Цифровой фазометр

Заявлено 25 ноября 1957 г. за М 58666/24 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Опубликовано в Бюллетене изобретений М 21 за 1959 г.Известны фазометры с цифровым отсчетом, действие которых основано на измерении методами импульсной техники промежутка времени между моментами перехода исследуемых напряжений через нулевые значения.Из соотношения между сдвигом фазы гр одного напряжения относительно другого, промежутком времени т между моментами перехода этих напряжений через нуль и частотой и этих напряженийгр=цт или т= -Ювидно, что измеряемый интервал времени т пропорционален разности фаз и обратно-пропорционален частоте исследуемых напряжений.Указанный промежуток времени т определяется путем подсчета числа и счетных импульсов высокой частоты 1, проходящих через счетное устройство за этот промежуток времени, т. е.л=т 1 =- - 1.Отсюда следует, что показания этого прибора находятся в прямой зависимости от частоты задающего генератора (генератора счетных импульсов). Поэтому в известных фазометрах приходится в качестве задающего генератора применять кварцевый генератор высокой частоты.В предлагаемом фазометре длительность процесса измерения или измерительное время, т. е. время прохождения счетных импульсов через счетчик, задается автоматически постоянным от того же задающего генератора высокой частоты, который служит для выработки счетных импульсов, Этим достигается независимость показаний прибора от возможных изменений частоты задающего генератора, являющегося и;точником123617счетных импульсов, вследствие чего отпадает необходимость в кварцевой стабилизации этого генератора. В качестве задающего генератораможет быть использован, например, генератор типа ЯС, стабильностьчастоты которого обычно не ниже 0,1%.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого фазометра.Как и в известных цифровых фазометрах, иследуемые напряженияУ,=-Ооз 1 пв и У= (4 ып (1+т) поступают на вход двух формирующихусилителей ФУ, и ФУ, преобразующих синусоидальные напряжения в напряжения прямоугольной формы. После дифференцирования эти напряжения превращаются в две последовательности остроконечных импульсов,моменты возникновения которых соответ,"твуют моментам перехода черезнуль исследуемых напряжений. Сдвиг во времени между каждой парой(рсоответствующих импульсов обеих последовательностей равен т= - , ЭтиО)импульсы управляют триггером Т на выходе которого возникает напряжение П-образной формы, положительные полуволны которого, имевшиердлительность т= - , подаются на первый вход схемы совпадений СС,.о)На второй вход схемы совпадений поступают импульсы высокой частотыот задающего генератора ЗГ.К этому же генератору присоединен через делитель частоты ДЧтриггер Т, на выходе которого получается напряжение П-образной формы; положительные полуволны этого напряжения, имеющие длительность , подаются на вторую схему совпадений СС. Делитель частотыЛЧ и триггер Т вместе со второй схемой совпадения СС, образуютвместе с генератором высокой частоты систему калибратора измерительного времени , которое в данном случае является величиной, кратной1периоду Т= - колебаний задающего генератора ЗГ, Таким образом,Упри всех возможных изменениях частоты 1 задающего генератора имеетСместо соотношение 0== - , где С=сопз 1.УНетрудно показать, что число г счетных импульсов, прошедших заизмерительное время 0 через счетчик С, с высокой степенью точностиопределяется выражениемСП: - " --Т а ) 2-, о 2 гт, е. практически не зависит ни от частоты (о исследуемых напряжений,нн от частотызадающего генератора, а определяется однозначно разностью фаз ср исследуемых напряжений,Предмет изоб р ете н ияЦифровой фазометр с постоянным измерительным временем, осно ванный на измерении интервалов времени между моментами перехода через нулевое значение сравниваемых напряжений путем подсчета числа импульсов высокой частоты, проходящих через счетное устройство в течение измеряемого интервала времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью устранения погрешности измерения, связанной с нестабильностью частоты счетных импульсов и измерительного времени, в качестве источника счетных импульсов и импульсов, задающих измерительное время, использован один общий генератор высокой частоты путем соответствующего деления частоты последнего.