Способ двухканального измерения изменений сдвига фаз гармонических сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскиз

Стщиалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090780 (21) 2958582/18-21 (511 М. КЛ. с присоединением заявки №

G 01 R 25/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150283.Бюллетень ¹ 6 (23) Приоритет

f 53) УДК 621. 317. .77(088.8) Дата опубликования описания 150283

В.Д. Шевеленко, Д.A. Даминов, В.И. Кутузов, В.A. Деревяшкин и Б.П. Ильин (72) Авторы изобретения

E,Оренбургский политехнический институт (7т ) Заявитель (54) СПОСОБ ДВУХКАНАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ИЗМЕНЕНИИ

СДВИГА ФАЗ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к фазоиэме" рительной технике и может быть исполь. эовано при создании фаэометров в ши;роком диапазоне частот. т(звестен способ, заключающийся в .преобразовании сигналов, разность фаэ между которыми измеряется в две последовательности прямоугольных импульсов той же частоты, одна из которых (в канале переменной фазы) поступает на индикатор непосредственно, а другая (в канале постоянной фазы) путем суммирования с последовательностью импульсов, полученных умножением частоты повторения импульсов канала. постоянной фазы, преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов, выступающую в качестве электрической шкалы на экране индикатора, которая одновременно несет информацию о временном положении передних фронтов измеряемой последовательности импульсов канала постоянной фазы (1).

Недостатком этого способа является невысокая точность измерений,обус. лов;.енная использованием индикатора

s качестве оконечного элемента регистратора.

Известен также способ, заключающийся в совмещении двух электрических шкал, начала которых сдвинуты друг относительно друга на длительность измеряемого интервала, пропорционального измеряемому углу сдвига фаз, а деления одной шкалы отличаются от деления другой на требуемое значение ступени квантования (2).

Недостатком известного способа является невысокая точность измере" ний, обусловленная необходимостью поддержания на высоком уровне относительной стабильности периодов входного сигнала и опорного напряжения, а также большое время измерения, зависящее от диапазона частот измеряемых напряжений.

Цель изобретения - повьиаение точности измерений.

Цель достигается тем, что иэ гар ионических напряжений, изменение сдвига фаэ между которыми подлежит измерению, формируют две последовательности прямоугольных импульсов той же, частоты, которые используются для создания двух электрических шкал,начала которых сдвинуты друг относительно друга на интервал времени,пропорциональный измеряемому сдвигу фаэ, 996952

Формула изобретения а затем последовательности прямо» угольных импульсов с частотой повторения, в целое число раэ превышающей частоту измеряемых сигналов, выполняющих роль электрических шкал, преобразуют в первую прерывистую последовательность с числом импульсов, пропорциональным измеряемому сдвигу фаэ, и в суперпозицию двух прерывистых последовательностей импульсов, одна иэ которых является продолжением первой прерывистой последовательности,а начало второй прерывистой последовательности совпадает с окончанием вре. менного интервала, пропорционального измеряемому сдвигу,фаэ, после чего из первой прерывистой последовательности и иэ суперпозиции последовательностей импульсов выделяют и подвергают точному .выпрямлению гармоники с частотами, равными частоте слдования импульсов внутри прерывистых последовательностей.

На фиг. 1 показана блок-схема одного из возможных вариантов реализации предлагаемого способа, ла фиг.2 временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Блок-схема содержит формирователи 1 и 2, преобразующие опорное и входное гармонические напряжения час. тоты 1= ", изменения сдвига фаз

Т между которыми подлежат измерению в последовательньсти прямоугольных импульсов, триггер 3, запускаемый по двум входам и формирующий последовательности прямоугольных импульсов, длительность котор,"х = пропор«т9и и у циональна измеряемому сдвигу фаз, генераторы 4 и 5, вырабатывающие последовательности прямоугольных им(О пульсов с параметрами ; =- - и синхронизируемые соответственно передними фронтами импульсов формирователя 1 опорного напряжения и задни. ми фронтами импульсов триггера 3, элементы совпадений 6-8, избирательную систему 9, выделяющую из прерывистых последовательностей импульт, сов гармоники с номером В= — 1 точТо ные выпрямители 10 и 11 соответственно каналов грубого и точного отсчетов, триггер 12, запускаемый по двум. входам и формирующий последовательности прямоугольных импульсов длительностью рТО счетчик 13 импуль. сов емкостью р, линейный смеситель

14, на два входа которого поступают ,прерывистые последовательности импульсов с выходов элемеитов совпадений 7 и 8, избирательную систему 15, выделяющую из суперпозиции прерывис. тых поспедовательностей импульсов т ,. гармонику с номером.. = — „. то

Работает устройство, реализующее предла гесмь|й сп >coб,следующим образом, С помощью .элемента 6 совпадений, на один иэ двух входов которого поступают импульсы длительностью <и с выхода триггера 3, а на второй - им-, пульсы с выхода синхрониэирующего генератора 4, осуществляется преобразование пропорционального измеряемому сдвигу фаз интервала времени t в прерывистую последовательность ,(пачку) иэ и измерительных импульсов.

Точное выпрямление выделенной иэ прерывистых последовательностей пачек импульсов гармоники с номером =,позТ т воляет грубо (с точностью до (.д ф =

+90

) измерять текущее значение сдви15 га фаэфи .

Элементы 7 и 8 совпадений, управляемые выходным перепадом триггера

12, совпадающим с задним фронтом им20 пульса длительностью tï формируют из последовательностей импульсов с параметрами Еи Х,; - 0-, вырабатываемых

0 2У синхронизируемыми" генераторами 4 и 5, прерывистые последовательности в ви25 де пачек из р импульсов. Управляющий перепад напряжения триггера 12 заканчивается после заполнения счетчика

13 импульсов. Подаваемые на входы линейного смесителя 14 (сумматора)

30,пачки импульсов со сдвигом между передними фронтами импульсов t, определяемым отклонением текущего значе2ll, ния сцвига фаэ относительно ф„=in—

35 Точное выпрямпение гармоники с номе,ром 6 = Т/Т, выделенной из суперо позиции пачек импульсов, позволяет измерять изменения сдвига фаз внутри интервала, q.

Одновременное измерение постоянных напряжений на выходах точных выпрямителей грубого и точного каналов позволяет с высокой точностью измерять изменения сдвига фаз в диапазоне 0-360

Способ двухканального измерения изменений сдвига фаз гармонических сигналов, .заключающийся в преобразо.вании сигналов, сдвиг фаз между которыми измеряется, в две последовательности прямоугольных импульсов той же частоты, которые используются для создания двух электрических шкал, начала которых сдвинуты друг относительно друга на интервал вре60 мени, пропорциональный измеряемому сдвигу фаз, отличающийся ,тем, что, с целью повышения точности измерения, последовательности прямо» угольных импульсов с частотой повто65 рения, в целое число раз превышающей

996952 частоту измеряемых. сигналов, выполняющих роль электрических шкал, преобразуют в первую прерывистую .последовательность с.чнслом импульсов, пропорциональных сдвигу фаэ, и в суперпозицию двух прерывистых после- довательностей импульсов, одна из которых является продолжением первой прерывистой последовательности, а начало второй прерывистой последовательности совпадает с окончанием вре-, менного интервала, пропорционального измеряемому фаэовому сдвигу, после чего иэ первой прерывистой последовательности и иэ суперпоэнции последовательностей импульсов -выделяют н, подвергают точному выпрямлению гармоники с частотами, равняя частете следования импульсов внутри прерывис-, тых последовательностей. т

" Источники информации, принятые во внимани при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 234513, кл; 6 01 В 25/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 1324588, кл. 6 01 и 25/00, 1972.

99Г952

46 8х

tl>

0 2

0 и

1

Оу

0 7

0 8

ВНИИПИ Заказ 92б/63 Тираж 708 Подписное

Фили и ППП "йатент",г.Ужгород,ул,Проектная,4