Фазометр низких и инфранизких частот

 

Изобретение относится к области радиои электроизмерительной техники . Может быть использовано для измерения фазовых сдвигов гармонических сигналов, для определения фазочастотных характеристик. Целью изобретения является расширение диапазона частот и сокращение времени измерения . Для достижения данной цели в устройство, содержащее генератор 7, ключ 14, счетчик 15, блок 16 индикации , первьп 12 и второй 13 формирователи , первую 1 и вторую 2 клеммы, введены третий 3 и четвертый 4 формирователи , первьт 5 и второй 6 умножители , сумматор 1I, делитель частоты 8, полосовой фильтр 9, фазосдвигатель 10. В устройстве сокращено время измерения за счет непосредственного отсчета измеренного сдвига фаз и отсутствия необходимости предварительного замера частоты исследуемого сигнала. Увеличение гаирокополосности связано с тем, что при любой измеряемой частоте фазовый сдвиг на этой частоте переносится на фиксированнзто опорную частоту и при одном и том же угле фазового сдвига на разных измеряемых частотах число счетных импульсов будет одинаково. Погрешность измеряемых фазовых сдвигов в да нном фазометре определяется в основном умножителями. 1 ил. i (Л

СОНЯ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС1 ИЧЕО ИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1260871

Ai ("!} 4 С О} R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3505233/24-21 (22) 17.09,82 (46) 30.09.86. Бюл. Р 36 (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского проектно †констру торского технологического института источников тока (72) В.И. Косюк, В.Ф. Колесников . и И.А. Пашанин

{53) 621.317.77 (088.8) (56) Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. К.: Вища школа, 1980, с. 412.

Галахов О.П. и др. Основы фаэометрии. Л.: Энергия, 1976, с. 156-157. (54) ФАЗОИЕТР НИЗКИХ И ИНФРАНИЗКИХ

ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к области радио- и электроизмерительной техники. Может быть использовано для измерения фазовых сдвигов гармонических сигналов, для определения фазочастотных характеристик. Целью изобретения является расширение диапазона частот и сокращение времени измерения. Для достижения данной цели в устройство, содержащее генератор 7, ключ 14, счетчик 15, блок 16 индикации, первый 12 и второй 13 формирователи, первую 1 и вторую 2 клеммы, введены третий 3 и четвертый 4 формирователи, первый 5 и второй 6 умножители, сумматор ll делитель частоты 8, полосовой фильтр 9, фазосдвигатель 10. В устройстве сокращено время измерения эа счет непосредственного отсчета измеренного сдвига фаз и отсутствия необходимости предварительного замера частоты исследуемого сигнала. Увеличение широкополосности связано с тем, что при любой измеряемой частоте фазовый сдвиг на этой частоте переносится на фиксированную опорную частоту и при одном и том же угле фазового сдвига на разных измеряемых частотах число счетных импульсов будет одинаково. Погрешность измеряемых фазовых сдвигов в данном фаэометре определяется в основном умножителями. l ил. (<(11) / !

Изобрете»и(<)т»()< ит«t к <» )

Цель изобретения — ра(111ирение диапазона частот и сокращение врем<— ни измерения.

На чертеже изображена блок-<.хема предлагаемого фаэомс тра.

Фаэометр низких и инфранизких частот содержит клеммы 1 и 2 для подключения измерительного ()игиала и опорного сигналя, формирователи 3 и

4, формирующие сигналы вид(1 ()к Со /(р и к

{1„ б()в ((к, умножители 5 и 6, генератор 7, делитель 8 частоты, TloslonoRnA фильтр 9, фазосдвигатель 10 (н(1 90 ) сумматор 11, формирователи 12 и 13 (для управления работой ключа), кл<оч

1 4,,счетчик I. 5 импульсов,,блок 16 индикации.

Клемма 1 соединена с первыми входами формирователей 3 и (1, вторые входы которых соединены с клеммой 2, а выходы через умножители 5 и 6 соответственно — с входами сумматора 11.

Генератор 7 соединен с ключом 14 и через последовательно соединенные делитель 8 частоты, полоспвой фильтр

9 и фаэосдвигатель 10 — с умножителем 5. Выход полосового фильтра 9 соединен с опорным входом умножителя 6 и входом фаэосдвигателя IO, выход кото- 35 рого через формирователь 12, а выход сумматора 11 через формирователь 13 соединены с входами ключа 14, соединенного выходом через счетчик 15 импульсов с блоком 16 индикации. 40

Фазометр и инфранизких час— тот работает следую(цим образом.

Измеряемь1й сигнал вида IJ „si ngf- Р,1

/ подается на входную клемму i, откуда он поступает на основные входы форми — 45 рователей 3 и 4, Опорный сигнал вица

{I o)

).

ТI I ИМ(!) ЛЬ (i! Ч 1< l <) < ()И РЯ В! lой

< 11< . к < " ((а (1 () 1 » 1 Рl< .РЯ ТOP;1 ?

1(E .

11олосовой фильтр 9 формирует гармонический сигнал с чистотой <., меньшей частоты, генератора в

3,6.10" . Напряжение вида U„ iT) йf где )2 — круговая частота, равная

Л =2<)f, с выхода фильтра 9 подается на опорный вход умножителя 6 и на вход фазосдвигателя 10, на выходе которого будем иметь напряжение нида

{(со В4

Напряжение вида (! со дт подается на опорный вход умножителя 5. Напряжение на выходе умножителя 5 будет иметь вид

Ц - кс06(p„{I

lI„U,(п,oэ{пK-(p„)+ceo {c(f (p )) 1 (2)

Напряжение на выходе умножителя

6 будет иметь вид

/ () ab<)< 6 () X <) (К "О < (U,0„coü(ëf, (1к) соs{ат(ц)„))

На сумматоре Il напряжение вида (2) складывается с напряжением ви;;а (3) .

На выходе сумматора ll имеем напряжение вида

t)b

Таким образом, измеряемый фазовый сдвиг (р» перенесен на опорную частоту, формируемую полосовым фильтром 9.

Формирователи !2 и 13 формируют из гармонических сигналов видов

{!о со Qk и {!о {1„со (д - Я импульсы, управляющие работой кточа 14. Напряжение формирователя 12 открывает ключ 14, а напряжение формирователя

13 закрывает ключ 14.

Количество импульсов, сосчитанное счетчиком 15 импульсов эа время открытия ключа 14 пропорционально измеряемому фазовому сдвигу gx

Импульсы с формир,ователя 12 открывают кл)оч при переходе напряжения видя О„со <,(через нуль т.<.. Ири

Q 1. = l /2, отсюда время (.< пт((рь)тия клк. ча t 4 равно

< /2

)(, (. 1(Я ) t

1ii (Йс 1 (3(13 (I 1(i I < 1(11(((;1 11 1(((е э((л че(1ие (Ра (.. (.(11(13111((((là1 h s (11 1(С 1 Н((131!((У((И(.O(3 для максим,((ньног > физо((ого сдвига ..

В завис11мос:1 и О 3 т(1РбуемОй тОчнОсти

3то Оптин(1.11(,н(1е з(1(1 (с((Не может быть выбрано из следующего ряда чисел:

360; 3600 или 36000. Частотный диапазон предлагаемого фазометра состан— ляет примерно 0 — 100000 Гц.

10 Погрецп(ость измеряемык фазовых сдвигов в предлагаемом фазометре оп3 ределяется н основном умножителями.

Если учесть тот факт, что один из сомножителей — постоянная составляю(5 щая, а частота опорного генератора выбирается небольшой, например 1 кГц, и уровни входных сигналов не превышают + 2В, то погрешность умножения составляет не более 0,1г, что дает

20 максимальную погрешность измерения, равную 2,5 . Применение более точных о умножителей, например, на основе умножаюц(их ЦЛП позволяет снизить

О погрешность измерения до 0,8

Формула и з обре т е н и я

Фаэометр низких и инфраниэких частот, содержащий последовательно соединенные генератор, ключ, счетчик и блок индикации, первый и второй формирователи, подключенные к соответствующим входам ключа, а также первую и вторую клеммы для подключения 1l l 7 ((.(„

2 (2 (6) (7) 4t

Т (8) где Т вЂ” период импульсов генератоГ ра 7.

Подставляя (7) в (8), получаем

25 Px Fr

Ы1 (Ж

Так как отношение Г„ и f равно

3,6 .10 (1 0) 30 (1- 2 ((= ql) ° 10

При n=2, получим (12) (((= 9 x (r (a ((((.

О

Таким образом, предлагаемый фазо- 40 метр по .сравнению с известными сокращает время измерения, за счет непосредственного отсчета измеренного сдвига фаэ и отсутствия необходимости предварительного замера час- 4> тоты исследуемого сигнала.

Увеличение широкополосности связано с тем, что при любой измеряемой частоте фазовый сдвиг на этой частоте переносится на фиксированную опор-50 ную частоту и при одном и том же угле фазового сдвига на разных измеряемых частотах число счетных импульсов будет одинаково, т.е. емкость счетчиков не Ограничивает частотный диапазон, как в известном устВНИИ((И Заказ 5226/46

Произв.-попигр. пр-тие, г.

Импупьсь! форм((р(((3ате((я I:3 э акры вают ключ 1 (при переходе напряжения вида 11„ (133 ((((т. (3(,,через нуль, т(( т.е. при ((f -((„ = 2-, отсюда время t закрытия ключа 14 равно

Время, в течение которого открыт ключ 14, равно

3а время gt через ключ 14 на счетчик 15 импульсов пройдет И имПУЛЬСОВ, КОЛИЧЕСТВО КОТОРЫХ оПРЕДЕлится формулой то результат измерения на блоке 16 индикации фиксируется в. градусах измеряемого и опорногo сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот и сокращения времени измерения, в него введены третий и четвертый формирователи, входы которых подключены к первой и второй клеммам соответственно, первый и второй умножители, управляющие входы которых соединены с выходами третьего, четвертого формирователей соответственно, сумматор, входы которого соединены с выходами умножителей, а выход — с входом второго формирователя, делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом делителя частоты, а выход— с опорным входом второго умножителя, фаэосдвигатель, вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а выход — с опорным входом первого умножителя и входом пер((ого формирователя.

Тираж 728 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4