Цифровой фазометр

 

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий KOMNfyTaTop, генератор эталонной частоты, электронный ключ, умножитель частоты, сумматор, цифровой делитель и регистратор и связанные с электронным ключом и коммутатором два канала, каждый из которых включает линейный усилитель, вход которого совмещен с входом фазометра, а выход линейного усилителя подключен к входу фиксатора уровней, выходы которого связаны с входами блока вьщеления моментов перехода сигналов через максимальное значение и входами генератора ударного возбуждения , а выход генератора ударного возбуждения соединен с одним из входов блока выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение, выходы коммутатора связаны с вторыми входами обоих фикса- . торов уровней,о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности измерения , в каждый канал введены два триггера, два дополнительных электронных ключа и два цифровых логометра , при этом в каждом канале две последовательно соединенные цепи, состоящие из триггера,дополнительного электронного ключа и цифрового логометра, подключены соответственно к двум (Л выходам фиксатора уровней, причем вторые входы дополнительных электронных ключей соединены через умножитель частоты с генератором эталонной частоты, вторые входы цифровых логометров - с выходом основного электронного ключа, а выходы цифровых логометров подключены к со ю входам сумматора. 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зс5в С 01 R 25 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3523882/18-21 (22) 16.12.82 (46) 15.05.84. Бюл. У 18 (72) С.Т. Виграненко и В.В. Кудряшев (7 1) Ленинградский электротехнический институт связи им. М.А. Бонч-Бруевича (53) 621.317.77 (088.8) (56) 1 . .Авторское свидетельство СССР

Р 311214, кл. С 01 R 25/08, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР.

У 651269, кл . G 01 R 25/08, 1979. (54)(57} ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий коммутатор, генератор эталонной частоты, электронный ключ, умножитель частоты, сумматор, цифровой делитель и регистратор и связанные с электронным ключом и коммутатором два канала, каждый из которых включает линейный усилитель, вход которого совмещен с входом фазометра

) а выход линейного усилителя подключен к входу фиксатора уровней, выходы которого связаны с входами блока выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение и

„„SU„„1092431 A входами генератора ударного возбуждения, а выход генератора ударного возбуждения соединен с одним из входов блока выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение, выходы коммутатора связаны с вторыми входами обоих фикса-. торов уровней,отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в каждый канал введены два триггера, два дополнительных электронных ключа и два цифровых логометра, при этом в каждом канале две последовательно соединенные цепи, состоящие из триггера, дополнительного электроииого ключа и цифрового логоматра,g подключены соответственно к двум выходам фиксатора уровней, причем вторые входы дополнительных элек- С: тронных ключей соединены через умножитель частоты с генератором эталонной частоты, вторые входы цифровых логометров — с выходом основного электронного ключа, а выходы цифровых логометров подключены к

Ж входам сумматора.

1 1

Изобретение относится к фазоизмеP ительной технике и может быть ис,пользовано для измерения угла сдвига фаз между двумя электрическими колебаниями.

Известен фазометр, использующий для измерения точки перехода сигналов через максимум исследуемых сигна лов, содержащий генератор эталонной частоты, умножитель частоты, электронный ключ и регистратор, а также связанные с электронным ключом два канала, каждый из которых включает в себя формирователь моментов перехода сигнала через нулевые значения и схему выделения моментов перехода сигнала через максимальные значения 5 13.

092431 2

Цель изобретения — повышение точности измерения благодаря существенному уменьшению случайной составляющей погрешности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий коммутатор, генератор эталонной частоты, электронный ключ, умножитель частоты, сумматор, цифровой делитель и регистратор и связанные с электронным ключом и коммутатором два канала, каждый из которых включает линейный усилитель, вход которого совмещен с входом фазометра, а выход линейного усилителя подключен к входу фиксатора уровней,выходы которого связаны с входами блока выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение и

30

Однако у этого устройства недостаточно высокая точность вследствие влияния нелинейных искажений входных сигналов, поэтому результаты измерений содержат систематическую погрешность.

Наиболее близкими к предлагаемому являются способ измерения угла сдвига фаз между двумя гармоническими сигналами и устройство для его осуществления, содержащее коммутатор, генератор эталонной частоты, электронный ключ, умножитель частоты сумматор, цифровой делитель, регистратор и связанные с электронным ключом два канала, каждый из которых снабжен фиксатором уровней, генератором ударного возбуждения и линейным усилителем, вход которого совмещен с входом устройства, а выход линейного усилителя подключен к входу фиксатора уровней, выходы которого связаны с входами схемы выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение и входом генератора ударного возбуждения, а выход генератора ударного возбуждения соединен с одним из входов блока выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение, выходы коммутатора связаны с входами обоих фиксаторов уровней, а электронный ключ подключен к регистратору через сумматор и цифровой делитель 2 3.

Недостатком устройства является невысокая точность, обусловленная большим уровнем случайной погрешности. входами генератора ударного воздуждения, а выход генератора ударного возбуждения соединен с одним из входов блока выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение. выходы коммутатора связаны с вторыми входами обоих фиксаторов, в каждый канал введены два триггера, два дополнительных электронных ключа и два цифровых логометра, при этом в каждом канале две последовательно соединенные цепи, состоящие из тригге ра, дополнительного электронного ключа и цифрового логометра, подключены соответственно к двум выходам фиксатора уровней, причем вторые входы дополнительных электронных ключей соединены через умножитель частоты с генератором эталонной частоты, вторые входы цифровых логометров — с выходом основного электронного ключа, а выходы цифровых логометров подключены к входам сумматора.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство состоит из двух каналов, в каждом из которых имеется линейный усилитель 1 (2),входы которых связаны с входами цифрового фазометра, выход линейного усилителя 1 (2) нагружен на вход фиксаторов 3 и 4 уровней и коммутатора

5, связанного с входами фиксаторов.Два выхода фиксаторов 3 и 4 уровней связаны с двумя входами генераторов 6 и 7 ударного воздуждения,с двумя входами блоков 8 и 9 выделения моментов перехода сигналов через

1092431 максимальное значение и с выходами триггеров 10 и 11 (12 и 13) . Устройство содержит также электронные ключи 14-18. Выход генератора 6 (7) подсоединен к входу блоков 8 и 9, а выходы триггеров 10 и 11 (12 и

13) — к входам электронных ключей

14 и 15 (17 и 18) соответственно.

Электронные ключи 14-18 связаны с генератором 19 через умножитель

20 частоты. Выходы электронных ключей 14 и 15 (17 и 18) подключены к входу регистра делимого соответствующего цифрового логометра 21 и

22 (23 и 24). Выходы цифровых логометров 21 и 22 (23 и 24) обоих каналов подсоединены к входам сумматора 25, выход каждого из которых через цифровой делитель 26 связан с регистратором 27, входы электронного ключа 16 сдвига фаз связаны с выходами блоков 8 и 9, а выход элек.— тронного ключа 16 подключен к входам регистров делителей цифровых логометров 21-23.

20

Устройство работает следующим образом.

Гармонические колебания поступают на оба входа фазометра и с помощью линейных усилителей 1 и 2 усиливаются до выбранного фиксированного деления, одинакового для обоих каналов. При нажатии кнопки "Сброс" все счетные узлы фазометра приводятся в начальное рабочее состояние. М

Усиленные гармонические колебания приходят на вход фиксаторов 3 и 4 уровней, которые задают п постоянных уровней напряжения U. по n/2 одина1 ковых попарно уровней в положитель- 40 ной и отрицательной областях напряжения и генерируют короткие импульсы в моменты пересечения входным сиг.налом выбранного уровня напряжения U 45

Коммутатор 5 осуществляет выбор одного из уровней U; и по окончанию измерения при выбранном уровне

U. производит переключение фиксато1 ров на другой уровень напряжения, одинаковый для обоих фиксаторов.Таким образом, происходит перебор всех и значений уровней напряжения U; .Выходные импульсы фиксаторов

3 и 4 поступают на входы блоков 8 и 55

9 и на входы генераторов 6 и 7,которые запускаются от первого импуль са соответствующего фиксатора и прекращают генерацию по второму импульсу фиксатора. Оба генератора 6 и 7 генерируют последовательность импульсов высокой частоты, синхронных относительно первого (запускающего) импульса соответствующего фиксатора уровней. Синхронизация импульсов заполнения относительно запуска обеспечивает точность деления выделенного временного интервала на два с помощью вычитания, так как отсутствуют случайные колебания импульса, соответствующего середине выделенного временного интервала и максимуму входного сигнала в интервале (О-Т<),где Т< — период следования входной частоты. На выходах фиксаторов 3 и 4 выделяются короткие импульсы в моменты перехода входных напряжений через максимальное значение. Выходные импульсы фиксаторов 3 и 4 через триггеры 10-13 открывают электронные ключи 14> 15

17, 18. Импульсы генератора 19 через умножитель 20 и электронные ключи 14, 15, 17 и 18 поступают на вход регистров делителей цифровых логометров 21-24, а через умножитель 20 и ключ 16 — на входы регистров делимого цифровых логометров 2 1-24. Выходным импульсом схем закрываются ключи 16, 17, 18, 14, 15 и блокируется умножитель

20 частоты. После перебора коммутатором 5 всех п заданных уровней напряжения, частное от деления с коэффициентом кратным 360, получаемое на выходных цифровых логометров для каждого i-ro уровня поступает на вход сумматора зт 1 — 911 1 = » Sea F rn -„- т; где F - частота входных сигналов;

k — — соотношение частот на

m входах делителя и делимого логометров; временной промежуток, пропорциональный сдвигу фаз входных сигналов;

Т. — период входной частоты, измеренный на i-oM уровне; эталонная частота.

С вйхода делителя 26 частоты,где происходит усреднение результатов, получаемое на сумматоре по числу дзоввней, на вход регистратора пос109243 1

Составитель В. Шубин

Редактор И. Касарда Техред И.Кузьма Корректор И. Эрдейг

Заказ 3249/29

Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий:

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4 тупает число импульсов, равное зна- чению измеряемого фазового сдвига

ВБΠ— Х Й

jq =4

Использование предлагаемого цифрового фазометра позволяет снизить результирующую погрещность измерения, повысить точность измерения более, чем на порядок.