187427. lajstromszámú szabadalom • Berendezés nagy fázisbizonytalanságú periodikus jelek fáziskülönbség előfeldolgozó-, fázismérés átlagoló- és kiértékelő kapcsolási elrendezésekkel
1 187 427 2 számiáltató jelet, az f kimeneten a kvantált hátra számiáltató jelet és a g kimeneten a nagy fázisszög jelet. A 4 ciklusszámláló fokozat, az 5 fázismérés vezérlő fokozat és a 6 impulzusosztó fokozat együttesen alkotják a digitális fázismérő átlagoló egységet. A mérést a berendezés vezérlő jel 1 bemenete felől a fázismérés indítójel kezdeményezi. A mérés végét is jelző fázismérés jel az 5 fázismérés vezérlő fokozat m kimenetéről a 6 impulzusosztó fokozat működését engedélyezi. A 3 fáziskülönbség előfeldolgozó fokozat d kimenetén a belső referencia fázísjel van, amely a 4 ciklus számláló fokozatra, majd ennek k kimenetén lévő fázismérés leállító jellel együtt az 5 fázismérés vezérlő fokozatra van kapcsolva. A berendezés adat kimenetét, azaz a négy bites fázismérés számjegyet, amelyik a processzor adat buszára kapcsolódik, az i kimeneten lévő leosztott előre számiáltató jelből, aj kimeneten lévő leosztott hátra számláltató jelből, az 1 bemenetről jövő fázismérő indító jelből, az n bemenetről jövő fáziskiértékelő egység kiválasztó jelből és a p bemenetről, jövő fáziskiértékelő egység címző jelből, mint bemenő jelekből a 7 fáziskiértékelő egység állítja elő az o kimeneten. A berendezésben a fázismérés indító jel hatására az 5 fázismérés vezérlő fokozat kimenetén megjelenő fázismérés jel jelzi a mérés időtartamát az m kimeneten a mérést indító-, felügyelő- és kiértékelő egység számára (ez nem része a találmány szerinti berendezésnek, amely célszerűen egy processzor). A digitális fázismérés akkor fejeződik be, ha az 1 bemeneten kapott fázismérés indító jellel szintén alapállapotba billentett 4 ciklusszámláló fokozat a belső referencia fázisjelből az átlagolásnak megfelelő számú impulzust megkapja és ezt az 5 fázismérő vezérlő fokozatnak a k kimeneten a fázismérés leállító jellel jelzi. Az 5 fázismérés vezérlő fokozat szinkronizálja a belső referencia fázisjelhez azt a fázismérés jelet (m kimenet), amely a 3 fáziskülönbség előfeldolgozó fokozatban a mérés indításakor beállítja a fáziskülönbség egy bites meghatározására szolgáló nagy fázisszög jelet a g kimeneten. A fáziskülönbség nagyságáról egy bit információval azt tudhatjuk meg a nagy fázisszög jelből, hogy a fázismérési eredmény meghatározásánál 180' hozzáadás szükséges-e az eredményhez, vagy sem. A 3 fáziskülönbség előfeldolgozó fokozat az a kimenetről kapott referenciafázisjel és b kimenetről kapott változó fázisjel fáziskülönbségét úgy kvantálja a c bemeneten kvantáló jellel, hogy az eredmény minimális impulzusszámmal legyen meghatározható. A minimális impulzusszám érdekében a g kimeneten lévő nagy fázisszög jel már biztosítja, hogy maximum 180'-os, az e kimeneten lévő kvantált előreszámláltató jel, valamint az f kimeneten lévő kvantált hátra számláltató jel biztosítják, hogy csak maximum 90°-os fáziskülönbség kvantálása legyen szükséges. A folyamatos üzemű elektronikus távolságmérő műszerekben a rendszer biztosítja - a találmány szerinti berendezés más alkalmazásánál külön gondoskodni kell -, hogy a c bemeneten lévő kvantáló jel frekvenciája - a digitális fázismérő igényeit mértékegységének és feloldásának megfelelő - egész számú többszöröse legyen a referencia- és a változó fázisjelek frekvenciájának. A 3 fáziskülönbség előfeldolgozó fokozatban kell arról gondoskodni, hogy a kvantáló jel, valamint a referencia- és a változó fázisjelek kapcsolata fázismerev is legyen. A kvantáló jellel fázismerev kapcsolatú referencia fázisjel a d kimeneten lévő belső referencia fázisjel. A kvantált előre- és a kvantált hátra számláltató jeleket a 6 impulzus osztó fokozatra kapcsoljuk, amelynek i kimenetén a leosztott előre- és j kimenetén a leosztott hátra számláltató jelek fázismérés alatti számossága és számláltatási iránya az átlagos kvantált fáziskülönbség impulzusainak számával és számláltatási irányával egyezik meg. Ez úgy biztosítható, hogy a 6 impulzusosztó fokozat osztási aránya megegyezik a 4 ciklusszámláló fokozat osztási arányával. A fázismérési eredmény mértékegysége és feloldása a már említett kvantáló jelen kívül a 4 ciklusszámláló és a 6 impulzusosztó fokozat osztás arányával is megváltoztatható. A fázismérés átlagolási ideje és a viszonylag nagy távolságra átvihető maximális frekvencia szabja meg a leosztott előre- és a leosztott hátra számláltató jelek frekvenciáját, és az egyik - például az i kimenet - a fázismérés befejezését követően arra is alkalmas, hogy a nagy fázisszög jel információt hordozza. A 7 fáziskiértékelő egység a leosztott előre- és a leosztott hátra számláltató jeleket előjel helyesen összegzi. A fázismérés után az o kimeneten jelenik meg a p bemeneten a 7 fáziskiértékelő egység címző jelével megcímzett számjegy, ha a 7 fáziskiértékelő egység n bemenetén megjelenő kiválasztó jel ezt engedélyezi. A találmány szerinti berendezés egyik kiviteli alakjában a 6 impulzusosztó fokozat huzalozott adat s bemenettel van ellátva. Az előírt kerekítési szabály a huzalozott adattal úgy valósítható meg, hogy például a 6 impulzusosztó fokozat osztásmódusának felét - kódolva - a huzalozott adat s bemenetén keresztül az m bemeneten kapott fázismérés jellel kezdeti értékként az osztóba írjuk. A találmány szerinti berendezés további kiviteli alakjában a 7 fáziskiértékelő egység digitális fázistoló érték q bemenettel, másrészt üzemmód információ t bemenettel van ellátva. Az 1 bemeneten jövő fázismérés indító jel hatására a 7 fáziskiértékelő egység a q bemeneten lévő digitális fázistolás értékét veszi fel kezdeti értékként. A módszer lehetővé teszi, hogy a digitális fázismérő bemenő jeleinek nem kívánt, de állandó értékű belső fázishibáját, a fázismérés hibás eredményét bármilyen kiértékelő program - és számolási művelet elvégzése nélkül kiküszöböljük. A digitális fázismérést követő kiértékeléskor a négybites fázismérés számjegy o kimeneten az eredmény számjegyeken kivül át kell adni a leosztott előre számláltató jel i kimeneten eljuttatott nagy fázisszög jel információt is, amely mellett - legegyszerűbb esetben - további három bit küldhető az adat buszra, a processzor cím busz a p bemeneten a fáziskiértékelő egység címző jel és a vezérlő busz az n bemeneten a fáziskiértékelő egységkiválasztó jel segítségével. A nagy fázisszögjel melletti három bit (és esetleg további négy bites karakterek) az üzemmód információ t bemeneten keresztül vihetők a rendszerbe, amely a processzort például a berendezést körülvevő egységek, kezelőszervek állapotáról tájékoztatja. 5 1.0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
