the output of the comparison unit is connected to the second input of the switch, the computing unit whose input “a” is connected to the first output of the switch, input "b" is connected to the second output of the switch, the third input of the computing unit is connected to the output of the delay element, the output of the computing unit is the output of the device.