Устройство сравнения фаз

 

: 1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ С ЯЛЬСТВУ

Сеоз Соеетскнв

Соцналнстнчесннв

Республик

<>748277 (61) Дотюлмнтельмое к ает. свид-ву (51)М. Кл.2 (22) Заявлено 020378 (21) 2591095/18-21 с присоединением заявки й9 (23) Приоритет

G 01 R 25/00

Государственный комитет

СССР

«о дедам изобретений н открытий (53) УДК 621. 317..373(088.8) Опубликовано 15.0780. Ьюллетемь Но 2б

Дата опубликования описания 150780 (72) Авторы изобретения

A.È. Суд-Злочевский, Ю.A. Скрипник и E.H. Савченко

Киевский технологический институт легкой промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ ФАЗ

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство может быть использовано для повышения точности сравнения фаэ беэ предварительного выравнивания их амплитуд.

Известно одноканальное устройство сравнения начальных фаз переменных напряжений, фазоизмерительный канал которого состоит из периодичес-1О кого переключателя, избирательного усилителя, настроенного на частоту сравниваемых напряжений, двустороннего ограничителя, фазового детектора, управляемого одним из сравниваемых напряжений, избирательного усилителя, настроенного на частоту коммутации входных напряжений, и де« текторного вольтметра (11 .

Недостатком известного устройства является низкая точность сравнения.

Целью изобретения является повышение точности сравнения фав.

Цель достигается тем, что в устройство сравнения фаз, содержащее 25 периодический переключатель, соединенный с входными клеммами устройства, выход которого соединен с последовательно включенными сумматором, избирательным усилителем, фазовым детектором, синхронным детектором и измерительным прибором, а также ком-; мутационный генератор, выход которого подключен к управляющим входам периодического переключателя и синхронного детектора, и фаэовращатель со сдвигом фаэ на 90о, вход которого соединен с одним иэ входов устройства, а выход подключен к управляющему входу фазового детектора, введены второй и третий сумматоры, инвертор, управляемый делитель напряжения, два амплитудных детектора. Причем входы второго сумматора соединены с входами устройства, выход второго сумматора подключен через инвертор к входу управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом третьего сумматора, выход управляемого делителя .напряжения соединен с одним из амплитудных детекторов и с входом первого сумматора, вход другого амплитудного детектора соединен с выходом периодического переключателя, а,выходы амплитудных детекторов подключены к входу третьего сумматора.

На фиг. 1 показана структурная блок-схема устройства сравнения фаз;, 748277 на фиг. 2 - представлены временные

"дйаграммы его работы.

Устройство содержит периодический переключатель 1, сумматоры 2, 3, 4 и инвертор 5, фазовращатель б с фиксированным фазовым сдвигом, равным

90е, коммутационный генератор 7; из- бирательный усилитель 8, управляемый делитель напряжения 9, фаэовйй детектор 10, амплитудные детекторы 11, 12, синхронный детектор 13, измерительный прибор 14.

Устройство работает следующим образом.

Сравниваемые напряжения U и 0 подаются на входные клеммы периодического переключателя 1. С его выхода пакеты напряжений 04 и Uz(фиг.2а), следующие с частотой коммутации, одновременно воздействуют на один из входов сумматора 2 и на вход ампли,тудного детектора 11, выходной 20 сигнал (фиг.26) которого поступает на один из входов сумматора 4. Сравниваемые напряжения 01 и U > также подаются на сумматор 3 и далее на инвертор 5, управляемый делитель на- Я пряжения 9, амплитудный детектор 12 и другой вход сумматора 4. Управляемый делитель напряжения производит амплитудную модуляцию инвертированного суммарного напряжения U<+ U>s щ

- такт амплитудной модуляции напряжения на выходе переключателя 1. Диоды амплитудных детекторов 11 и 12 включены в противоположных направлениях, поэтому выходные напряжения детекторов 11 и 12 отличаются по знаку. Если выходной сигнал амплитудного детектора 11 равен по абсолютному значению выходному сигналу детектора 12, то на выходе сумматора 4 напряжение равно нулю. Если выходные напряже- 4О ния детекторов 11 и 12 не равны друг другу по абсолютному""значенйИ, то выходной сигнал сумматора 4, воздействует на делитель 9 так, чтобы выходное напряжение сумматора 4 свести к ф5 нулю, а это будет тогда, когда про-"тивбпбложные по знаку напряжения на выходе детекторов ii и 12 одинаковы по абсолютному значению. При этом выходной сигнал управляемого ур делителя напряжения 9 оказывается промодулированным по амплитуде так же, как и напряжение на выходе периодического переключателя 1;

В напряжении на выходе управляемо- го делителя 9 фазовая модуляция отсутствует (фиг. 25), в то время-" как на выходе периодического переключателя (фиг.26) при""различных начальных фазах сравниваемых напряжений

U и U наряду с амплитудной модуля- 60 цйей будет и фаэовая модуляция. Начальная фаза напряжения на выходе управляемого делителя 9 противоположна начальной фазе суммарнбго напряжения 0 ц ; выходной сигнал дели- 65 теля напряжения (фиг. 25) подается на вход сумматора 2, на второй вход которого поступает сигнал периодического переключателя 1. Таким образом, в сумматоре 2 происходит подавление амплитудной модуляции напряжения несущей частоты. Напряжение на выходе сумматора 2 (фиг. 2г) содержит только боковые частоты, вызванные фазовой модуляцией, то есть только информативную часть сигнала. Оно оказывается промодулированным только по фазе и индексом фазовой модуляции, равным 180 . Его амплитуда тем меньше, чем меньше разница между начальными фазами сравниваемых напряжений. Для сравнения напряжений с малоотличающимися начальными фазами выходное напряжение сумматора 2 усиливается избирательным усилителем

8 в необходимое число раз. Напряжение с выхода избирательного усилителя подается на сигнальный вход фазочувствительного детектора 10, управляющий вход которого подключен к выходу фазовращателя 6, сдвигающего фазу на фиксированный угол, равный

900.

На выходе фаэочувствительного детектора 10 выделяет"я огибающая частота коммутации (фиг. 2у). При полном подавлении амплитудной модуляции и несущей напряжение на выходе фазочувствительного детектора не имеет постоянной составляющей. Переменная составляющая частоты коммутации напряжения на выходе фазочувствительного детектора пропорциональна только разности фаз сравниваемых напряжений.

НапряжеНие огибающей с выхода фаэочувствительного детектора 10 подается на сигнальный вход синхронного детектора 13, управляемого от коммутационного генератора 7. Постоянная составляющая напряжения на выходе синхронного детектора 13 (фиг. 29) пропорциональна разности фаз сравниваемых напряжений, что регистрируется выходным прибором 14.

Благодаря введению дополнительных звеньев и указанным связям автоматически подавляется амплитудная модуляция и колебания несущей частоты в модулированном сигнале, и поэтому иэбирательный усилитель используется для усиления только информативной части сигнала — боковых частот, вызванных фаэовой модуляцией. Это позволяет значительно расширить динамический диапазон устройства и существенно повысить чувствительность и точность сравнения начальных фаз двух напряжений независимо от их амплитудных соотношений формула изобретения устройство сравнения фаз, содержащее периодический переключатель

748277

М»» »»» л»...»., »» .=; .:.: .-.:»»»И»», ;:= »=и *.»жЫ й»» »М аыаы»»»:=.йМйаМййй»»ймаиажеЫа»» м щ ж-. * .»=- »ый= -»»»»% ъ»аале ь»»мщ»»».1»» соединенный с входными клеммами устройства, выход которого соединен с последовательно включенными сумматором, избирательным усилителем, фаэовым детектором, синхронным детектором и измерительным прибором, а также коммутационный генератор, выход которого подключен к управляющим входам периодического переключателя и синхронного детектора, и фаэовращатель со сдвигом фаз на 90, вход ко- торого соединен с одним иэ входов устройства, а выход подключен к управляющему входу фазового детектОра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности сравнения фаз, в него введены второй и третий суюеаторы, инвертор, управляеыай делитель напряжения, два амплитудных детектора, причем входы второго сумматора соединены с входами устройства, выход второго сумматора подключен через инвертор к входу управляемого делителя напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом третьего сумматора, выход управляемого делителя напряжения соединен с одним из амплитудных детекторов и с входом первого сумматора, вход другого амплитудного детектора соединен с выходом периодического переключателя, а выходы амплитудных детекторов подключены к входу третьего сувеюатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Скрипник Ю.A. Измерительные устройства с коммутационно-модуляционными преобразователями: "Вища школа", 1975.

748277 и е)

Составител В. Еремеев

Редактор Т. Юрчикова Техред ®. Еастелевич КорректорИ. Муска

Заказ 4230/32 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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