Компенсационный фазометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<и>834597 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 09.07. 79 (21) 2792198/18" 21 (5!)М. Кл.

G 01 и 25/04 с присоединением заявки 15ш (23) П риорнтет—

65рударственный кемнтет

СССР

° Ео дЕлям нзебрвтеннй и вткрытнй

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень М20

Дата опубликования описания 30.05.81 (53) УДК621. 317. .77(088.8) (72) Авторы изобретения

P,Ë.Ãðèã0ðüÿí и Ю.А.Скрипник (71) Заявитель (54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР

50 тора tl ).

Изобретение относится к фазоизмер51тельной технике и может быть использовано при создании широкополосных цифровых фазометров.

Известен цифровой автокомпенсаци— онныифазометр с использованием цифроS вых фазовращателей на основе двух одинаковых синхронно работающих пересчетных триггерных систем, на вход которых подаются импульсы задающего генераНедостатком этого фазометра является необходимость ручной перестройки частоты импульсного генератора прн

55 изменении частоты сравниваемых по форме напряжений, что уменьшает быстро-. действие устройства.

Известен широкополосный цифровой автокомпенсациднный фазометр,,содер20 жащий в двух каналах последовательно соединенные формирователь коротких импульсов, фазоинвертор и автоматический переключатель, интегратор, два элемента совпадения, пересчетные триггерные схемы, отсчетный блок (2).

Принцип действия этого фазометра заключается в периодическом изменении фазы входных напряжений на 180 в преобразовательных каналах фазометра и введении компенсирующего фазового сдвига между модулирующими напряжениями. Однако, при периодической коммутации сравниваемых по фазе сигналов в каналах фазометра возникают переходные процессы, обуславливая случайные погрешности измерения. При этом, прскольку импульсы коммутации (выходного сигнала пересчетных схем) и сравниваемые сигналы независимы друг от друга, то фазовые .сдвиги (во многом определяющие длительность и амплитуду переходного процесса)коммутируемых сигналов относительно импульсов коммутации изменяются во времени, что не позволяет учесть влияние пре ХОДНЬ5Х ПРОЦЕССОВ ПРИ КаЛИбровке прибора.

834597

3

Для уменьшения влияния переходных процессов увеличивают соотношение периода коммутации к периоду коммутируемых сигналов, что при заданной нижней частоте сравниваемых по фазе сиг5 капов приводит к резкому уменьшению быстродействия фазометра.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности изме) ения, путем синхронизации импульсов коммутации 10 таким образом, что период коммутации становится кратным периоду коммутируемых сигналов во всем частотном диапазоне их изменения.

Поставленная цель достигается тем, что в компенсационный фазометр, содержащий в двух каналах последовательно соединенные фазоинвертор, автоматический переключатель и формирователь коротких импульсов, выходами соеди- 20 ненные со входами фазового детектора, выход которого через интегратор соединен с потенциальными входами элементов И, выходы которых соединены с первыми входами пересчетных схем, 25 первые выходы которых соединены с отсчетным блоком, а вторые — со входами автоматических переключателей, введены трехвходовый элемент И, первый и второй одновибраторы и первый и 30 второй дискриминаторы, причем выход второго дискриминатора соединен с импульсными входами элементов И, а вход — со входом второго одновибратора и с третьим входом трехвХодового 35 элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого дискриминатора, входом соединенного со входом одного из фазоинверторов, второй— г с выходом второго одновибратора, а 40 выход — с импульсными входами пересчетных схем и со входом первого одновибратора, выход которого соединен со входом второго одновибратора.

На чертеже представлена блок-схема компенсационного фазометра.

Фаэометр содержит первый 1, второй

2 фазоинверторы, первый 3 и второй 4 . автоматические переключатели, первый

5 и второй 6 формирователи коротких импульсов, фазовый. детектор 7, интегратор 8, первый 9 и второй IO элементы И, первую 11 и вторую 12 пересчетные схемы, отсчетный блок )3, первый 14 и второй 15 дискриминаторы, первый )6 и второй 17 одновибраторы и трехвходовый элемент И 18. ф

Устройство работает следующим образом.

Сравниваемые по фазе напряжения поступают на фазовые инверторы 1 и

2, каждый из которых расщепляет входной сигнал на два противофазных напряжения.

При непрерывной работе автоматических переключателей 3 и 4 на формирователи коротких импульсов 5 и 6 поочередно воздействуют пакеты противо-, фазных напряжений. Выходы формирователей 5 и 6 соединены со входами двухполярного фазового детектора 7, имеющего пилообразную, симметричную относительно нуля амплитудно-фазовую характеристику, Управление работой переключателей

3 и 4 осуществляется импульсами синхронизированного генератора через пересчетные схемы ll и 12, выполняющие роль дискретных фазовращателей. Коэффициент пересчета выбирается равным и

360 10, где n — целое число, определяемое допустимой дискретностью компенсирующего сдвига фаз.

При наличии фазового сдвига между выходными напряжениями пересчетных схем ll и 12 на фазовый детектор 7 поступают последовательности импульсов то в фазе (или обе последовательности в противофазе), то одна из последовательностей в фазе, а другая в противофазе. В результате в течение одного периода коммутации импульсов на выходе фазового детектора 7 действует положительное или отрицательное напряжение.

Оно воздействует на интегратор 8 (фильтр постоянного тока), через который проходит среднее значение напряжения. Если частота переключений меньше частоты следования импульсов, то время действия положительного и отрицательного напряжения определя.ется фазовым сдвигом между напряжениями на выходах пересчетных- схем 11 и

12. Среднее значение напряжения на выходе интегратора 8 пропорционально разности измеряемого и компенсирующего фазового сдвига.

Измерение фазового сдвига осуще-ствляется.путем его уравновешивания компенсирующим сдвигом фаз между напряжениями, управляющими работой автоматических.перключателей. Регулирование фазового сдвига между выходными напряжениями пересчетных схем ll u

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

_#_I 245913, кл. G О1 R 19/02, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

У 351179, кл. G 01 R 25/04, 1972.

12 достигается временным сдвигом моментов их заполнения. Для этого одно их входных напряжений подается на дискриминатор 14, выходные импульсы которого поступают на трехвходовый элемент 18.

С выхода элемента И 18 импульсы поступают на пересчетные схемы 11 и

12, а с выхода дискриминатора 15— на импульсные входы элементов И 9 и

10. На их потенциальмые входы поступает выходное напряжение интегратора 8. При этом один из элементов И открывается напряжением положительной полярности, другой — напряжением от- 15 рицательной полярности.

Через открытый элемент И импульсы поступают на вход одной из пересчетных схем. Выбор полярности элементов

И осуществляется таким образом, что- 2р бы сдвиг фаз между выходными напряжениями пересчетных схем изменялся в сторону компенсации измеряемого фаз.

При достижении компенсации выход,ное напряжение интегратора примет ну- 25 левое значение и подача дополнительных импульсов с дискриминатора 15 на пересчетные схемы прекращается разностью кодов, представленных состояниями триггеров пересчетных схем 11 gp и 12. Разностный код преобразуется в десятичный и индицнруется на отсчетном блоке 13.

Отличительной особенностью компенсационного фазометра является сиихро- 35 низация запускающих импульсов пересчетных схем одним из сравниваемых сигналов. При этом поскольку период . запускающих импульсов кратен периоду сравниваемых сигналов, то период 40 выходных. сигналов пересчетных схем в установившемся режиме также кратен периоду сравниваемых сигналов.

Это является одним из условий стабилизации переходного процесса в ка- 45 калах фазометра, что позволяет значительно уменьшить соотношение перио97 6 да коммутационных импульсов с перио-, дом сравниваемых сигналов и как след-! ствие повысить быстродействие и точность компенсационного фазометра.

Компенсационный фазометр, содержащий в двух каналах последовательносоединенные фазоинвертор, автоматический переключатель и формирователь коротких импульсов, выходами соединенные со входами фазового детектора, выход которого через интегратор соединен с потенциальными входами элементов И, выходы которых соединены с первыми входами пересчетных схем> первые выходы которых соединены с отсчетным блоком, а вторые — со входами автоматических переключателей, отличающийся тем, что, с . целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены трехвходовый элемент И, первый и,второй одновибраторы и первый и второй дискриминаторы, причем выход второго дискриминатора соединен с импульсными входами элементов. И, а вход — со входом второго одновибратора и с третьим входом трехвходового элемента

И, первый вход которого соединен с выходом первого дискриминатора, входом соединенного со входом одного из фазоинверторов, второй — с выходом второго одновибратора, а выход — с импульсными входами пересчетных схем и со входом первого одновибратора, выход которого соединен со входом второго одновнбратора.

834597

Составитель Н.Агеева

Редактор Е.Лушникова Техред 3. Фанта Корректо М. Коста

Заказ 4097/70 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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