Патент ссср 189942

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 29 1.1964 (№ 878790/26-10) Кл. 21е, 36/03 с присоединением заявки №

МПК G Olr

УДК 621.317.77 (088.8) Приоритет

Опубликовано 16.Х11.1966. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 31.1.1967 "-Комитет па делам изобретений н открытий при Совете Министров

СССР

ФАЗОМЕТР ИНФРАНИЗКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕВАНИЙ

Известны фазометры инфранизких электрических колебаний с линейно-изменяющимся напряжением, содержащие входные схемы компараторов для формирования импульсов в моменты перехода входных сигналов через нуль, триггер, фантастронный генератор линейно-изменяющегося напряжения и отсчетное устройство с запоминанием. Эти фазометры позволяют измерять временной фазовый сдвиг и, следовательно, измеряют непосредственно фазу только на фиксированной частоте. Происходит это потому, что генераторы линейноизменяющегося напряжения в подобных фазометрах имеют постоянную крутизну наклона характеристики линейно-изменяющегося напряжения, не регулируемую автоматически в функции от частоты входного (опорного) сигнала.

Предложенный фазометр лишен вышеуказанного недостатка. С целью осуществления автоматического измерения фазы непосредственно в градусах и обеспечения независимости показаний фазометра от величины постоянной составляющей входных сигналов, используемый в нем генератор линейно-изменяющегося напряжения выполнен в виде интегрирующего усилителя, вход которого подключен к выхоnàì частотомера и инвертора, стоящего на выходе частотомера, через последовательные цепочки, состоящие из диода и входного сопротивления, к точке соединения которых подключены управляющие ключи.

На чертеже изображена принципиальная схема описываемого фазометра.

Фазометр включает следующие основные узлы. Блок 1 выделения моментов времени

t, и t>, блок 2 выделения моментов времени

4 и t4, частотомер 8, инвертор 4, блок 5 выделения времени Т„блок б выделения времени 7„зарядные ключи 7, 8 и 9, генератор 10 пилы, одновибратор ll, двухполярный разрядный ключ 12, зарядные ключи 18 и 14, блок

15 выделения времени Т>, запоминающее устройство Ib и двухполярный разрядный ключ 17.

Сигнал со входа I переходит нуль дважды: в момент времени t> — в положительную область и в момент времени t> — в отрицательную. Сигнал со входа II также переходит нуль дважды: в момент времени 4 — в положительную область и в момент времени 4 — в отрицательную. Обозначим интервал времени между моментами времени t< и 4 через T„a интервал времени между моментами времени

1з и 14 через Т>. Тогда, чтобы показания фазометра не зависели от величины постоятной

189942

ll

t 1вых — Udx >

1 — 2

Т+Т 1еых—

710 составляющей в любом из сигналов, необходимо фазу определять из выражения:

Т,-. Т, т, где Т вЂ” период колебаний.

Работа прибора начинается в момент времени t>, время Т> считается всегда положительным, Время Т> считается положительным, когда момент времени 1з наступает раньше момента времени t4, иначе время Т> считается отрицательным.

Блоки 1 и 2 по своей структуре одинаковы и состоят из усилителя-ограничителя и несимметричного триггера. Напряжения с выходов несимметричных триггеров имеют крутые фронты, которые четко фиксируют моменты перехода UÄ. через нуль.

Блок 5 выделения времени Т, представляет собой симметричный триггер, срабатывающий поочередно в моменты времени t< и 1, формируя тем самым импульс длительностью Т>, который поступает дальше для управления работой зарядного ключа 7.

Блок б выделения времени Т> формирует на одном выходе импульсы длительностью Т с той же полярностью, что и импульсы, снимаемые с блока 5, если время Т> положительно, и на втором выходе импульсы длительностью Т, но противоположной полярности, чем импульсы с блока 5, если время Т> отрицательно. В первом случае напряжение поступает на ключ

8, во втором — на ключ 9. Блок б состоит из двух симметричных триггеров и двух схем сравнения на усилителях.

Получение напряжения, пропорционального фазе, осуществляется с помощью генератора

10 пилы, представляющего собой интегрирующий операционный усилитель. Напряжение на выходе генератора 10 определяется из выражения: где U,„— входное напряжение интегратора;

t„— время интегрирования;

RC — постоянная времени интегратора, Если интегратор будет работать в течение времени Т и Т„а на вход подать напряжение, пропорциональное частоте исследуемого сигнала, то т. е. выходное напряжение генератора будет пропорционально фазе.

На генератор пилы напряжение, пропорциональное частоте, поступает с выхода частото5

60 мера 8 или инвертора 4. Инвертор 4 меняет только знак напряжения, подводимого с выхода частотомера 8, оставляя неизменной его величину.

На время Т, и в случае, если время Т, положительно, напряжение поступает на генератор пилы 10 с выхода инвертора 4. Если же время

Т, отрицательно, то напряжение на генератор пилы поступает с выхода частотомера 8. Благодаря этому на выходе генератора пилы напряжение после окончания времени Т и Т получается пропорциональным фазе независимо от величины постоянной составляющей в любом из входных сигналов.

Генератор пилы работает только в период действия импульсов длительностью Т, и Т, все остальное время он находится в режиме запоминания. В момент времени ti происходит кратковременный сброс генератора пилы в исходное нулевое состояние, который осуществляется двухполярным разрядным ключом 12.

Работой ключа 12 управляет одновибратор 11.

Через зарядные ключи 18 и 14 напряжение с выхода генератора пилы поступает на вход запоминающего устройства 1б, на выходе которого напряжение, пропорциональное фазе, удерживается до прихода нового результата измерения. Время, в течение которого напряжение с выхода генератора пилы поступает на запоминающее устройство, определяется блоком 15 выделения времени Т>, с выхода которого поступают управляющие импульсы на зарядные ключи 18 и 14. Тз есть интервал времени между импульсом в момент времени

tj и предшествующим ему импульсом из серии 2> 13> 4

Сброс запоминающего устройства 1б происходит в момент начала времени Т> и осуществляется двухполярным разрядным ключом 17.

Предмет изобретения

Фазометр инфранизких электрических колебаний, содержащий входные схемы компараторов для формирования импульсов в моменты перехода входных сигналов через нуль, триггер, генератор линейно-изменяющегося напряжения и выходное запоминающее устройство, отличающийся тем, что, с целью осуществления автоматического измерения фазы непосредственно в градусах и обеспечения независимости показаний фазометра от величины постоянной составляющей входных сигналов, генератор линейно-изменяющегося напряжения выполнен в виде интегрирующего усилителя, вход которого подключен к выходам частотомера и инвертора, стоящего на выходе частотомера, через последовательные цепочки, состоящие из диода и входного сопротивления, к точке соединения которых подключены управляющие ключи.

Редактор E. Кречетова

Составитель Г. H. Кучеренко

Техред Л. Бриккер 1(орректоры: Л. E. Мариси и М. П. Ромашова

Заказ 9!14 Тираж 535 Подписное

141-1ИИПИ Комитета по дедам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, нр. Сапунова, 2