Фазометр соотносящихся частот

 

Союз Советски«

Социалистически«

Республик

ОП ИСАЙ И Е

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 894597 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 25.01.80 (21) 2873748/18-21 с присоелнненнект заявки М (23) Приоритет (Sl)<. Кл.

G 0I R 25/00 (ооудерстекнны11 квинтет

СССР но аелви изобретений и открытий (53) УДК 621. 317. .373(088.8) Опубликовано 30. 12. 81 ° Бюллетень Pk 48

Дата опубликования описания 30. 12. 81 (72) Автор изобретения

В.M.Ñîëoâüåâ

Куйбышевский электротехнический институ (71) Заявитель (54) ФАЗОМЕТР СООТНОСЯЩИХСЯ ЧАСТОТ

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначено для измерения фазовых углов между гармоническими колебаниями, частоты которых относятся как небольшие целые числа (для измерения фазового спектра) .

Известно устройство для измерения фазовых сдвигов между гармоническими колебаниями кратных частот, содержащее усилители-ограничители опорного и измерительного каналов, мультивибраторы, дифференцирующие цепи, выпрямители, два триггера, схему совпадения, распределительную цепь, !

5 два синхронизированных мультивибратора и индикатор (Я .

Недостаток известного устройства состоит в том, что измерение фазы

20 производится только на кратных частотах, т.е. мелду одной из высших гармоник и первой гармоникой исследуемого спектра.

Известен фазометр для измерения фазовых сдвигов между гармоническими колебаниями, частоты которых соотносятся как целые числа, содержащий сумматор, индикатор, основной и вспомогательный триггеры, два канала, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных входного устройства и усилителя-ограничителя, дифференцирующие цепи, детекторы, пропускающие положительные импульсы для запуска и возврата в исходное состояние основного триггера с разделенными входами, инверторы, инвертирующие отрицательные импульсы с выходов детекторов для запуска вспомогательного триггера (2).

Недостатком фаэометра является дополнительная погрешность измерения иэ-за изменения амплитуды и длительности импульсов.

Цель изобретения — повышение точности.

894597.11оставленная цель достигается тем, что фазометр соотносящихся частот, содержащий сумматор, выход которого соединен с одним из входов индикатора, а каждый из входов соединен с выходами основного и вспомогательного триггеров, первый и второй каналы, в кажцый из которых входят последовательно соединенные входной блок и усилитель-ограничитель, снабжен в каждом из каналов блоком формирования фронта, блоком формирования среза и блоком компенсации, причем в каждый из блоков формирования фронта входят три последовательно соединенных инвертора, выход последнего соединен е одним из входов элемента совпадения, второй вход которого подсоединен ко входу первого инвертора, к выходу первого инвертора подсоединен зарядный конденсатор, входом блока формирования фронта служит вход первого инвертора, а выходом — выход элемента совпадения, в каждый из блоков формирования среза входят четыре инвертора, соединенные последовательно, вы" ход четвертого инвертора присоединен к одному из входов элемента совпадения, второй вход которого соединен со входом второго инвертора, к выходу которого подсоединен зарядный конденсатор, входом блока формирования среза служит вход первого инвертора, а выходом — выход элемента совпадения, выходы первого и второго блоков формирования фронта и блоков формирования среза соединены соответственно с первым и вторым входами основного и вспомогательного триггеров, выход основного триггера через блок компен. сации подсоединен ко второму входу индикатора, выходы усилителей-ограничителей первого и второго каналов сое-. динены соответственно со входами блоков формирования фронта и формирования среза первого и второго каналов.

На фиг. 1 представлена структурная схема фазометра, соотносящихся частот; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие принцип получения коротких импульсов.

Фазометр соотносящихся частот содержит первый и второй каналы 1 и 2, карый из каналов состоит из последовательно соединенных входного блока 3, усилителя-ограничителя 4, блоков 5 и 6 формирования фронта, блоков 7 и 8 формирования среза, каждый из блоков 5 и 6 формирования фронта состоит иэ трех последователь10

4 но соединенных инверторов 9, 10 и

11, элемента 12 совпадения, причем на выходе первого инвертора 9 включен зарядный конденсатор 13 каждый из блоков 7 и 8 формирования среза состоит из четырех последовательносоединенных инверторов 14-17, элемента

18 совпадения, причем на выходе второго инвертора 15 включен зарядный конденсатор 19. Кроме того, в фазометр входят основной триггер 20, вспомо" гательный триггер 21, сумматор 22, блок 23 компенсации и индикатор 24.

Устройство работает следующим образом.

Гармонические сигналы, частоты которых соотносятся как небольшие целые числа, пройдя через входные блоки

3 первого и второго каналов 1 и 2 и усилители"ограничители 4, поступают на блоки 5 и 6 формирования фронта и блоки 7 и 8 формирования среза.

Для получения коротких импульсов по фронту применены блоки 5 и 6 формирования фронта в каждом канале, для получения коротких импульсов по срезу применены блоки 7 и 8 формирования среза. Оба канала работают идентично.

Принцип получения коротких импульсов поясняется эпюрами, приведенными на фиг. 2, где Ч вЂ” напряжение на входе блока 5 формирования фронта (например, на входе инвертора 9); У1 напряжение на выходе первого инвертора

9 (искажение фронта и среза импульса происходит за счет заряда и разряда конденсатора 13, включенного на выходе первого инвертора); Ч вЂ” напряжение на выходе второго инвертора, 101 где получается смещенный фронт импульса; Vy — напряжение на выходе третьего инвертора 11, оно же явля ется одним из входны напряжений элемента 12 совпадения, на второй вход элемента совпадения подается напряжение со входа блока формирования среза (c выхода усилителя-ограничителя 4); U5 — напряжение на выходе элемента 12 совпадения. В этой точке получается короткий импульс, длительность которого зависит от величины конденсатора 13. Его фронт образован фронтом входного импульса, а срез — смещенным фронтом входного импульса, поданного с инвертора 11.

Чтобы получить короткий импульс по срезу входного сигнала, на входе блока формирования среза 7 стоит

894597 дополнительный инвертор 14; дальней-, шая работа инвертора 15 конденсатора

19, инверторов 16 и 17, элемента

18 совпадения аналогична работе блока

5 формирования фронта. S

Схемы и работа блока 6 формирования фронта и блока 8 формирования среза второго канала 2 аналогичны схемам и работе формирующих устройств первого канала 1. Сформированный ко- 6 роткий импульс фронта первого канала запускает основной триггер 20, корот" кий импульс фронта второго канала переводит триггер 20 в исходное состояние. Аналогичное действие произ- IS водят короткие импульсы среза первого и второго каналов со вспомогательным триггером 21. С выходов триггеров сигналы поступают на два входа сумматора 22. Просуммированный 20 сигнал с выхода сумматора поступает на вход индикатора 24, в котором навстречу ему идет сигнал с блока 23 компенсации. Блок 23 компенсации служит для компенсации начального то- 2З ка при нулевом фазовом сдвиге, который является первым слагаемым в обобщенном уравнении шкалы индикатора где e - изменяется от 2 до 9 (номер низшей гармоники); й1 — изменяется от 3 до 10 номер высшей гармоники); 3S

Цр .- фазовый сдвиг, отнесенный к низшей частоте.

Как видно из слагаемого (n -1), 1мак начальный ток различен в зависимости от соотношения частот исследуемых 40 колебаний.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в том, что в него введены блоки формирования фронта и среза, на выходе которых получаются импульсы равной амплитуды и длительности независимо от частоты входного напряжения. Устройство может использоваться также для измере- р ния фазового сдвига между гармоническими колебаниями кратных и равных частот.

Формула изобретения

Фазометр соотносящнхся частот, содержащий сумматор, выход которого соедннен с одним из входов индикатора, а каждый из входов соединен с выходами основного и вспомогательного триггеров, первый и второй каналы, в каждый из которых входят последовательно соединенные входной блок и усилительограничитель, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения точности, он снабжен в каждом из каналов блоком формирования фронта, блоком формирования среза, и блоком компенсации, причем в каждый из блоков формирования фронта входят три последовательно соединенных инвертора, выход последнего соединен с одним из входов элемента совпадения, второй вход которого подсоединен ко входу первого инвертора, к выходу первого инвертора подсоединен зарядный конденсатор, входом блока формирования фронта служит вход первого инвертора, а выходом — выход элемента совпадения, в каждый из блоков формирования среза входят четыре инвертора, соединенные последовательно, выход четвертого инвертора присоединен к одному из входов элемента. совпадения, второй вход которого соединен со входом второго инвертора, к выходу которого подсоединен зарядный конденсатор, входом блока формирования среза служит вход первого инвертора, а выходом — выход элемента совпадения, выходы первого и второго блоков. формирования фронта и блоков формирования среза соединены соответственно с первым и вторым входами основного и вспомогательного триггеров, выход основного триггера через блок компенсации подсоединен ко второму входу индикатора, выходы усилителейограничителей первого и второго каналов соединены соответственно со входами блоков формирования фронта и формирования среза первого и второго каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 318883, кл. G 01 R 25/00.

2. Гуй Руан, Соловьев h.M. Измерение фазового сдвига между гармоническими колебаниями разных частот.

"Радиотехника", 1971, т. 26, Ф 9, с. 62-66.

894597

У иР У

Составитель М. Вересков (Редактор И.Михеева Техред E.Õàðèòîí÷èê Корректор Г.Назарова

Заказ 11479 73 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал 1П1П Патент", г. Ужгород, ул. 11роектная, 4