Одноканальный инфранизкочастотный фазометр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСИИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 0 01 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4179046/24-21 (22) 09.01.87 (46) 30.12.88. Бюл, Р 48 (72) А,B..Анопш.-ин, Е,В.Грузинцев, С,В.Дьяченко и В,A,Ñàðàíöåâ (53) 621.317, 373(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1 337812, кл. 0 01 R ?5/00, 1986, Авторское свидетельство СССР

Р 834591, кл, 5 01 R 25/00, 1979, (54) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЬЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение относится к информационно-преобразовательной технике °

„„SU„„144S300 A 1

Цель изобретения — повышение точности измерения, Устройство содержит блок 1 управления, блок 2 деления, блок 3 преобразования арктангенса и отсчетно-регистрирующий блок 4, Введение ключей 5 и 6 с памятью, фазовращателя 7, перемножителей 8 и 9 и образование новых Функциональных связей обеспечивает возможность фазового сдвига у сигналов с разными амплитудами. Кроме того, исключается неоднозначность считывания результатов измерения сдвига фаз синусоидальных сигналов. 2 ил, 1 1 448300 2

Изобретение относится к информационно-преобразовательной технике и может быть использовано как по пря мому назначению так и при реалиэаУ

5 ции функциональных преобразователей, угломерных приборов и т.п.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— временные диаграммы, характеризующие его работу.

Одноканальный инфранизкочастотный фазометр содержит блок 1 управле- 15 ния, блок 2 деления, последовательйо соединенные блок 3 преобразования арктангенса и отсчетно-регистрирующий блок 4, первый и второй ключи 5 и 6 с памятью, фаэовращатель. 7, пер- 20 вый и второй перемнохители 8 и 9, первые входы которых соединены соответственно с первой и второй входньгми клеммами устройства, а выходы соединены соответственно через первый и второй ключи 5 и 6 с памятью с первым и вторым входами блока 2 деления, выход которого подключен к входу блока 3 преобразования арктангенса через третий ключ 10 с памятьв, 30 первый выход блока 1 управления под- ключен к управляющим входам первого и второго ключей 5 и 6 с памятьв, второй выход — с управляющим входом третьего ключа 10 с памятьв, а выход ( к выходу первого перемножителя 8, второй вход которого соединен через фазовращатель 7 с первым входом второго перемножителя 9, второй вход которого подключен к первому входу пер- 40 ного перемножителя 8 °

Блок 1 управления содержит соединенные последовательно фильтр 1 1,подключенный входом к входу блока 1 управления, компаратор 12, дифферен- 45 цирующий блок 13, ограничитель 14, снизу, выход которого является первым выходом блока 1 управления, и элемент

15 задержки, выход которого является вторым выходом блока 1 управления.

Устройство работает следующим образом.

На первые входы перемножителей 8 и 9 подают соответственно два синусоидальных сигнала (фиг. 2а,б)

U< (t)=U„, singt, U,(t)=U„,sin(Qt-g„) с одинаковой частотой Q и неизвестным фаэовым сдвигом ср„, причем эти сигналы могут иметь различную амплитуду, На второй вход перемноясителя 9 подавт сигнал

0,(1)=11„„ singt, а на второй вход перемножителя 8 сигнал, получаемый на выходе фазовраща-. теля 7 за счет сдвига фазы сигнала

U>(t,) на величину "И ()=тЗ,cos(a -V„).

На выходах перемножителей 8 и 9 получают сигналы (фиг. 2в,г) U+(t)=: — — (sining„+oio(2qt-q„));

0(ц Umz Г

tJ > (t ) =: — — - (o o sr)„- o o t (2 y t - q „))

UNi УюгГ которые подают соответственно на сигнальные входы первого и второго ключей 5 и 6 с памятью, на управлявщие входы которых подают с первого выхода. блока 1 управления управлявщие сигналы. Эти сигналы представляют собой последовательность коротких импульсов, вырабатываемых блоком 1 управления в моменты времени

2К ((ц)„ — +

20 2(1

При этом на выходах ключей 5 и 6 с памятью получают соответственно:

П, т1„„

5 41=4

6 U <=t, = — - — (cosCP -1), Uitiи 1-(wz к

U Ug coslp„ -I с1)„

U -tg

U U> o< sin q „2

i с выхода блока 2 деления подают на сигнальный вход ключа 10 с памятью, на управляющий вход которого с второго выхода блока 1 управления подают управляющий сигнал., получаемый путем задержки с помощью элемента

15 задержки, управляющего сигнала (фиг. 2и), причем время задержки выбирается таким, чтобы на выходе блока 2 деления закончился переходный процесс и успел сформироваться результат очередного деления. В результате этого на выходе ключа 10 с памятью йолучавт сигнал с амплитукоторые подают соответственно на первый и второй входы блока 2 деления. Сигнал

1448300 дой, пропорциональной значению

4х который подают на вход бло2 ка 3 преобразования арктангенса, на выходе которого формируется сигнал

-S 8rctg(-tg -")= +S -", где (-S) крутизна блока 3 преобразования арктангенса, удобная для непосредственного отсчета фазового сдвига в градусах по шкале отчетно-регистрирующего блока 4.

Блок управления I работает следующим образом.

На вход фильтра 1 подают сигнал

u (*I= --> — -* (в п(„+я п(2ю -цД, на выходе которого получают в результате фильтрации сигнал (фиг. 2д) U>(t)= - — - К sin(2gt-(„), где К вЂ” коэффициент передачи фильтра.

Этот сигнал подают на первый вход компаратора 12 на второй вход которого подают сигнал нулевого уровня.

На выходе компаратора формируют сигнал типа "меандр" (фиг. 2е), который подают на вход дифференцирующего блока 13, вырабатывающего последовательность раэнополярных импульсов, образующихся в моменты времени (фиг. 2ж) - + «-", K=0,1,...,n, ъ « д т.е. при выполнении условия э1п(2Я

-(p,)=0 эквивалентного условию (2 - y„) =Ki.

Сигнал с выхода дифференцирующего блока подают на вход ограничителя 14 снизу, который "срезает" импульсы отрицательной полярности. На выходе ограничителя 14 получавт сигнал в виде последовательности импульсов, возникающих в моменты времени (фиг. 2з) 5 й

=(2К+2) -.— + -", K=O, I,...,n. ф ф х ° ° ° ф °

Таким образом устройство по сравнению с иэвестнымн позволяет исключить неоднозначность считывания ре10 зультатов измерения сдвига фаэ синусоидальных сигналов, оно работает также при разных амплитудах входных сигналов, что позволяет исключить сложные в реализации нормализаторы

15 амплитуды, способные вносить искажения в результат измерения °

Формула изобретения

20 Одноканальный инфранизкочастотный фазометр, содержащий блок управления, блок деления и последовательно соединенные блок преобразования арктангенса и отсчетно-регистрирую25 щий блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй ключи с памятью, фазовращатель, первый и второй перемножители, первые входы

ЗО которых соединены соответственно с

С первой и второй входными клеммами фаэометра, а выходы соединены соответственно через первый и второй ключи с памятью с первым и вторым входаЗ5 ми блока деления, выход которого подключен к входу блока преобразования арктангенса через третий ключ с памятью, при этом первый выход блока управления подключен к управляющим

4р входам первого и второго ключей с памятью, второй выход — к управляющему входу третьего ключа с памятью, а вход — к выходу первого перемножителя, второй вход которого соединен

45 через фаэовращатель с первым входом второго перемножителя, второй вход которого подключен к первому входу первого перемножителя. 1448300

gig

@gal

Жз

И. 2 Е

Составитель М. Катанова

Редактор М,Товтин Техред Л.Сердюкова

Корректор О.Кравцова

Производственно-,полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6844/51 Тираж 772 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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