Цифровой фазометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАИ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, саид-ву— (22) Заявлено 24.11.75. (21) 2192238/21 с присоединением заявки Ме— (3) Приоритет— (43) Опубликовано 25.12.76. Бюллетень Ме 47 (45) Дата опубликования описания 27.07.77 (11) 540224 (51) Я, 1(л, GOI R 25/00

Гасударственный намитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытий (6) УДК 621.317.77 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Максименко и В. Н. Г(ударов (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения мгновенного фазового рассогласования между двумя сигналами.

Известен двухканальный цифровой фазометр, содержащий в каждом канале датчик синусоидального напряжения, выход.которого подключен к входу своего усилителя-ограничителя (1), Недостатками известного цифрового фазометра являются невысокая точность и надежность измерений, вызванные зависимостью показаний фазометра от частоты входных сигналов и наличием сбойных ситуаций при разности фаз сигналов, близкой к 0 (360 ).

Цель изобретения повышение точности и надежности измерений мпювенной разности фаз.

Для достижения этой цели в цифровой фазометр, содержапгий два канала для измерения мтновенноч разности фаз между двумя синусоидальными сигналами, в каждом канале которого включен датчик синусоидального напряжения, выходом связанного с входом усилителя-ограничителя, введены дополнительно в каждом канале дискретизатор, пифров< и перемножитснь, сумматор-накопитель, а также регистр, инверторный блок и сумматор, причем дискретизаторы подключены к выходам усилителей-ограничителей, выходы дискретизаторов соединены с одним иэ входов цифровых перемножителей, другие входы которьгх подключены к старшим разрядам выходов сумматоров-накопителей, а выходы цифровых перемножителей соединены с одними иэ входов сумматоров-накопите .ей, другие входы цифровых пере множителей соединены между собой и подключены к выходу регистра, выходы одного из сумматоров накопителей подключены к первым входам сумматора непоcðåäñòâåííî, а, выходы другого сумматора-накопителя подключены ко вторым входам сумматора через инвер горный блок.

На чертеже приведена структурная схема цифрового фаэометра.

Цифровой фазометр состоит из двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные датчики 1, 2 синусоидального напряжения, усилители-ограничители 3, 4 дискретизаторы 5, 6, цифровые псрсмножители 7, 8, суммато. ры-накопители 9, 10, регистр 11, сумматор 12, 25 инверторный блок 13.

540224

Цифровой фаэометр работает следующим образом.

На входы усилителей-ограничителей 3 и 4 с выходов датчиков 1 и 2 поступают два синусоидальных сигнала, близких по частоте и сдвинутых по фазе. На вход регистра 11 поступает целеуказание об ожидаемой частоте входных сигналов в виде числа вх 2

А где F> — частота дискретизации;

Рвх — частота входного сигнала; и — число разрядов сумматора-накопителя 9 (10) Один входной сигнал, пройдя усилитель-ограничитель 3, преобразуется в меандр, которьй в дискретизаторе 5 подвергается дискретизации по времени и в виде импульсов единичной амплитуды поступает на цифровой перемножитель 7. На другой вход цифрового перемножителя 7 поступает меандр, снимаемый со старшего разряда сумматора-накопителя 9. Так как на сумматор-накопи-. тель 9 с регистра 11 каждьй такт дискретизации Г=

= (F приходит код Мцу, на выходе старшего разряда сумматора-накопителя 9 будет меандр, частота которого соответствует ожидаемому значению РвХ

Число импульсов, идущих со знаком "+" или

"-", на выходе цифрового перемножителя зависит от фазового соотношения между входным меандЪ ром и меандром на выходе старшего разряда сумматора-накопителя. Если фазовьй сдвиг между ними равен 90, то число импульсов со знаком "+" равно числу импульсов со знаком "-". В дальнейшем такое фазовое рассогласование поддержи вается автоматически.

Если фазовое рассогласование отлично от 90 (если частоты меандров, подаваемых на цифровой перемножитель, не равны между собой), то число импульсов, снимаемых " цифрового перемножителя со знаком "+", больше или меньше числа импульсов со знаком "-" в зависимости от знака рассогласования частот меандров. Частота меандра на выходе старшего разряда изменяется, и фазовый сдвиг между мсандрами прихо „ит в норму.

Информация о мгновенной фазе одного входного сигнала в параллельном коде подается с выхода сумматора-накопителя 9 на один из входов сумматора 12 и другого входного сигналас выхода сумматора-накопителя 10 через инверторный блок 13 на драй вход сумматора 12, который складывает эти коды и выдает код мгновенной разности фаз между входными сигналами;

АЧ=Ч + — — Ч .+ — - -у

1 2 2 2 1 2

Код Ьч определен на интервале 0 — 360 и

1ð всегда положителен, Поскольку получение велиЧины Ь Р осуществляется в каждьй дискретньй момент времени путем вычитания фаз сигналов, то предлагаемый цифровой фазометр является инвариантным к частоте входных сигналов, кроме

15 того, не возникает никаких трудностей при измерении малых фазовых сдвигов, и результаты измерений всегда привязаны к конкретным дискретным моментам времени.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий Два канала для измерения мгновенной разности фаз между двумя синусоидальными сигналами, в каждом канале которого включен датчик синусоидального напряжения, выходом связанный с входом усилителя-ограничителя, о т л ича юшийся тем,что, с целью повышения точности и надежности измерений мгновенной разности фаз, в него введены дополнительно в к=ждом канале дискретиэатор, цифровой перемножитель, сумматор-накопитель, а также регистр, инверторный блок и сумматор, причем дискретизаторы подключены к выходам усилителей-ограничителей, выходы дискретизаторов соединены с одним из входов цифровых перемножителей, другие входы которых подключены к старшим разрядам выходов сумматоров- накопителей, а выходы цифровых пере ножителей соединены с одними из входов сумматоров-накопителей, другие входы цифровых перемножителсй соединены между собой и подключены к выходу регистра, выходы одного из сумматоров-накопителей подключены к первым входам сумматора непосредственно, а выходы другого сумматора-накопителя подключены к вторым входам сумматора через инверторный, блок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР, N 331330, 10.04.70 М, кл, G 01 R 25/00 (прототип).

540224

Составитель В. Новицкий

Техред И. Асталощ

Редактор Р, Киселева

Корректор Н. Золотовская

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 6339/123 Тираж 1010 Подписное

1!НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по д лам изобретений и открытий

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