Цифровой измеритель разности фаз

, 1226342 1 К 25/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г) еы ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОС(54) ЦИФРО ТИ ФАЗ(57) Изобризмерениягармоничес етение предназначено для разности фаз между двумя кими сигналами. Цель иэо Ь 3 УДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 216841, кл. С 01 К 25/ОО, 1965.Авторское свидетельство СССРУ 834592, кл, С 01 К 25/00, 1981. ретения - повышение точности измерения фазовых сдвигов в диапазоне0-360 при наличии помех и искаженнойформы сигнала. Измеритель содержитформирователи 1 и 2 прямоугольногосигнала, преобразователи 3 и 4 фазакод, элемент 5 НЕ, блоки 6 и 7 усреднения, мультиплексор 8, регистрирующий блок 9 и блок 10 управления мультиплексором, состоящим изэлемента 11 И, интегратора 12 и компаратора 13. Введение элемента НЕ,преобразователя 4 фаза-код, блока 7усреднения, блока 10 управления мультиплексором и образование новыхсвязей позволило исключить "мертвыезоны" преобразователей фаза-код.1 илИзобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначено для измерения разности Фаз между двумя гармоническими сигналами.Цель изобретения - повышение точности измерения Фазовых сдвиговов диапазоне 0-360 при наличии помех и искажений Формы сигналов за счет введения в измеритель новых блоков и связей, позволяющих исключить "мертвые зоны" преобразователей фаза-код.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.Цифровой измеритель разности Фаз содержит первый 1 и второй 2 формирователи прямоугольного сигнала,первый 3 и второй 4 преобразователи Фаза-код, элемент НЕ 5, первый 6 и второй 7 блоки усреднения, мультиплексор 8, регистрирующий блок 9 и блок 10 управления пультиплексором, состоящий иэ элемента И 11, интегратора 12 и компаратора 13.Выход первого Формирователя 1 прямоугольного сигнала соединен с первым входом первого преобразова. теля 3 Фаза-код, выходы которого через первый блок 6 усреднения подключены к информационным входам мультиплексора 8. Кроме того, выход первого Формирователя 1 прямоугольного сигнала соединен с первым входом блока 10 управления мультиплексором и через элемент НЕ 5 - с вторым входом второго преобразователя 4 фаза-код, первый вход которого соединен с вторыми входами блока 10и преобразователя 4,а также с выходом второго Формирователя 2 прямоугольного сигнала. Выходы преобразователя 4 Фаза-код через второй блок 7 усреднения подключены к вторым информационным входам мультиплексора 8, выход которого соединенвходом регистрирующего блока 9. Блок 10 управления мультиплексором,"остоящий из последовательно соединенных двухвходового элемента И 11,интегратора 12 и компаратора 13соединен с управляющим входом мульгиплексора 8.Устройство работает следующим образом.Входные напряжения синусоидаль- Ыной Формы преобразуются с помощью Формирователей 1 и 2 в сигналы прямоугольной Формы с уровнями. Сигналы с выхода формирователя 1 прямоугольного сигнала подаются непосредственно на первый вход преобразователя 3 фаза-код и через элемент НЕ 5 - на первый вход преобразователя 4 фаза-код. Сигналы с выхода датчика 2 прямоугольного напряжения поступают на вторые входы преобразователей 3 и 4 фаза-код. Параллельные и -разрядные коды измеряемого сдвига фаз с выходов преобразователей 3 или 4 фаза"код через блоки 6 или 7 усреднения и мультиплексор 8, выполняющий функцию коммутации кодов, поступают ча регистрирующий блок 9 в зависимости от уровня сигнала на управляющем входе мультиплексора 8, При уровне последнего сигнала, равном логическому "О", на регистрирующий блок 9 поступает код разности фаз с преобразователя 3 фаза-код, а если уровень управляющего сигнала равен логической "1", на регистрирующий блок 9 подается код с преобразователя 4 фаза-код.В преобразователе 3 фаза-код предлагаемого устройства имеются мертвые зоны" в области фазовых сдвигов,облизких к нулю или 360 , в которых возможны большие погрешности измерения. В преобразователь 4 фаза-код сигналы с выхода формирователя 1 подаются через элемент НЕ 5, который зносит дополнительный фазовый сдвиг, равный 180 , Поэтому область "мертвой зоны" в преобразователесмещена к 180Таким образом для устойчивой работы предлагаемого измерителя во всем заданном диапазоне значений разаности фаз 0-360 целесообразно на блок 9 подавать измеренное значение разности фаз й с преобразователя 3 фаза-код, если выполняются усло-, вия: с в О, с90" ,6 ) 0 или 360 сч 270 (1)и с преобразователя 4 фаза-кодпри выполнении условя.:270 ау90 (2)Сигнал, переключающий выходы мультиплексора 8 формируется блоком 10 управления мультиплексором, который работает следующим образом. Сигналь: формирователей 1 и 2 прямоугольнсго напряжения через двухвходовый элемент 11 и поступают на вход интегратора 12, формирующего на вы1226342 Формула иэ обретения Поправка осуществляется за счет подключения входного и -го разряда мультиплексора 8 к инверсному выходу и -го разряда второго блока 7 усреднения. При этом компенсируется фазовый сдвиг, полученный за счет элемента НЕ 5, поскольку цена старшего П -го разряда кода разности фаз, определяемого в пределах 0-360 , равна 180 Таким образом, разнесение "мертвых зон" преобразователей 3 и 4 фаза-код, а также использование результатов измерения с выхода того преобразователя, у которого измеренная разность фаз наиболее удалена от "мертвой зоны , позволяет су -Составитель В. ШубинРедактор Н. Яцола Техред П.Олейник Корректор А, Тяско Заказ 2126/43 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 ходе напряжение, пропорциональное энергии импульсов на его входе.Напряжение постоянного тока на выходе интегратора 12 имеет максимальноео О значение, если дц = 0 или б = 360 минимальное значение при ЬЧ равном,о180 , и линейно изменяется при промежуточных значениях ЬЦ Цля обнаружения момента перехода Лц из области, определенной неравенствами (1), в область, заданную неравенствами (2), напряжение с выхода интегратора 12 подается на первый вход компаратора 13, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения. Постоянная интегратора 12 и уровень опорного напряжения компаратора 13 выбираются таким, чтобы на выходе компаратора 13 формировался сигнал уровня логической "1", если удовлетворяются неравенства (1), и уровня логического "0",если справедливы неравенства (2). Поскольку сигнал на входе преобразователя 4 фаза-код, поступающий с формирователя 1 прямоугольного напряжения, содержит дополнительныйасдвиг фаз на 180 за счет элемента НЕ 5, необходимо введение поправки. щественно повысить точность и помехоустойчивость измерения разностиофаз в диапазоне 0-360 за счет включения в схему второго преобразователя фаза-код, второго блока усреднения, элемента НЕ, мультиплексораи блока управления мультиплексором,содержащего элемент И, интегратор икомпаратор1 О Цифровой измеритель разности фаз,содержащий первый и второй формирователи прямоугольного сигнала,первый преобразователь фаза-код, блок.усреднения и регистрирующий блок,причем входы первого и второго формирователей прямоугольного сигнала 20 являются входами измерителя, а выходы соединены с первым и вторымвходами преобразователя фаза-код,выходов которого соединены с входами блока усреднения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости,в него введены элемент НЕ,. второйпреобразователь фаза-код, первыйвход которого соединен с выходомпервого формирователя прямоугольногосигнала, а второй вход через элемент НЕ соединен с выходом второгоформирователя прямоугольного сигнала, второй блок усреднения, й входов которого соединены с выходами 35второго преобразователя фаза-код,мультиплексор, И первых входов которого соединены с выходами первогоблока усреднения, и вторых входов .40соединены с (П)-ми прямыми и П -минверсным выходами второго блока усреднения, а выходы мультиплексорасоединены с входами регистрирующегоблока, и блок управления мультиплексором, входы которого соединены соотверственно с выходами формирователей прямоугольного сигнала, авыход подключен к управляющему входу мультиплексора.