Цифровой фазометр

СОЮЗ СОВ-:ТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК С О 1 К 25 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН исполь дии ижду элтемахи фазь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение может быт вано в устройствах регистр контроля фазового сдвига м трическими сигналами, в сц гулнрования и автоподстрой частоты. Цель изобретения - повышение точности измерения ц упрощениеустройства. Фазометр содержит формирователи 1 и 2, триггер 5, реверсивный счетчик 6, счетчик 7, геератор8 квантующцх импульсов и двоичныйумножитель 1 частоты. Введение триггеров 3 и 4, регистров 9 ц 10 и образованце новых связей между элементами устройства повышает качество контроля фазовых сдвигов между электрическими сцгналамц, например напряжениями, токами в трехфазных энергосистемах промьпцленой сети. При этомобеспечивается более точное поддержание сцмметрцц сигналов этих систем.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения, рЕ- гистрации и контроля фазового сдвига между электрическими сигналами, в системах регулирования и автоподстройки фазы и частоты.Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение устройствл за счет изменения связей между известными узлами устройства.На чертеже представлена схема предлагаемого цифрового фазометра.Цифровой фаэометр содержит формирователь 1 и 2, триггеры 3-5, реверсивный счетчик 6, счетчик 7, генератор 8 квантующих импульсов, регистры 9 и 10 и двоичный умножитель 11 частоты, Входы формирователей 1 и 2 подключены к входным клеммам фазометра, а выходы. - к входам управления триггеров 3 и 4 соответственно. Входы синхронизации триггеров 3 и 4 соединены с выходом генератора 8 квантующих импульсов, подключенным также к входам счетчика 7, двоичного умножителя 11 частоты и входу прямого счета реверсивного счетчика 6, а входы сброса - соответственно с прямым выходом триггера 5, подключенным также к входу управления реверсивного счет- чика 6, и инверсным выходом триггера 5. Вход установки триггера 5 подключен к прямому выходу триггера 3 и входу сброса реверсивного счетчика 6, вход синхронизации - к выходу обратного счета реверсивного счетчика 6 и входу записи регистра 1 О, вход управления - к шине питания, а вход сброса - к прямому выходу триггера ,4, входу сброса счетчика 7 и входу записи регистра 9. Выходы разрядов счетчика 7 соединены с информационными входами регистров 9 и О. Выходы регистра 9 подключены к входам управления двоичного умножителя 11 частоты, выход которого соединен с входом обратного счета реверсивного счетчика 6. Выходы регистра О являются выходами Фазометра, Формирователи 1 и 2 могут быть построены на основе триггеров Цмитта, а двоичный умножитель 11 частоты - на основе микросхем типа ИЕ 8, например, К 155 ИЕ 8, выполняющих Функцию:Е . 11/2 , (1)с о импульсами частотой следования Г с выхода двоичного умножителя 11 частотыГ,. = (НГо)/2 , (3) где 11 - число импульсов опорной частоты Е следования, подсчитываемоеов счетчике 7 между каждыми двумя импульсами на выходе триггера 4, т.е, в течение текущих периодов Т входных сигналов В = Г Т. (4)При досчете через время с с. = 11/й(5) счетчика 6 до нуля, на его выходеобратного счета появляется импульспереполнения, под действием которого где Й , Г - соответственно входнаяи выходная частоты следования импульсов;и - число двоичных разрядов 5 умножителя;М - управляющий код.Цифроной фаэометр работает следующим образом.При переходе первого входного сиг О нала через заданный уровень на выходе формирователя 1 происходит изменение потенциала с О на 1, что приводит при появлении ближайшего импульса на выходе генератора 8 к уста нонке триггера 3, а с некоторой задержкой и триггера 5 в единичное состояние, после чего триггер 3 устананливается в "О". Таким образом, при переходе первого входного сигнала че рез заданный уровень на прямом выходе триггера 3 появляется короткий импульс, устанавливающий реверсивный счетчик 6 в нулевое состояние, а на прямом выходе триггера 5 появляется 25 единичный потенциал, устанавливающийсчетчик 6 в режим сложения. При переходе заданного уровня вторым входным сигналом через время 7 сдвига между входными сигналами на прямом выходе 30 триггера 4 Формируется короткий импульс, производящий по своему переднему фронту перенос содержимого счетчика 7 в регистр 1 О, а по эаданному - сброс счетчика 7 в "О". Триггер 5 в З 5 это же время устанавливается в Ои переключает счетчик 6 в режим вычитания. Счетчик 6 начинает считывать число Й, накопившееся в нем эа вре 40 (2)(8) Я = 1/(Е Т) 2Г 2/8,1/У 8-, Ю:, т /8,", Л 35 ВНИИПИ Заказ 6335/45 Тираж 728 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 содержимое М, счетчика 7, равное кэтому моменту с учетом выражений переносится в регистр 1 О, а триггер5 устанавливается в "1", переведятем самым счетчик 6 в режим сложения.С появлением следующего перепадаих 0 в "1 потенциала на выходе 1 Оформирователя 1 счетчик 6 сбрасывает-ся в 0 и работа фазометра возобновляется.Относительная погрешность измерения в предлагаемом фазометре содержит, в основном, три составляющие: погрешность 3 л синхронизацииЯ= 1/, (7) погрешность , синхронизации Т и погрешность от неравномерности следования импульсов на выходе двоичного умножителя частоты 25 Я,= л /( й )/( й ). (9) Предлагаемый фазометр имеет более высокую точность измерения и его погрешности квантования относительно З 0 известного составляют, соответственно: и при необходимости достижения погрешности порядка десятых процента (2" = 1000, 8 = 0,001) равны соответственно 1000, 1414 и 1000.40Кроме того, неопределенность состояния триггера 5 управления при ьв предлагаемом устройстве легко убирается за счет синхронизации обрабатываемых временных интервалов с 45 квантующими импульсами и подбора триггеров 3 и 4 с разными рабочими фронтами по входу синхронизации (т.е. разделения во времени изменения состояний триггеров 3 и 4). 50 Увеличение точности измерения фазометра приводит к повышению качества контроля фазовых сдвигов между электрическими сигналами, напримернапряжениями и токами в трехфазныхэнергосистемах промышленной сети,Это, в свою очередь, обеспечивает более точное поддержание симметрии сигналов этих систем. Формула изобретения Цифровой фаэометр, содержащий первый и второй формирователи, первый триггер, реверсивный счетчик, счетчик, генератор квантующих импульсов и двоичный умножитель частоты, причем входы формирователей подключены к входным клеммам фазометра, вход установки первого триггера соединен с входом сброса реверсивного счетчика, а прямой выход - с входом управления реверсивного счетчика, вход прямо о счета которого подключен к выходу генератора квантуюших импульсов, а вход обратного счета - к выходу двоичного умножителя частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности измерения и упрощения устройства, в него введены второй и третий триггеры, первый и второй регистры, причем входы управления второго и третьего триггеров соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей, входы сицхрониэации - с выходом генератора квантующих импульсов, подключенным также к С-входам счетчика и двоичного умножителя частоты, а входы сброса второго и третьего триггеров соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера, вход установки которого подключен к прямому выходу второго триггера, вход синхронизации - к выходу обратного счета реверсивного счетчика и входу записи второго регистра, а вход сброса - к прямому выходу третьего триггера, входу сброса счетчика и входу записи первого регистра, выходы разрядов счетчика соединены с информационными входами первого и второго регистров, выходы первого регистра подключены к входам управления двоичного умножителя частоты, а выходы второго регистра являются выходами устройства.