Измеритель мгновенных значений разности фаз

 

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

lii)684464 (61) Дополнительное к авт. ñâèä-ву(22) Заявлено 04,07,77 (21) 2502503/18-21 с присоединением заявки М а. (23) Приоритет

Опубликовано 05,09,79, Бтоллетень М 33

Дата опубликования описания 08.09.79 (51) М. Кл.

Ci 01 Я 25/08

Гееударетеева9 кеиетет

СССР ее делам ееебрвтеаеа

II 0Np3NTltO (53) УДК 621.317..78(088.8) (72) Авторы изобретен»»

В. И. Алексеев, М. Q. Генкин, В. С. Голубев и О. Б. Скворцов

Изобретение относится к устройствам измерения мгновенных значений разности фаз и может быть использовано в измерительной фазометриче..кой аппаратуре и системах автоматического регулирования.

Известны измерители мгновенных эна чений фазы, содержащие формирователи, ключи, генератор счетных импульсов, делитель на 360, триггер, блок управления ю и блок индикации (1).

Недостатком этого устройства являет ся большое время измерения.

Известен также измеритель разности фаз, содержащий формирователи, схемы

l3

И, ИЛИ, И-НЕ, дифференцирующие схемы, триггеры, генератор квантующих импульсов и блок индикации (2).

Недостатком известного устройства является ограниченное быстродействие, что связано с необхоцимостью эа один цикл измерения проводить отсчет количества импульсов, подаваемых в интервал времени пропорциональный фазе.

Пель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель мгновенного значения сдвига фаэ, содержащий формирователь и блок индикации, введены следящий ум ножитель, аналого-цифровой преобразователь и постоянное запоминающее устройство, входы и выходы которого соединены соответственно с выходами аналого-цифрового преобразователя и входами блока индикации, вход управления которого соединен с входом считывания аналого-цифрового преобразователя и выходом следящего умножителя, имеющего управляющие входы и соединенного с ис точником опорного сигнала, при этом вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу формирователя, вход которого соединен с источникол измерительного сигнала.

Структурная схема предложенного устройства показана на чертеже. з 6844

64 4 дов или в коде семисегментного индикатора.

С целью получения отсчетов чаще, чем один за период, в соответствующие моменты времени на выходе следящего умножителя 3 формируются запускающие импульсы, которые обеспечивают преобразование аналогового сигнала в цифровой код аналого-цифровым преобразоветелем 4, При этом в цифровом коде учитывается номер отсчета эа данный период.

По полученному коду иэ устройства 5 считывается значение фазового сдвига.

Если эа период проводится K замеров, то сдвиг фаэ при 1 -ом отсчете получается из постоянного запоминающего устройства 5, в котором записана таблица составленная в соответствии с формулой:

О = sin (а1+ Ч)

В качестве формирователя 1 может использоваться делитель или усилитель с постоянным коэффициентом деления (усиления), если исследуемый сигнал имеет постоянную во времени амплитуду. В случае изменяющегося по амплитуде Во времени сигнала, формирователь 1 может

25 быть выполнен в виде управляющего делителя (усилителя), на управляющий вход которого подается управляющий сигнал, характеризирующий амплитуду, например, 30 от системы автоматического регулирования усиления.

С источника 6 подаются сигналы, определяющие сигнал с нулевой фазойопорный сигнал. Для преобразования этог.o сигнала к частоте исследуемого сиг35 нала используется следящий умножитель

3. В простейшем случае, импульсы на выходе. следящего умножителя 3 следуют с периодом, равным периоду исследуемо40 го сигнала, и соответствуют моментам отсчета фазы. Импульс с выхода следящего умножителя 3 обеспечивает запуск аналого-цифрового преобразователя 4, на выходе которого формируется код харак45 теризующий собой цифровое представление входного сигнала. Полученный код подается на адресные входы постоянного запоминающего устройства 5, на выходе которого ири этом формируется код мгно4 50 венного значения фазы, так как в устройство 5 записана таблица функции арксинуса. В зависимости от требуемого представления величины фазового сдвига в запоминающее устройство 5 записываются коды представляющие собой фазовые Формула изобретения сдвиги в форме удобной для пользователя, например в градусах или радианах в виде двоичного, двоичн -десятичного кр- ности фаэ, содепжещий формирователь и

Измеритель мгновенных значений раэИзмеритель мгновенных значений сдвига фаз содержит формирователь 1, блок индикации 2, следящий умножитель 3, аналого-цифровой преобразователь 4 и постоянное запоминающее устройство 5„ источник опорного сигнала 6, источник исследуемого сигнала 7.

Измеритель работает следующим образом. Исследуемый сигнал подается с источника 7, откуда он поступает на вход 10 формирователя 1. Формирователь 1 обеспечивает нормализацию исследуемого сигнала по амплитуде. Таким образом, если входной сигнал .

U вх но 510 (аА+Ч)у

15 то на выходе формирователя 1 сигнал равен "-сй cskin (3- — q

2Я где 0 и 1 определяют адрес и задаются кодом с выхода аналого-цифрового преобразователя 4.

Таким образом импульсы на выходе следящего умножителя 3 могут иметь частоту превышающую частоту исследуемого сигнала, однако в этом случае номер каждого импульса в течении периода иссл дуемого сигнала учитывается при формировании кода на выходе преобразователя 4 цля последующей коррекции. Если проводится отсчет фазы двумя импульсам:. за церчод исследуемого сигнала, то первый считается соответствующим моменту времени, равному нулю, и фаза считывается иэ устройстве 5 беэ коррекции адреса. Второй и лтульс формирует на выходе аналого-цифрового про образователя 4 адрес состоящий из кеда, определяемого входным сигналом в этот момент и добавочного разряда, который обеспечивает подключение другой части запоминающего устройства 5, в котором значения кодов углов соответст:» вуют записанным в первой части со сдвигом на 180 . о

Настоящее изобретение позволяет производить, быстрое измерение сдвига фаз в следящем режиме с получением результата в цифровой форме, что позволяет улучшить технические характеристики измерительной и управляющей аппаратуры.

5 6844 блок индикации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышейия быстродействия, в него введены следящий умножитель, аналого-цифровой преобразователь и постоянное запоминающее устрой- ство, входы и выходы которого соединены соответственно с выходами аналогоцифрового преобразователя и входами блока индикации, вход управления которого соединен с входом считывания ана- 10 лого-цифрового преобразователя и выходом следящего умножителя, имеющего управляющие входы и соединенного с источником опорного сигнала, при этом

64 6 вход аналог цифрового преобразователя подключен к выходу формирователя, вход которого соединен с источником исследуемого сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 270065, кл. Cj 01 Р 25/08, 1969.

2. Сухоставцев И. П. Повышение быстродействия и точности измерителей мгновеннЫх значений фазовых сдвигов.

Вопросы радиоэлектроники, ОТ, % 5, 1974, с. 41-47, рис. 4.

Составитель А. Старостина

Редактор l1. Мепуришвили Техред 3. Фанта Корректор Н. Степ

Заказ 5 2 7 9/39 Тираж 1 090 Подписное

LIHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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