Двухполупериодный цифровой фазометр

 

I )

О П И С А (!!(600475

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное к а (22) 3 аяилспо 27.01.75 (2 (51) М. Ел. - G 01R 25/08 с присоединением за (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03. (45) Дата опубликования

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений .н открытий (53) УДК 621.317.772 (088.8) (72) Лвтор изобретения

В. М. Мусонов

Институт физики им. Л. В. Киренского (71) Заявитель (54) дв хпол периодный цифроВой ФлзомктР

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к области фазовых измерений.

Известен двухполупериодный цифровой фазометр, содержащий элемент ЗИ-2 ИЛИ, сое- 5 диненный через первый формирующий триггер, электронный переключатель и первое формирующее устройство с первым входом фазометра, через второй формирующий триггер, второе формирующее устройство и ком- 10 мут;Iтор — со вторым входом фазомстра, через элемент ИЛИ вЂ” -с измерительным счетчиком, непосредственно — — с генератором кванту)О!Цих пмпу;!ьс!)!3 и блоком автоматики, через дгцкримпнат()() скважности, элемент И и трпг- 15 гср -- с электронным переключателем I17.

Недостатками известпого фазомстра является сравнительно большое время, затрачиваемое на установку пуля прибора в процессе его калибровки, и низкая точность. 20

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в двухполупериодпый цифровой фазометр, содержащий элемент ЗИ-2 ИЛИ, соединенный через первый формирующий триггер, электронный переключатель и первое формирующее устройство с первым входом фазометра, через второй формирующий триггер, второе (1)Орм1!ру 101цсс у стронс 1 во и коммутатор со 30 вторым входом фазометра, через элемент

ИЛИ вЂ” с измерительным счетчиком, непосредственно — с генератором квантующих импульсов и блоком автоматики, !ерез дискриминатор скважностп, элемент II и триггер — с электронным перекл)о1!ателсх1, введены дополнительный счетчик, два дополнительных триггера, две группы ключей и дешифратор, причем дополнительный счетчик соединен с бло1 ом аl)ToxIBTIIIiII, Ilcpl)I II дополнительным трп!ггером, с э lexlcllтом ИЛ11 и через первую ! руину ключей --- с установочными входами к)мс()IIToльпого счс)ч!!ка, второй до!!Олпптельпып триггер сосдппсн с блоком автоматики, Il 3÷oðIlToë1 IIû÷ счетчиком и через элемент ((— с до!!Олп1!гсл1!!ым с1!ет11пком и генератором, дешифратор соединен с триггером, перьым дополнительным триггером и через вторую группу ключей — с измерительным счетчиком, первой группой ключей и блоком автоматики.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого фазометра.

Фазо!Стр содержит формирователи 1 и 2, коммутатор 3, электронный переключатель 4, формирующие триггеры 5 и 6, элемент ЗИ-2

ИЛИ вЂ” 7, генератор квантующпх импульсов 8 элемент ИЛИ 9, измерительный счетчик 10, О,1oh !I!Зто. с1;! пиll (1, д11сlсрпмппатОр с! Важllo600475

3 стп 12, элементы И 13 н 14, триггеры 15 — 17, счетчик 18, ключи 19 и 20 и дешифратор 21.

Схема работает следующим образом.

Входные сигналы, между которыми измеряется фазовый сдвиг, поступают через первый вход фазометра на формирователь 1 опорного сигнала, а через второй вход и коммутатор

3 — на формирователь 2, формирующие короткие импульсы в момент переходов через нуль исследуемых сигналов. Полученные импульсы с формирователя 1 подаются через перексночатсль 4, а с формирователя 2 непосредственно на триггеры 5 и 6, выделяющие временные интервалы между переходамп через нуль входных напряжений. Выходные импульсы триггеров подаются на первые входы элемента 7, на вторые входы которого поступают квантующие импульсы генератора 8, сдвинутые по фазе один относительно другого на 180, а на третьи входы его — строб, определяющий время измерения.

С выхода элемента 7 пачки квантующих импульсов через элемент 9 поступают на счетчик 10.

Калибровка прибора перед началом измерений и с определенным периодом, задаваемым блоком 11 во время измерений, производится следующим образом.

По команде от блока 11 коммутатор 3 подключает опор ыл сигнал, поступающий на вход формирователя 2. При этом дискриминатор 12 через элемент И 13, запускаемый от блока 11, обеспечивает такое состояние триггера 15, при котором через переключатель 4 триггер 5 запускается импульсом, соответствующим началу положительного полупериода входного сигнала, полученным в формирователе 1, и возвращается обратно импульсом, соответствующим началу отрицательного полупериода, полученным в формирователе 2.

Лналогично триггер 6 запускается импульсом, соответствующим началу отрицательного полупериода па выходе формирователя 2.

Сформированные импульсы па выходах триггеров 5 и 6 будут соответствовать сдвигу фаз 180 . Но учитывая, что в измерительный счетчик, как будет пояснено нпжс, предварительно было записано 180, показания счетчика должны соответствовать нулевой разности с11аз, или 360 .

В реальных условиях формирователи 1 и 2 имеют неидентичные амплитудно-фазовые и частотно-фазовые характеристики, в результате чего показания счетчика будут отклоняться от 360 в ту нли нпую сторону.

Полагая, что это отклонение нс превышает значения +-сръ,„;„величина q,„с, с обратным знаком предварительно записывается в измерительный счетчик по сигналу от блока автоматики 11. Одновременно счетчик 18 и триггеры 16 и 17 устанавливаются в пулевос состояние, причем емкость счетчика 18 выбирается равной с „,,;,. Таким образом, перед началом счета в измерите IblIQM счетчике записано 180 — с макс

С постуI!,"Iåíèåì на элемент 7 строба, опредслякнцсго время нзмсрсппя, пачки кваптующих импульсов поступают на счетчик 10. К моменту окончания строба в счетчике 10 оказывается записанным количество импульсов, пропорциональное 360 — сг„„,;; +Ay, где В в погрешность, обусловленная неиденгпчностью формирующих устройств.

Учитывая, что Ь <с,„,„с„, счетчик 10 оказывается незаполненным. В момент окончания строба запускается триггер 16, открывающий элемент И 14, через который импульсы с генератора 8 поступают па счетчик 18 и параллельно через элемент ИЛИ 9 на счетчик 10.

Импульс переполнения с выхода счетчика

10 возвращает триггер 16 в исходное состояние, закрывая элемент 14 и в счетчике 18 оказывается записанным значение ср„я1с,— бср. При отрицательном знаке погрешности Ьр количество импульсов, поступивших на счетчик 18, оказывается больше ср„„-„и импульсом переполнения опрокидывается триггер 17, а в счетчике 18 оказывается записанным значение асср.

Перед началом последующих измерений сдвига фаз между сигналами, поступающими на первый и второй входы в младшие разряды счетчика 10 записывается при Ьг)0 цифровой код эквивалентный сг.,„;и;; — Ьр, а в старшие разряды значение 360 — сг,„,„, В целом в счетчике 10 оказывается записанным код, эквивалентньш 360 — Лсг.

При Ьу<0 в младших разрядах записывается ве, ичина бсг, а старшие разряды остаются в нулевом состоянии.

При измерении фазовых сдвигов вблизи значений 0 и 360 триггер 15 переключается в противоположное состояние. При этом запись младших разрядов счетчика 10 остается прежней, а в старших разрядах записывается

180 — Лс1: при chirp) 0 и 180 при áfð<0. Управление ключами 20 записи старших разрядов производится сигналами, поступающими с триггеров 15, 17 через дешифратор 21.

Таким образом, при любом значении и знаке погрешности Лср, ес величина оказывается записанной в измерительном счетчике с обратным знаком и, следовательно, вычитается нз результата измерения, существенно повышая точность измерений.

Лвтоматизация этого процесса значительно повышает эксплуатационные характеристики фазометра.

Формула изобретения

Двухполупериодпый цифровой фазометр, содержащий элемент ЗИ вЂ” 2ИЛИ, соединенный через первый формирующий триггер, электронный переключатель и первое формирующее устройство с первым входом фазометра, через второй формирующий триггер, второе формирукнцее устройство и коммутатор— со вторым входом фазометра, через элемент

ИЛИ вЂ” с измерительным счетчиком, непо600475

UGG

П П

П

Составитель А. Андриевский

Редактор И. Ильина

Техред Л. Гладкова

Корректоры: Л. Орлова и О. Тюрина

Заказ 368/8 Пзд. ¹ 335 Тираж 1122

НПО Государственного когиитста Совета Мшшстров СССР

Ilo деляги изобрстсннй и открьшш

113035, Москва, РК-35, Раушская наб.. д. 4 5

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2 средственно — с генератором кваитующик импульсов и блоком автоматики, через дискриминатор скважности, элемент И и триггер — с электронным переключателем, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него вевдены дополнительный счетчик, два дополнительнык триггера, две группы ключей, дешифратор, причем дополнительный счетчик соединен с блоком автоматики, первым дополнительным триггером, с элементом ИЛИ и через нерву)о группу ключей — с установочными икотами измерительного счетчика, второй дополнитс.и—

1 fbi f1 Tp Ill I (. J) с 0(.,11111(ll C бл()!со(t;I tl гом;l гики, 1I33tcpIITc.1ьным c fcT II!åo!(! 1l через элемент

И вЂ” с дополнительным счетчиком и генератором, дешифратор соединен с триггером, первым дополнительным триггером и через вторую группу ключей — с измерительным счет IIIf

11сточппки информации, прииятыс Ho IIII IIAI

1. (..I(plIIIIIIIK 10., (. коммутационные цифроныс измс ритсл(и(ы(приборы. !(I., 197:1. с. 84, PlIC. 3- 4.