Способ измерения разности фаз

 

Класс 21 а, 71

Pg 55 Щ

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро последуюцей регистрации изобретений Госплини при СНК СССР

Э. М. Рубчинский.

Способ измерения разности фа

Заявлено 25 мая 1938 года в НКАП за № 4802, Опубликовано 31 августа 1939 года.

Для решения ряда технических задач часто встречается необходимость измерять разность фаз двух колебаний одинаковой частоты. При этом наибольший интерес представляет измерение разности фаз между двумя синусоидальными колебаниями, синусоидой и импульсом и двумя импульсами.

Согласно изобретению, предлагается способ, позволяющий производить измерения разности фаз во всех трех указанных случаях, причем схемы устройств для измерений во всех случаях мало отличаются друг от друга.

Сущность изобретения состоит в том, что измерение сдвига фаз двух синусоидальных колебаний, а также синусоидального колебания и импульса сведено к измерению разности фаз двух импульсов.

Рассмотрим случаи измерения раз. ности фаз двух синусоидальных напряжений (фиг. la): е, = Е, sin et и e,==Åz sin (u;g+q).

Оба синусоидальных напряжения при помощи импульсных трансформаторов трансформируются в импульсы, характеризующйе моменты перехода этих напряжений через нулевое значение в сторону положительных значений. Очевидно, сдвиг фаз между полученными импульсами будет также равен q (фиг. 16).

На фиг. 2 изображена одна из возможных форм выполнения устройства для осуществления изобретения. Напряжения е, и е, поданы на два импульсных трансформатора 1 и 2.

Напряжения в виде периодических импульсов подведены к сеткам ламп 3 и 4, из которых одна (8) работает в классе Б на нижнем загибе характеристики, а другая (4) в классе Б на верхнем загибе характеристики.

На сетку лампы 8 действует положительный импульс, отпирающий лампу 8, а на сетку лампы 4 — отрицательный импульс, запирающий лампу 4. В анодных цепях этих ламп на сопротивлениях о и б появляются при этом импульсы напряжений противоположных знаков, а следовательно, и на сопротивлении 9 возбудятся два импульса противоположных знаков. Один из них соответствует моменту перехода через нуль напряжения е„а другой — моменту перехода через нуль напряжения е,. Цифрами 7 и 8 обозначены конденсаторы.

1 ", Основным элементом устройства является схема с лампой 11, которая служит для измерения разности фаз импульсов, получающихся от напряжений е, и е, при помощи ламп 3 и 4. Принцип работы этой схемы следующий.

Как известно, если выбрать рабочую точку на криволинейном участке характеристики лампы, то режим самовозбуждения лампового генератора будет „жесткий". Зависимость анодного тока ia лампы от сеточного смещения Ед будет иметь вид, изображенный на фиг. 3, т. е. при уменьшении величин отрицательного смещения до величины Eg анодный ток изменяется сперва скачкоообразно, а далее плавно. При обратном ходе изменения смещения анодный ток в точке Eg, не упадет до нуля, а будет плавно изменяться до тех пор, пока величина отрицательного смещения не станет равной Eg,. 1

При отрицательном смещении, равном Eg, анодный ток скачком упадет до нуля. Если установить величину отрицательного смещения равной Ед;, то возможны два устойчивых положения равновесия системы: одно, соответствующее анодному току, равному нулю (положение статической устойчивости) и другое, соответствующее анодному току la, (по.ложениединамической устойчивости).

Индикаторный элемент схемы фиг. 2 выполнен в виде лампового генератора с жестким режимом самовозбуждения. При помощи потенциометра 12 и батареи смещения 18 режим генератора устанавливают в точке, соответствующей смещению Eg, (фиг. 3). Взаимоиндукцию между катушками 14 и 15 выбирают достаточно большой. В анодную цепь лампы 11 включен прибор постоянного тока 16, регистрирующий среднее значение анодного тока.

Разносторонние импульсы, получающиеся в цепи сетки лампы 11, переводят режим генератора из одного устойчивого положения в другое.

При этом анодный ток лампы меняется от нулевого значения до величины 1а, и обратно (фиг. 4). Положительный импульс переводит режим в положение динамической устойчивости (ток !а,) и генератор остается в этом положении до момента действия отрицательного импульса, возвращающего режим генератора в положение статической устойчивости (la =О). В следующем интервале времени между отрицательным и положительным импульсами анодный ток равен нулю. Среднее значение анодного тока, регистрируемое прибором 11, зависит от отношения интервала между положительным и отрицательным импульсами к интервалу между двумя друг за другом следующими положительными импульсами, т. е. зависит от угла сдвига фаз р. С изменением угла сдвига фаз р среднее значение анодного тока лампы 11 будет изменяться.

При в=О la, 0; при р=З(О

1а, =-la; в интервале между =0 и = ЗбО показания прибора будут пропорциональны р (фиг. 5). ао о

laср—

Цену деления индикатора можно изменять путем шунтирования прибора 16.

Включив в один из каналов напряжений е, или е, фазовращатель, можно применить предлагаемое устройство в качестве нулевого указателя с точной шкалой. Например, вся шкала нулевого указателя может соответствовать изменениям сдвига фаз на +-5 . При таком включении устройство может работать как пониженный индикатор сдвига фаз с точностями 10 — 20". В этом случае необходимы особые меры в отношении стабилизации фазовых характеристик каналов.

Особым преимуществом предлагаемого устройства является уменьшение влияния помех при использовании его в комбинации с фазовращателем для приема маяков с секретным курсом, где необходимо измерять разность фаз между синусоидой и импульсом. При измерении разности фаз синусоиды и импульса схема упрощается исключением одного обострительного каскада.

П р е д м е т I и з о б р е т е1н и я.

Способ измерения разности фаз (без определения знака) двух синусоидальных колебаний, синусоидальыого колебания и импульса или двух импульсов, в котором измерение! разности фаз в первых двух случаях приводится к измерению разности фаз двух импульсов, отличающийся тем, что полученными импульсами действуют на схему лампового генератора в жестком режиме самовозбуждения и о сдвиге фаз судят по среднему значению анодного тока лампы этого генератора.

K авторскому свидетельству 3. М. Рубчинского

М 55591

I !

1 !

I

"$g /

Тип. арт. «Сов, Печ.». Зак. № 8(37 — 550