Следящий цифровой фазометр с постоянным измерительным временем

 

(7)) Завывтедь

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калийина (54) СЛЕДЯЩИЙ ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ПОСТОЯННЫМ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЬК ВРЕМЕНЕМ с.

Изобретение относится к измери, тельной технике и может быть исполь- зовано для контроля характеристик фазовых датчиков, например, линейных индуктосинов.

Известен фазометр, содержащий фор" мирователи импульсов, триггерные детали частоты, схему И, коммутатор, выходы которого соединены с входами схемы И, один из делителей частоты содержит инвертор,гл - основных итй10

-1 дополнительных триггеров причем один из выходов 11 -1-ro дополнительного триггера связан со счетным вхо. дом и -го основного триггера, другой

1$ выход — ср счетным и -го дополнительного триггера, счетный вход первого дополнительного триггера соединен с выходом инвертора, а выходы основных триггеров соединены со входами коммутатора. Приведенное устройство рабо" тает по принципу сложения и позволяет измерять фазовые сдвиги в пределах

12 .900(=1,2,3, ) 11.2

Однако этот фазометр имеет низкую точность измерения фазового сдвига, обусловленная применением однополупериодной схемы измерения, низкую достоверность измерений нз-за сбоев делителей частоты от помех, переменную разрешающую способность, зависящую от коэффициента деления делителей частоты.

Наиболее близким к предлагаемому является двухполупериодный цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, содержащий формирователь, выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов

И, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к входу выходного .счетчика, а вторые входы через дифференцирующие цепи подключены к противофазным выходам первого триггера, вход которого подключен к входу делителя частоты и выходу .третьего элемента

И, первый вход которого подключен к выходу задающего генератора, а вто91136

3 рой — к выходу второго триггера, вход которого подключен к выходу делителя частоты ).23, Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон изо S мерения, равный 360

Цель изобретения — расширение диапазона измерений фазового сдвига.

Поставленная цель достигается тем, что в фазометр, содержащий фор" мирователь, выходы которого подклю- чены к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых через элемент ИЛИ подключены к входу выхоДного счетчика, а вторые входы через дифференцирующие цепи подключены к противофазным выходам первого .триггера, вход которого подключен к входу делителя частоты и выходу третьего элемента И первый вход котороЭ

29 го подключен к выходу задающего гене ратора, а второй — к выходу второго триггера, вход которого подключен к выходу делителя частоты, введены счетный триггер, дополнительные пер-: вые, вторые, третьи и четвертые элементы И, дополнительный элемент ИЛИ, нормализатор, фильтр, D --триггер, дополнительный триггер, первый и второй компараторы, дополнительные пер вый и второй формирователи, дополнительный делитель частоты и реверсивный счетчик, причем вход счетного триггера подключен .к второму выходу формирователя, а выходы — к первым входам первого и второго до«. . 35 полнительных элементов И, вторые входы которых подключены к выходам формирователей, а выходы — к входам дополнительного элемента ИЛИ, выход

4О которого подключен к входу нормали- . затора, выход которого подключен к входу фильтра, выход которого подключен к входам D-триггера и первым входам первого и второго компараторов, вторые входы которых под45 ключены соответственно к .источникам опорных напряжений, а выходы к входам дополнительного триггера, противофазные выходы которого подключены к входам первого и второго дополнительных формирователей, выходы которых подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого дополнительных элементов И, выходы которых подключены к входам реверсивного счетчика, а вторые входы — к . противофазным выходам 9 -триггера, вход синхронизации которого подклю5 4 чен к выходу дополнительного дели-. теля частоты, вход которого подключен к инверсному выходу счетного триггера.

На фиг. 1 приведена функциональная схема следящего цифрового фазометра с постоянным измерительным временем) на фиг, 2 — диаграммы, объясняющие следящий принцип, работы фазометра.

Следящий фазометр содержит формирователь 1, элементы 2 И, счетчик 3 импульсов, задающий генератор 4, элемент 5, делитель 6 частоты, триггер 7, триггер 8, дифференцирующие . цепи 9, элемент 10 ИЛИ, счетный триггер !1, дополнительные элементы

l2 И, дополнительный элемент 13 ИЛИ, fl -триггер 14, компаратор 15, нормализатор 16, фильтр 17, дополнитель.— ный делитепь 18 частоты, дополнительный триггер 19, дополнительные формирователи 20 импульсов, дополнительные элементы 21 И, реверсивный счетчик 22.

Выходы формирователя 1 подключены к входам эаементов 2 И и дополнительных элементов 12 И. Выход элементов

2 И подключен через элемент 10 ИЛИ к выходному счетчику 3, а вторые входы элементов 2 И через дифференцирующие цепи 9 подключены к противофазныи выходам триггера 8, на вход которого в, течение измерительного времени, сформированного делителем 6 частоты и триггером 7, через ключ поступают импульсы задаю. щего генератора 4, второй выход формирователя 1 подключен к входу счетного триггера )1 выходы которого подключены к вторым входам дополнительных элементов 12 И, выходы которых через дополнительный элемент

13 ИЛИ подключены к выходу нормапизатора 16 и фильтра 17, выход которого подключен к входу 11 -триггера

14 и компараторов 15, а выходы последних подключены к входам дополнительного триггера 19, выходы которого через Чополнительные формирователи 20 подключаются к первым .входам дополнительных элементов 2 И, выходы которых подключены к входам реверсивного счетчика 22, а вторые входы — к выходам Q --триггера 14, вход синхронизации которого подключен к выходу делителя 18 частоты, вход которого подключен к инверсному входу счетного триггера 11. 5 911365

Фазометр при измерениях фазового сдвига в пределах 0-. 360, работает

D следующим образом. б

Формула изобретения

Следящий. принцип измерения осно5 ван на том, что для фазометра с про. межуточным преобразователем и формирователем сигналов пропорционален фазовому сдвигу, по триггерному способу, зависимость напряжения от

1О сдвига фазы (фиг. 2а) является циклической и разрывной в точках 2ПК. При подходе слева (в сторону увеличения фазового сдвига)происходит скачок напряжения с максимального уровня на минимальный уровень. Аналогично, при подходе справа происходит скачок с минимального уровня на максимальный.

I Схема, состоящая из дополнительных элементов 12 И, дополнительного элемента 13 ИЛИ, счетного триггера 11, . нормализатора 16 и фильтра 17, является двухполупериодным фазометром с, промежуточным преобразователем, которая в сочетании с триггерным формирователем 1 имеет зависимость напряжения от фазового сдвига (фиг. 2а), Вэмпараторы 15 устанавливают дополнительный триггер 19 в единицу, когда напряжение с выхода фильтра

Чф достигает максимального уровня н устанавливают в нуль, когда напряжение достигает минимального уровня (фиг. 2 в и с). Дополнительные формирователи 20 импульсов по поло. жительному перепаду вырабатывают импульсы, поступающие на дополнительные элементы 21 И. Э -триггер 14 является стробируемым компаратором с памятью и служит для хранения предистории процесса измерения.

Делитель 18 частоты служит для согласования периода перезаписи3 -триггера 14 и постоянной времени фильтра 17. Если Чф находится вблизи и происходит скачок, то на сумФО мирующий вход реверсивного счетчика

22 поступает импульс (фиг. 2а). Аналогично, если Ч было близко к Чр „ q и происходит скачок, то поступает импульс. (фиг. 2е) на вычитающий вход реверсивного счетчика 22. Если Чф меняется плавно (в пределах одного цикла характеристики), то сигналы

П -триггера запрещают прохождение

55 импульсов с выходов дополнительных формирователей 20 на входы реверсивного счетчика 22.

Следящий цифровой фазометр с постоянным измерительным временем, содержащий формирователь, выходы которого подключены к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых через элементы ИЛИ подключены к входу выходного счетчика, а вторые входы через дифференцирующие цепи подключены к противофазным выходам первого триггера,. вход которого подключен к входу делителя частоты и выходу. третьего элемента

И, первый вход которого подключен к выходу задающего генератора, а вто- . рой — к выходу второго триггера, вход которого подключен к выходу делителя частоты, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с цепью расширения диапазона иамерЬний сдвига.фаз, в него введены счетный триггер, допол-. нительные первые, вторые, третьи и четвертые элементы И, дополнительный элемент ИЛИ, нормализатор, фильтр, П -триггер, дополнительный триггер, первый .н второй компараторы, дополнительные первый и второй формирователи, дополнительный делитель частоты и реверсивный счетчик, причем вход счетного триггера подключен к второму выходу формирователя, а выходы - .к первым входам первого и второго до- . полнительных элементов И, вторые входы которых подключены к выходам формирователей, а выходы вЂ,к входам дополнительного элемента ИЛИ, выхрд которого подключен к входу нормали-. затора, выход которого подключен к входу фильтра, выход которого подключен к входам D -триггера и первым входам первого и второго компараторов вторые входы которых подключены соответственно к . источникам опорных напряжений, а выходы к входам дополнительного триггера, противофазные выходы которого подкшочены соответственно к входам первого и второго дополнительных формирователей, выходы которых подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого дополнительных элементов И, выходы которых подключены к входам реверсивного счетчика, а вторые входы - к нротивофазным выходамD--триггера, вход синхронизации которого подключен к выходу дополнительного делителя ча911365 стоты, вход которого подключен.к инверсному выходу счетного .триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 410330, кл. G Ol R 25/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР ,В 211655, кл. G Ol R 25/00, 1968.

911365

Составитель М.Катанова

Редактор Н.Пушненкова Техред С.Мигунова Корректор Н.Стец

Заказ 1115/33 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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