Измеритель разности фаз

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккк

Социалнсткческнк .

Республик (i»890263 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву Ю 516000 (22) За я алеко 30.06.78 (21 ) 2635866/18-21 с присоединением заявки J%— (23) Приоритет.—

{5! )М. Кл.

G 01 R 25/00

Гаеудерстээнльй кемитйт

СССР до делам лзабрвтенкк в еткрмткй

Опубликовано 15 12 81. Бюллетень J% 46 (53) УДК 621.317, .77 (088.8) Дата опубликования описания 15.12.81

Киевский технологический институт легкой промышленности (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ФАЗ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в фазометрии.

По основному авт. св. У 516000 известен измеритель разности фаз, содержащий последовательно соединенные коммутатор, линейный фазовыи детектор, избирательный усилитель частоты коммутации, синхронный детектор, регистрирующее устройство, а также управляииций триггер, дискриминатор, два последовательно соединенных одновибратора, один из которых соединен своимвходом с управляl0IIgtM триггером, и логический трехвходовый элемент И, который по двум входам связан с выходами одновибраторов, а по третьему— с дискриминатором, при этом фазовый детектор соединен с источником входных сигналов непосредственно и через коммутатор, которьй, в свою очередь, подключен к управляющему триггеру и синхронному детектору (1).

Недостатком известного измерителя разности фаз является снижение точности измерения при воздействии дестабилизируннцих факторов (старение элементов, флюктуация температуры, напряжения питания, влажности) .

Воздействие указанных факторов вызывает изменение параметров блоков, входящих в измерительный тракт и определяющих его метро5 логические характеристики. Так, изменение параметров избирательного усилителя частоты коммутации, которое обуславливает расстройку резонансной частоты усилителя относительно час1О тоты коммутации управляющего триггера, вызывает не только прямой эффект — уменьшение коэффициента усиления резонансного усилителя, но и влияет на коэффициент передачи синхронного детектора, который является функцией от косинуса угла фазового сдвига меж15 ду входным напряжением детектора и опорным напряжением. Следствием этого является низкая точность измерения.

Целью изобретения является повышение точ20 ности измерения разности фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель разности фаз, содержащий коммутатор, линейный фазовый детектор, избирательный усилитель частоты коммутации, синхрон890263

4 дете:::; гор,. -:.:. пирую.цее "с-ройство уп 1 > равляющия триггер, дискриминатор, два последователь»о соединенных одновибратора, логический тре...гходовый элемент И, причем фазовый детектор co(..линев с источниками входных сигналов непосредственно и через коммутатор, который по двум входам подключен к управляющему триггеру ц синхронному детектору, связанному ". избирательным усилителем частоты ко:.;:м;: —.ации и регистрирующим устройством, адин из одновибраторов соединен двумя своими входами с синхронным детектором, коммутатopoJ; и управляющим триггером, логиюский трехвходовый элемент И по двум входам связан с выходами ojJHoBHGpHTgpoB, а по третьему — с дискримииатором. введен фазовый дискриминатор, выход которого подключен к управляющем входу одновибратора, соединенного другим своим входом с синхрощтьтм детектором, комм jTBTopoM и управ, ( ляющи.;; триггepo»s, а входы дискриминатора поцключены к выходу избирательного усилителя и управляющего тр. ггера.

H;: чертеже пренсTaeJJOJJa функциональная схема предлаг;ev,o.—,о измерителя разности фаз. д

Устройство содерхсит коммутатор 1, линейный фазовый детектор 2, избирательный усилитель 3 частоть-. коммутации, синхронный деТеу T p ч..се ист",ч;.,;- т-JQJций", пот-,Qglj 5,дтпав

1 ляющий трц-:ге - о,.:л.-скрч :и;иатзр 7 логичесЗО кий трехвходовьи. элсмспт И 8,, одновибратор упрьзвляеь ьф оччовибрятоо 10 и Дазовый дискриминатор ю 1.

Устройство лабо а,".т следующим оразом, Исследуемые сигналы поочередно с частотой коммутации подключаются к линейному фа1 зовому детектору 2. При этом в один такт коммутации к фазовому детектору 2 подключаются сигналы UJ и U, в другой такт на входы детектора подается сигнал Ог. В результате коммутац:1и на гыходе фазового детекто40 ра 2 образуется прямоугольное напряжение с частотой коммутации и амплитудой, пропорциональной измеряемой разности фаз. Иэбирателыгый усилитель 3 вьщеляет и усиливает первую гармонику это"o напряжения. С выхода избирательного усилителя 3 сигнал поступает на синхронный детектор 4, постоянная составляющая выходного напряжения которого пропорциональна разности фаз сравниваемых сигналов. 59

Генерация импульсов для управления коммутатором 1 и синхронным детектооом 4 осуществляется следующим. обр зом. Импульсы с выхода дискриминатора 7 поступают на логический трехвходавый элемент И 8, открытый в начальный момент време я по двум другим входам. Это позволяет первому из импульсов. пройти через открытый логический элемент И

8 и опрокинуть триггер 6 в противоположное состояние. Перепад напряжения с одного из плеч триггера 6 опрокинет в неустойчивое состояние на время TJ управляемый одновибратор 10, после чего дальнейшее прохождение импульсов через элемент И 8 прекращается.

Через время т, управляемый одновибратор 10 возвращается в исходное состояние и опрокидывает при этом в неустойчивое состояние на время одновибратор 9. После возврата одновибратора 9 через время т в исходное состояние к входам элемента И 8 снова приложено открывающее напряжение. Очередной импульс с дискриминатора 7 поступает на счетный вход триггера 6 и опрокидывает его в исходное состояние, Управляемый одновибратор

10 снова перебрасывается в неустойчивое состояJOJe, и весь процесс повторяется сначала.

Поскольку запуск триггера 6 происходит импульсами, соответствующими моменту перехода одного из входных сигналов через нуль, то период следования выходных импульсов кратен частоте исследуемых сигналов. При этом частота коммутации определяется временем задержки т, и т2 одновибраторов и постоянна во всем диапазоне исследуемых сигналов, и случае равенства нулю напряжения на регулирующем входе управляемого одновибратора 10, При номинальных значениях параметров блоков измерителя имеет место равенство резонансной частоты яе избирательного усилителя 3 частоте коммутации Й, вырабатываемой управляемым триггером 6, выходное напряжение фазового дискриминатора 11 при этом равно нулю и не оказывает влияния на время т1 задержки управляемого одновибратора 10.

Однако. если в результате изменения параметров избирательного усилителя 3 или любого из одновибраторов 9 или 10 произошло рассогласование резонансной частоты ы о усилителя 3 и частоты коммутации Q, задаваемой результирующей задержкой т = т1 + т одновибраторов 9 и 10, то на выходе фазового дискриминатора 11 появляется напряжение. Величина этого напряжения определяется абсолютной величиной расстройки (сне — Q ), а знак— направлением расстройки (вверх или вниз относительно ы ). Выходное напряжение фазового дискриминатора 11, воздействуя через регу- лирующий вход управляемого одновибратора

10, изменяет длительность задержки т, таким образом, что результирующая задержка т

= т + т, становится равной величине, обратно пропорциональной истинному значению резонансной частоты ыо усилителя 3.

Таким образом, в результате действия цепи автоподстройки, образованной вновь введенным фазовым дискриминатором, влияние дестабилизирующих факторов существенно ослабляется.

890263

Корректор Е. Рошко

Составитель Б. Нарчинянц редактор О. Персиянцева Техред 3. Фанта

Подписное

Заказ 10962/72 .- Тираж 735

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, тем самым осуществляется стабилизация. результирующей чувствительности измерителя разности фаз, что в конечном счете приводит к повышению точности измерения при сохранении всех преимуществ известного устройства. S

Формула изобретения

Измеритель разности фаз по авторскому <0 лидетельству N 516000, о т л и ч а ю щ и йс, я тем, что, с целью повышения точности, d в него введен фазовый дискриминатор, выход которого подключен к управляющему входу одновибратора, соединенного другим своим входом с синхронным детектором, коммутатором и управляющим триггером, а входы дискриминатора подключены к выходу иэби рательного усилителя и управляющего триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 516000, кл. G 01 Я 25/00, 1974.