Широкопредельный фазометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичесиик

Республик

< 918879 (6I ) Дополнительное к авт. с вид-ву(22) Заявлено 12. 04. 79 (21) 2750923/18-21 с присоединением заявки М (5! )М. Кл.

G 01 R 25/ОО

Гооудорстеенный комитет (23) Приоритет

Опубликовано07..04.82. Бюллетень Ж13

Дата опубликования описания 07.04.82 ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317, .77(088.8}

Винницкий политехнический институт (71) Заявитель (54) ШИРОКОПРЕДЕЛЬНЫЙ ФАЗОИЕТР!

1зобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначено для измерения фазовых набегов,прео выаающих 360, в частности фазовых флюкту аци и .

Известен широкопредельный фазометр, содержащий задающий генератор, амплитудные детекторы и ограничители, соединенные через переключатель с ключевым элементом, индикатор.При этом выход задающего генератора соединен с первым входом модулятора непосредственно, а с вторым - через делитель, выход ключевого элементасоединен с первыми входами блока определения числа периодов и .блока измерения фазы, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами блока управления, третий выход блока управления присоединен к управ" ляющему входу переключателя, выходы блока определения числа периодов и блока измерения фазы соединены с первым и вторым входами сумматора, выход которого соединен с индикатором И.

Однако измерение непрерывно изменяющихся фазовых сдвигов таким фазометром затруднено, с одной стороны, коммутацией его цепей и, с другой стороны, зонами неустойчивых показаний или неоднозначностью отсчета фазометра в диапазоне углов 0-360

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является фазометр, содержащий в каждом канале соединенные последовательно ограничитель и формирователь (например. дифференцирующую цепь), на выходеизмерительный триггер и индикатор, ключевые элементы, инвертор, элемент

И, а также дополнительный триггер и дополнительный ограничитель, причем ключевые элементы подключены к выходу дифференцирующей цепи одного из каналов " одно непосредственно, а другое - через инвертор, выходы ключевых элементов соединены со

918879 входом измерительного триггера, а также со входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом дополнительного триггера, соединенного своими потенциальными выходами с управляющими входами ключевых элементов, при этом вход другого канала соединен со входом дополнительного ограничителя, выход которого подключен ко второму входу элемента

И (21, Однако с помощью такого фазометра можно измерять фазовые набеги примерно на 360 и затруднен цифровой отсчет результатов измерения. Это обус- ловлено тем, что при фазовых сдвигах ф в окрестности 0 и 180 иэ-за наличия т

"запасных" зон отсчета длительность импульсов на выходе измерительного триггера непропорциональна измеряе- зо мой разности фаз.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, а именно измерение непрерывного фазового набега в широких пределах беэ увеличения емкости счетчика и цифровой отсчет результатов измерения.

Поставленная .цель достигается тем, что в широкопредельный фазометр, содержащий в .двух каналах последователь-зо но соединенные ограничитель и формирователь, во втпром канале, кроме того, триггер со счетным входом, а также элемент И, измерительный триггер, входы которого соединены с выходами формирователей, и индикатор, вход которого соединен с выходом измерительного триггера, введены эле мент ИЛИ, дополнительный формирователь и два расширителя импульсов, причем 4О один вход элемента И соединен с выходом формирователя в первом канале через первый расширитель импульсов, а. второй вход элемента И соединен с выходом формирователя во втором канале через соединенные последовательно элемент ИЛИ, триггер со счетным входом, дополнительный формирователь и второй расширитель импульсов, выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ и вторым входом индика тора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема широкопредельного фазометра; на фиг. 2 и, 3 - диаграммы, пояс- ы няющие его работу.

Устройство Состоит из двух каналов, на входах которых расположены ограниЮ чители 1 и 2, предназначенные для формирования прямоугольных импульсов, фронты которых совпадают с моментами переходов входных напряжений через нуль, и подсоединенные к ним формиро/ ватели 3 и 4, причем формирователь 3 выполнен по схеме формирования коротких импульсов, временное положение которых соответствует. одному из переходов входного сигнала через нуль, а формирователь 4 - по схеме формирования коротких импульсов по обоим переходам через нуль. Выход формирователя

4 через элемент ИЛИ 5 и триггер 6 со счетным входом подключен ко входу дополнительного формирователя 7, идентичног0 формирователю 3. Выходы формирователя 3 и дополнительного формирователя 7 подключены ко входам измерительного триггера 8 и соответственно ко входам первого расширителя

9 импульсов и второго расширителя 10 импульсов, выходы которых соединены со входами элемента И 11, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 5 и вторым входом индикатора

12, первый вход которого соединен с выходом измерительного триггера 8.

Устройство работает следующим образом.

Если сдвиг фаз между входными сигналами отличается от 0 (360 ) или

180, то расширители 9 и 1О импульсов не принимают участие в работе устройства.

С помощью ограничителей. и формирователей в каждом канале фазометра вырабатываются короткие импульсы по моментам перехода входных сигналов через нуль, причем в первом канале— по одному момЕнту перехода, а во втором - по обоим. Короткие импульсы во втором канале через элемент ИЛИ 5 поступают на счетный вход триггера

6 и на его выходе воспроизводится такой же сигнал, что и на выходе ограничителя 2 в этом канале, либо противофаэный сигнал. На выходе дополнительного формирователя 7 вырабатываются импульсы по одному моменту перехода через. нуль. На входы измерительного триггера 8 поступают короткие импульсы из обоих каналов и устройство работает как обычный триггерный фазометр с диапазоном измерения 0 - 360 и зонами неустойчивых показаний А и В (фиг. 3а).

918879

Если в процессе измерения сдвиг фаз между входными сигналами окажет-, ся близким к 0 (360 ) или 180, то импульсы на входах измерительного триггера 8 совпадают во времени, s ,т.е. появится зона неустойчивой работы..Для предотвращения этого с выходов формирователя 3 и дополнительного формирователя 7 короткие импульсы подаются на расширители 9 и 10 1Î импульсов соответственно.

Если, например, при уменьшейии фа" зового сдвига измеряемая величина окажется в окресности А (положение стрелки 1 на фиг. За), короткие им-,1 пульсы через расширители 9 и 10 импульсов, поступающие на входы элемента И 11, начинают перекрываться во времени. На выходе элемента И 11 формируется импульс, который через эле- 20 мент ИЛИ 5 поступает на счетный вход триггера б во втором канале, вызывая его дополнительное опрокидывание, о т. е. фаза скачком изменяется на 180 (положение стрелки 2 на фиг. За).

Одновременно с выхода элемента И 1,1 импульс поступает на второй вход индикатора 12, изменяя его показание на 180 . Аналогично при увеличении фазового сдвига до зоны В (положение зо стрелки 3 на фиг. За) происходит снова дополнительное опрокидывание триггера и изменение измеряемой величины на 180 (положение стрелки 4 на о фиг. За).

При изменении фазового набега, например„по =инусоидальному закону, начиная с окрестности нуля (фиг. 36) стрелка измерительного прибора отклоняется по траектории 1 — 2, в точке

2 происходит переброс в положение 2 и далее измерения осуществляются на одном участке шкалы без многократных перебросов.

Если фазовый набег изменяется в 45 широких пределах, например, в сторону увеличения, положение стрелки меняется по траектории 1 — 3(см.фиг. За), затем осуществляется переброс из положения 3 в 4 и добавление в резуль- р тат измерения 180 . Далее происходит циклическое перемещение стрелки по траектории 4 — 3 и после каждого переброса добавление 180 в индикао торе 12, т.е. имеется. возможность индицировать .фазовый набег в широких

1 пределах, практически неограничен-, ных. При этом индикация возможна в цифровой форме.

Широкопредельный фазометр позволяет измерять непрерывный фазовый набег практически в неограниченных пределах и емкость счетчика при этом нет необходимости увеличивать. Кроме того, схема, фазометра удобна для выполнения ее на интегральных микросхемах и легко осуществить цифровой отсчет результатов измерения.

Широкопредельный фазометр может применяться в качестве самостоятельного прибора в диапазоне низких частот или в качестве индикаторного устройства фазометров с преобразованием частоты, в частности йзмерителей фазовых флюктуаций.

Формула изобретения

Широкопредельный фазометр, содержащий в двух каналах последовательно соединенные ограничитель и формирователь, во втором канале, кроме того, триггер со счетным входом, а также

- элемент И, измерительный триггер, входы которого соединены с выходами формирователей, и индикатор, вход которого соединен с выходом измерительного триггера, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей в него введены элемент ИЛИ, дополнительный формирователь и два расширителя импульсов, причем один вход элемента И соединен с выходом формирователя в первом канале через первый расширитель импульсов, а второй вход элемента И соединен с выходом формирователя во втором канале через соединенные последовательно элемент ИЛИ, триггер со счетным входом, дополнительный формирователь и второй расширитель импульсов, выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ и вторым входом индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 514250, кл. G О1 R 25/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

397851, кл. G 01 R 25/00, 1971.