Цифровой фазометр

 

Изобретение может быть использовано в устройствах регистрации и контроля фазового сдвига между электрическими сигналами, в системах регулирования и автоподстройки фазы и частоты. Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение устройства. Фазометр содержит формирователи 1 и 2, триггер 5, реверсивный счетчик 16, счетчик 7, генератор 8 квантующих имнульсов и двоичный умножитель 11 частоты. Введение триггеров 3 и , регистров 9 и 10 и образование новых связей между элементами устройства новышает качество контроля фазовых сдвигов между электрическими сигналами, например напряжениями , токами в. трехфазных энергосистемах промьпиленной сети. При этом обеспечивается более точное поддержаа ние симметрии сигналов этих систем. 1 ил. сл с to vj ГчЭ bo СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 272275 др 4 С О1 R 25/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3902473/24-21 (22) 29 ° 05 ° 85 (46) 23.11.86. Бюл. Р 43 (72) М.Г.Рылик, О.M.Доронина и В.М.Ванько (53) 621 ° 317 ° 77(088..8) (56) Смирнов П.Т. Цифровые фазометры, Л.: Энергия, 1974, с. 11, 26-30.

Авторское свидетельство СССР

У 1086836, кл. G 01 R 25/00, 1981. (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение может быть использовано в устройствах регистрации и контроля фазового сдвига между электрическими сигналами, в системах регулирования и автоподстройки фазы и частоты. Цель изобретения — повышение точности измерения н упрощение ус тройства. Фазометр содержит формирователи 1 и 2, триггер 5, реверсивный счетчик 6, счетчик 7, генератор

8 квантующих импульсов и двоичный умножитель 1! частоты. Введение триггеров 3 и 4, регистров 9 н 10 и образование новых связей между элементами устройства повышает качество контроля фазовых сдвш ов между электрическими сигналами, например напряжениями, токами в трехфазных энергосистемах промышленной сети. При этом обеспечивается более точное поддержание симметрии сигналов этих систем.

1 ил.

1272275

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения, рЕгистрации и контроля фазового сдвига между электрическими сигналами, в системах регулирования и автоподстройки фазы и частоты.

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение устройствл за счет изменения связей между известными узлами устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого цифрового фазометра.

Цифровой фаэометр содержит формирователь 1 и 2, триггеры 3-5, реверсивный счетчик 6, счетчик 7, генератор 8 квантующих импульсов, регистры

9 и 10 и двоичный умножитель 11 частоты. Входы формирователей 1 и 2 подключены к входным клеммам фазометра, а выходы. — к входам управления триггеров 3 и 4 соответственно. Входы синхронизации триггеров 3 и 4 соединены с выходом генератора 8 квантующих импульсов, подключенным также к входам счетчика 7, двоичного умножителя 11 частоты и входу прямого счета реверсивного счетчика 6, а входы сброса — соответственно с прямым выходом триггера 5, подключенным также к входу управления реверсивного счет1 чика 6, и инверсным выходом триггера

5. Вход установки триггера 5 подключен к прямому выходу триггера 3 и входу сброса реверсивного счетчика

6, вход синхронизации — к выходу обратного счета реверсивного счетчика

6 и входу записи регистра 10, вход управления — к шине питания, а вход сброса — к прямому выходу триггера ,4, входу сброса счетчика 7 и входу записи регистра 9. Выходы разрядов счетчика 7 соединены с информационными входами регистров 9 и 10. Выходы регистра 9 подключены к входам управления двоичного умножителя 11 частоты, выход которого соединен с входом обратного счета реверсивного счетчика 6. Выходы регистра !О являются выходами фазометра. Формирователи 1 и 2 могут быть построены на основе триггеров IIIMHTTB, а двоичный умножитель 11 частоты — на основе микросхем типа ИЕ 8, например, К155И28, выполняющих функцию:

f . N/2, (1) с о импульсами частотой следования Е с выхода двоичного умножителя 11 частоты (N1- о)/2 где N — число импульсов опорной частоты f следования, подсчитываемое о в счетчике 7 между каждыми двумя импульсами на выходе триггера 4, т.е. в течение текущих периодов Т входных сигналов

Б = Е Т. (4)

При досчете через время с с.=N/f (5) счетчика 6 до нуля, на его выходе обратного счета появляется импульс переполнения, под действием которого где Й, f — соответственно входная и выходная частоты следования импульсов;

n — число двоичных разрядов

S умножителя, N — управляющий код.

Цифроной фаэометр работает следующим образом.

При переходе первого входного сиг1О нала через заданный уровень на выходе формирователя 1 происходит изменение потенциала с "0" íà "I" что приводит при появлении ближайшего импульса на выходе генератора 8 к установке триггера 3, а с некоторой задержкой и триггера 5 в единичное состояние, после чего триггер 3 устананливается в "0 . Таким образом, при переходе первого входного сигнала че20 рез заданный уровень на прямом выходе триггера 3 появляется короткий импульс, устанавливающий реверсивный счетчик 6 в нулевое состояние, а на прямом выходе триггера 5 появляется единичный потенциал, устанавливающий счетчик 6 в режим сложения. При переходе заданного уровня вторым входным сигналом через время о" сдвига между входными сигналами на прямом выходе

30 триггера 4 формируется короткий импульс, производящий по своему переднему фронту перенос содержимого счетчика 7 в регистр 10, а по эаданному— сброс счетчика 7 в "О". Триггер 5 в это же время устанавливается в "0 и переключает счетчик 6 в режим вычитания. Счетчик 6 начинает считывать число N„, накопившееся в нем эа время о,40 (2) 12-72275 (2)- (5):

1!< <о " (2 )/T, (6)

20 (8) Я, = 1/(Е Т) 2

Г2/ 8

1/У

ВНИИПИ Заказ 6335/45 Тираж 728 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород ул. Проектная, 4 содержимое М< счетчика 7, равное к этому моменту с учетом выражений переносится в регистр 10, а триггер

5 устанавливается в "1", переведя тем самым счетчик 6 в режим сложения.

С появлением следующего перепада их 0 в "1 потенциала на выходе 1О формирователя 1 счетчик 6 сбрасывает-: ся в "0« и работа фазометра возобновляется.

Относительная погрешность измерения в предлагаемом фазометре содержит, в основном, три составляющие: погрешность 3 синхронизации

8; = 1/(f.,ò), (7) погрешность, синхронизации Т и погрешность от неравномерности следования импульсов на выходе двоичного умножителя частоты 25

S„, л„/(". Г,) > rrö/(-. К, ). (9)

<, Предлагаемый фазометр имеет более высокую точность измерения и его погрешности квантования относительно известного составляют, соответственно: и при необходимости достижения погрешности порядка десятых процента (2 = 1000, = 0,001) равны соответственно 1000, 1414 и 1000.

Кроме того, неопределенность состояния триггера 5 управления при

<- 0 в предлагаемом устройстве легко убирается за счет синхронизации обрабатываемых временных интервалов с 45 квантующими импульсами и подбора триггеров 3 и 4 с разными рабочими фронтами по входу синхронизации (т.е. разделения во времени изменения состояний триггеров 3 и 4). So

Увеличение точности измерения фазометра приводит к повышению качества контроля фазовых сдвигов между электрическими сигналами, например напряжениями и токами в трехфазных энергосистемах промышленной сети.

Это, в свою очередь, обеспечивает более точное поддержание симметрии сигналов этих систем. формула изобретения

Цифровой фаэометр, содержащий первый и второй формирователи, первый триггер, реверсивный счетчик, счетчик, генератор квантующих импульсов и двоичный умножитель частоты, причем входы формирователей подключены к входным клеммам фазометра, вход установки первого триггера соединен с входом сброса реверсивного счетчика, а прямой выход — с входом управления реверсивного счетчика, вход прямо о счета которого подключен к выходу генератора квантуюших импульсов, а вход обратного счета — к выходу двоичного умножителя частоFbr отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения и упрощения устройства, в него введены второй и третий триггеры, первый и второй регистры, причем входы управления второго и третьего триггеров соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей, входы синхронизации — с выходом генератора квантующих импульсов, подключенным также к С-входам счетчика и двоичного умножителя частоты, а входы сброса второго и третьего триггеров соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера, вход установки которого подключен к прямому выходу второго триггера, вход синхронизации — к выходу обратного счета реверсивного счетчика и входу записи второго регистра, а вход сброса — к прямому выходу третьего триггера, входу сброса счетчика и входу записи первого регистра, выходы разрядов счетчика соединены с информационными входами первого и второго регистров, выходы первого регистра подключены к входам управления двоичного умножителя частоты, а выходы второго регистра являются выходами устройства.