Способ измерения фазового сдвига гармонических сигналов

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ путем Йреобразования фазового сдвига во временной интервал, длительность Которого определяется моментами достижения первым гармоническим сигналом величины первого постоянного напряжения и вторым гармоническим сигналом величины второго постоянноЪо напряжений; отличаищ и и с я тем. что, с целью упрощения иповышения быстродействия при измерении, формирование постоянных напряжений производится выделением постоянных составляющих изглеряемых гармонических сигналов путем их интегрирования с постоянной времени интегрирования, значительно большей периода повторения измеряеквлх гармонических сигналов .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1100578 А

3(5П С 01 В 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ (21 ) 3569836/18-21 (22) 28,03.83 (46) 30.06.84. Бюл. 9 24 (72) В.К.Попов (53) 621.317.7(088.8) (56.) 1,. Авторское свидетельство СССР Ю 474763.. кл. G 01 R 25/00. 1975, 2, Авторское свидетельство СССР

9 922658, кл. G 01 8 25/00, 1982 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО

СДВИГА ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ путем

Преобразования Фазового сдвига so временной интервал, длительность которого определяется моментами достижения первым гармоническим сигналом величины первого постоянного напряжения и вторым гармоническим сигналом величины второго постоянного напряженйя; о т л и ч а вшийся тем. что, с целью упрощения и йовышения быстродействия при измерении, Формирование постоянных напряжений производится выделением постоянных составляющих измеряемых гармонических сигналов путем их интегрирования с постоянной времени интегрирования, значительно большей периода повторения измеряемых гармонических сигналов.

1100578

Изобретение относится и фазоиз-мерительной технике.

Известен способ измерения малых ,фазовых сдвигов гармонических сигналов, основанный на интегрировании каждого из исследуемых сигналов 5 на двух временных интервалах с помощью задатчика времени, при этом выделяют временной интервал, пропорциональный двойному фазовому сдвигу путем задания начала и конца первого интервала интегрирования соответственно равным 1 и -)-к или

7t z

0 и — а начало второго интервала

2 5— 3-г интет рирования раВным 2 л или2л

Олнако способ недостаточно точен при измерении фазовых сдвигов гармонических сигналов с постоянной составляющей °

Наиболее близким к изобретению является способ измерения фазовых сдвигов гармонических сигналов путем преобразования сдвига фаз во временной интервал, при котором определяют временные интервалы между моментами достижения гармоническим сигналом первого заданного напряжения и вторым гармоническим сигналом второго заданного напряжения, определяют суммарное значение временных интервалов и по полученному результату судят о фазо- 30 вом сдвиге гармонических. сигналов (2) .

Однако при использовании способа необходимо знать величину и полярность„постоянных составдяющих измеряемых .переменных напряжений, так как исходя из этого задается величина и полярность постоянных напряжений, с которыми сравниваются гармонические сигналы. Кроме того, данный способ измерения фазового сдвига является сложным из-за Формирования двух временных ингервалов с последующим усреднением результа- .. та измерения суммарного временного 45 интервала.

Цель изобретения — упрощение и повышение быстродействия при измерении.

Поставленная цель достигается тем. что,согласно способу измерения фазового сдвига гармонических сигналов путем преобразования фазового сдвига вО временной интервал. длительность которого определяется моментами достижения первым гармони ческим сигналом величины первого.. постоянного напряжения и вторым гармоническим сигналом величины второго постоянного напряжения, форми- 60 рование постоянных напряжений производится выделением постоянных состав ляющих измеряемых гармонических сигналов путем их интегрирования с постоянной времени интегрирования 65 значительно большей периода повторения измеряемых гармонических сигналов.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для измерения фазового сдвига гармонических сигналов, на фиг.2временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит компараторы

1 и 2, первые входы .которых. соединены соответственно с выходами интеграторов 3 и 4, а выходы подключены к первому и второму входам элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, генератор б импульсов, инвертор 7,.подключенный.к выходу компаратора 1, элемент И 8, подключенный входом К выходам компаратора 1, элемента 5 и генератора б, элемент И 9, входы которого подключены к выходам инвертора 7 и элемента 5, а выход соединен с обнуляющим входом счетчика 10, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 8, первая и вторая входные шины 11 и 12 устройства подключены соответственно к вторым входам компараторов 1 и 2 и входам интеграторов 3 и 4.

Гармонические входные сигналы, по-. ступающие на.первую и Вторую входные шины 11 и 12, интегрируются интеграторами 3 и 4 с постоянной времени, значительно превышающей их период повторения, при этом выделяется постоянная составляющая входных гармонических сигналов (постоянные напряжений U u Uz приведены на фиг.2о ,и з)..

С выделенными постоянными напряже-, ниями в компараторах 1 и 2 сравниваются измеряемые переменные напряжения: с постоянным напряжением U сигнал f„(t), а с постоянным напряжением 0 . - сигнал fz(t). В результате этого на выходе комйараторов 1 и 2 формируются импульсные напряжения 4)( и 0 (фиг. 2б, г). Сдвиг фаз между этими импульсными напряжениями равен сдвигу фаз между измеряемыми гармоническими сигналами f (t) и fz(t)..

Сдвиг фаз между-двумя йолученными импульсными напряжениями преобразуется в равный ему временной интервал (фиг. 2д) с помощью элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, напряжение логической единицы на вйходе которого по-, является в те периоды времени, когда одно из импульсных напряжений на его входах равно логическому нулю. Эти импульсы подаются на один из входов элемента И 8, на другой вход которого подается импульсное напряжение U, . На третий вход элемента 8 подается импульсное напряжение с генератора б, частота кото- . рого во много раэ больше длительнос-, ти измеряемого импульсного интервала Ф. В результате логического сложе1100578 фие. Й

S8NHHR Заказ 4576/35 :Тираж 711 Подписное

ЮЮЮЮВЮЮЮЮЮЮФ Ю ВЮЮЮЮ ЮЮ ЮЮЮ

° а ФЮЮ ю ю ЮВ филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная; 4 ния импульсов U (Фиг. 2 б) импульса длительностью (фиг.2 д и импульсов с генератора б на выходе элемента И 8 формируится пачки импульсов напряжения,(фиг. 2 ж), частота которых в,два раза меньше пер- 5 воначально сформированных импульсов такой же длительности (Лиг.2 д!., Количество импульсов в пачке. которое щюпорционально сдвигу фаз между сформированными импульсными напря- j10 жениями 0, и U . а следовательно и сдвигу фаз между измеряемыми гармоническими сигналами Е„(Ц и k<(t) измеряется счетчиком 10.

В .промежутках между пачками имцульсов счетчик 10 сбрасывается импульсами (Фиг. 2 з сформированными с помощью элемента И 9 путем логического сложения проинвертированного инвертором 7 импульса 0„ (фиг, 2 е))и импульса. пропорционального сдвигу фаз гармонических сигналов (Фиг. 2 д ).

Таким образом, применение изобретения позволяет упростить способ измерения фазового сдвига гармонических сигналов и ускорить. процесс измерения фазовых сдвигов, так как постоянные напряжения,.с которыми сравниваютсн измеряеьиае гармонические сигналы, всегда находятся в зоне величины измеряемых сигналов.