Цифровой фазометр
(72) Авторы изобретения
А. И. Шапиро и Н. В. Рубанов (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОИЕТР
Изобретение относится к измерительной .технике и монет быть использовано для измерения разности фаз двух гармонических колебаний одинаковой частоты.
Известен цифровой фазометр, содераащий форвярователи, схема совпадения управляющий триггер обратного счета, триггер прямого счета, генератор и реверсивный счетчик 11.
Данный фазометр не делает прямого отсчета измеряемой величины в градусах е
Наиболее близок к предлагаемому цифровой фазометр для измерения мгновенного значения сдвига фаэ, состоящий as дВух формирователей, двух ключей, генератора образцовой частоты, реверсивного счетчика, блока управления, триггера, схемы совпадения, делителя частоты на 360, регистрирующего счетчика, причем суммирующий вход счетчика подключен через один из ключей к генератору образцовой частоты, 2 вычитающий вход — к тому ке генератору через второй ключ и делитель чаСто ты, выход счетчика через триггер подключен ко второму входу второго кл ча н к первому входу схема совпадения, второй вход которой соединен..с одним из формирователей импульсов, а выход схема совпадения подключен к регистрирующему счетчику, блок .управления выходами подключен ко второму входу триггера и к одному из входов первого ключа (2 ).
Данный фазометр за время 5g, являющееся временам измерения, которое много больше Ту- периода измеряемого сигнала, измеряет разность фаз только
Один pas °
Данный фазометр, относящийся к классу фазометров с временем измерения, много больштм периода, имеет недостаток фазометра с временем измерения за .период - отсутствие усреднения погрешности квантования.
871099
Цель изобретения — повышение точности измерения — достигается за счет того, что в известный фазометр, содержащий два формирователя сигналов, выхо ды которых соединены со входами электронного ключа, генератор, выход которого подключен к третьему входу электронного ключа, делитель частоты, реверсивный счетчик и счетчик импульсов, соединенный с выходом электронного ключа и блока управления, введены управляемый делитель частоты, два регистра и блок интервала измерения, причем один из входов управляемого делителя частоты соединен с выходом генератора, а второй через первый.регистр — с выходом счетчика импульсов, второй выход блока управления соединен с одним из входов первого регистра а выход управляемого делителя частоЭ
20 ты через делитель частоты — с одним из входов второго регистра и блока интервала измерения, два других входа которого соединены с выходами формирователей, а выходы — со входами
25 реверсивного счетчика, выход которого соединен с другим входом второго регистр а.
На чертеже представлена функциональная схема цифрового фазометра.
Цифровой фазометр состоит их двух формирователей 1, 2,электронного ключа 3, генератора 4, счетчика 5, блока 6 управления, регистра 7, управляемого делителя частоты 8, делителя частоты 9, блока 10 интервала измерения, .З5 реверсивного счетчика 11 и регистра 12.
Цифровой фазометр работает следующим образом.
Формирователи 1, 2 входных сигналов в моменты прохождения мгновенных 40 значений напряжений 0 и О через нуль выдают управляющие импульсы, которые открывают электронный ключ 3 на время .,1, пропорциональное измеряемому сдвигу фаз . 45
Данный промежуток времени 1 измеряется заполнением квантующими импульсами с периодом Т от генератора 4, число которых считывается счетчиком
5.. Число импульсов N, подсчитанное счетчиком 5, 4 !ТО
Принимая во внимание, что
Ч.
Ч Х= тх
=>,6<о Дх, получим
9 3,6 4O" 7< где = — — частота исследуемых напря 1
Т жений 0,1 и Uy.
После подстановки в выражение (1) найденного значения получим: х ь, ГГУ7:Т (2) 55
После измерения gyдвоичный код из счетчика 5 импульсом, сформированным в блоке управления 6 по заданному фронту 0 1 1, переносится в регистр 7, выход которого управляет коэффициентом деления управляемого делителя частоты
8, после чего импульс с блока управления 6, сформированный по заднему фронту предыдущего импульса, сбрасывает счетчик 5 в нуль.
Частота с выхода генератора 4 после управляемого делителя частоты 8 и делителя частоты 9 будет иметь период = о N„3,6 Учитывая выражение (2), получим и Ь . о 56-10"Тоgõ х Т . " .3 6.10" (3) Одновременно импульсы входного напряжения, предположим 0,1, через блок интервала измерения 1 О,,который определяет, в каком интервале лежит 1 0о о 180 или 180-360, подсчитываются реверсивным счетчиком 11, в первом случае по прямому счету, во втором — по обратному. Каждым импульсом с выхода делителя частоты 9 код с реверсивного счетчика 11 переносится в регистр индикации 12, а через блок интервала измерения 10 импульсом, сфорьырованным по заднему фронту импульса с делителя 9, в счетчике !I устанавливается нуль, если 0 4 Ч Х < 180, или 360, если 180 « Y» 360.1 Таким образом, импульсы входной частоты подсчитываются реверсивным счетчиком 11 за интервал времени 2 у, В реверсивном счетчике 11 и, следова-. тельно, в регистре 12 будет зафиксировано число .импульсов К = Egin Принимая во внимание (3), получим 11 =ЯХ ИХ) Х = 1, т.е. число импульсов будет равно непосредственно сдвигу фаз в градусах. Формула изобретения Подписное ВНИИПИ Заказ 8430/18 Тираж 735 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 При этом за время измерения фаза регистрируется в каждом периоде изме-„ ряемого сигнала, и погрешность квантования усредняется за счет усреднения коэффициента деления управляемого делителя частоты 8. Предлагаемый фазометр позволяет измерять фазу в широком диапазоне частот, определяемом характеристиками ограничителей, н с точностью, определяемой коэффициентом деления делителя частоты 9. Фазометр при изготовлении не требует регулировки и весьма прост аппаратурно. Цифровой фазометр, содержащий фор-.. вкрователи сигнапов, электронный ключ, два входа которого .соединены с выходами формирователей, а третий — с генератором, делитель частоты, реверсивный счетчик и счетчик импульсов, саединенный с выходом электронного ключа и блока управления, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыше71099 6 шия точности sa счет усреднения пог" решности формирователей и поддержания стабильным времени измерения, он снабжен управляемым делителем частоты, двумя регистрами и блоком интервапа измерения, причем один из входов управляемого делителя частоты соединен с выходом генератора, а второй через первый регистр — с выходом счетчика 1а импульсов, второй выход блока управления подключен к второму входу регистра, а выход управляемого делителя .частоты через делитель частоты — к одному из входов второго регистра и блока интервала измерения, два других входа которого соединены с выходами формирователей, а выходы — со входамю реверсивного счетчика, выход которого соединен со вторым входом второго регистра. ! Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР п5 У 469099, кл. G 01 К 25/00, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР У 270065, кл. G 01 К 25/00, 1963 (прототип).
