Измеритель разности фаз

ОПИС ИЗОБР Союз Советских 1492 И.,Е иалистическикРеспублик К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ 61) Дополнмтель к ет. свм 1)М. Кл 22) Заявлено 27,0677(21) 2500634/18-2 01 В 25 с пр нением аяакм осударствениый комите СССР о делан изобретений и открытий(088. 8) публмковано 2 501,80 етен Дата оеубл я 2 5,0 1 нмя оп(71) Заявите 4) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ФА я кможо-иэмыхссле области т при" еритель- про- ованиях т щ 5 Известен измеритель разности фаз 1), в котором механический фаэовращатель заменен электронным, где использован в качестве фазовращателя триггерный делитель частоты, Напряжения, сдвиг фаз между которыми должен быть измерен, поступают на входы двух идентичных каналов, состоящих из смесителей, Фильтров, ограничителей. Выходные сигналы ограничителей поступают на входы Фазового детектора, выходной сигнал которого управляет записью информации в один иэ двух делителей частоты, включенных в соответствующие гетеродинные цепи смесителей.им образом, в один из каналов ометра вводится компенсирующий д иг Фаз. Отсчет производится после окончания процесса уравновешивания по разности чисел, записанных в триггерные счетчики. Цена младшего разряда, оказывающая существенное влияние на точность измерения, рав 5 3 Изобретение относит измерительной техники меняться в информацион ных системах, использу ьишленности и научных на 9: 360/Мт, где Н - коэффициент деления триггерных счетчиков .Известен также измеритель разноси фаз, состоящий из набора Фазовраателей, номинальные значения которых соответствуют ряду 180 90о о ит т 45180 /2 , ключей, эакорачивающих вход-выход фазовращателей, фазового детектора, фильтра нижних частот, устройства управления ключами, циФрового индикатора (2 .Измеряемые напряжения, сдвиг фаэ между которыми должен быть измерен, подаются на входы фазового детектора. Первое напряжение подключается на первый вход Фазового детектора через П последовательно включенных фазовращателей, которые могут эакорачиваться управляемыми ключами. Второе напряжение на второй вход фазового детектора подключается непосредственно, Сигнал с выхода фазового детектора через фильтр нижних частот регулирует компенсирующий фазовый сдвиг посредством включения- выключения фаэовращателей. Конец процесса уравновешивания определяется моментом равенства нулю выходного напряжения фазового детектора. Результат измерения индицируетсяцифровым индикатором после окончания процесса уравновешивания в соответствии с номинальными значениями включенных фазовращателей.Недостатком этих измерителей разности Фаэ является низкая точность измерения, фазового сдвига.Целью изобретения является повышение точности измерения фазового сдвига в диапазоне частот при автоматизации процесса измерения. Это достигается тем, что в измеритель разности Фаз, содержащий фазовый детектор, Фильтр нижних частот, подключенный к выходу фазового детектора, цифровой измеритель квадранта,поцключенный входами квход ным клеммам измерителя разности фаз, а выходами - ко входам дешифраторов четнык и нечетйых квадрантов,цифровой измеритель временных интервалов и цифровой"индикатор, введены два фазовых модулятора и два элемента И, первые входы которых подключены к выходам соответствующих дешифраторов, а выходы соединены с управляю щими входами модуляторов, сигнальные входы которых подключены к входным зажимам измерителя разности фаз, а выходы к соответствующим входам Фазового детектора, широтно-импульсный модулятор, управляющий вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, а выход соединен со вторыми входамя элементов И и входом цифрового измерителя временных интервалов, блок формирования результата, входы которого подключены к соответствующим выходам цифрового измерителя квадранта и цифрового измерителя вре -манных интервалов при этом, выходы блока формирования результата соединены со входами цифрового индикатора .На чертеже приведена блок-схема измерителя разности фаз.Измеритель разности фаэ состоит из цифрового измерителя 1, квадранта, Фазовых модуляторов 2, 3, фазового детектора 4, фильтра 5 нижних частотширотно-импульсйого модулятора б,дешифратора 7 четных квадрантов, дешифратора 8 нечетных квадрантов,элементов 9, 10 И, цифрового измерителя 11 временных интервалов, блока12 Формирования результата, цифрового Индикатора 13. Входные клеммыизмерителя разности фаз подключены ко входам цифрового измерителя 1 квадранта и входам соответствующихфазовых модуляторов 2, 3. Выходыфазовых модуляторов 2, 3 подключенык входам фазового детектора 4, выходкоторого соединен со входом фильтра5 нижних частот. Выход фильтра 5нижних частот соединен с широтноимпульсным модулятором б. Выходширотно-импульсного модулятора бсоединен со вторыми входами элемен,тов 9, 10 И и входом цифрового изме.5 0 15 рителя 11 временных интервалов, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 12 формирования результата. Выходы цифровогоизмерителя 1 квадранта соединены совходами дешифратора.7 четных квадрантов и входами дешифратора 8 .нечетных квадрантов, выходы дешифраторов 7-8 четных и нечетных квадрантов соединены с первыми входами соответствующих элементов 9, 10 И. Выходыэлементов 9, 10 И подключены к управляющим входам соответствующих Фазовых модуляторов 2, 3. Выходы цифрового измерителя 1 квадранта соединеныс соответствующими входами блока 12Формирования результата, выходы которого соединены с цифровым индикатором 13,Измеряемые напряжения поступаютна входы цифрового измерителя 1 квадранта и сигнальные входы фазовыхмодуляторов 2, 3. Цифровой измеритель 1 квадранта вырабатывает код,соответствующий квадранту, в котором 25 находится измеряемая разность фаз.Код квадранта поступает на входыблока 12 формирования результата,где он используется для формированиястарших разрядов измеряемого фазово го сдвига. Кроме того, код квадрантауправляет работой дешифратора 7четных квадрантов и дешифратора 8нечетных квадрантов . Предположим,что измеряемая разность фаз находится 35 в третьем квадранте. Тогда дешифратор 8 нечетных квадрантов вырабатывает разрешающийпотенциал на первомвхоДе элемента 10 И. Так как навторые входы элементов 9, 10 И поступают прямоугольные импульсы с выходаширотно-импульсного модулятора 7, тоони проходят только через элемент И,на первом входе которого есть разрешающий потенциал. Таким образом,прямоугольные импульсы с выхода эле мента 10 И поступают на управляющийвход фазового модулятора 3, которыйкаждым приходящим импульсомсдвигаетфазу одного иэ измеряемых сигналовнаУ/Я на время, равное длительности 50 импульса, при отсутствии импульсаФазовый модулятор пропускает сигналбез изменений. Следовательно, насигнальные входы фазового детектора4 поступают измеряемые сигналы,один из которых модулирован по фазена два уровня 0 иУ/2 с частотой модуляции, задаваемой широтно-импульсным модулятором б. Постоянная сос"тавляющая напряжения с выхода фаэо О вого детектора 4 через фильтр 5нижних частот поступает на управляющий вход широтно-импульсного модулятора б и изменяет скважность выходныхпрямоугольных импульсов до тех пор,пока постоянная составляющая навходе фильтра 5 нижних частот не711492 формула изобретения ИИПИ Заказ 9002/32 Тираж 10 19 Подписнол, Проектная,л станет равной нулю. На этом процесс уравновешивания заканчивается, Цифровой измеритель 11 временных интервалов кодирует длительность импульсов широтно-импульсного модулятора б и выдает код длительности импульса 5 на вход блока 12 формирования результата.Код длительности импульса Формирует младшие разряды измеряемого сдвига фаэ.Кодированная информация блока 12 формирования результата управляет работой цифрового индикатора 13, который визуализирует результат измеренияПроцесс измерения разности Фаэ разбит на два,этапа: первый - грубое оценивание с точностью до квадранта, второй - компенсационное преобразование Фазового сдвига в пределах квадранта во временной интервал с последующим кодированием временного интервала . Код результата грубого оценивания формируетстаршие разряды измеряемой разности фаз, код компенсационного измерения разности фаз в пределах одного квадранта формирует младшие разряды изме ряемого фазового сдвига, Точность измерения разности фаз в пределах кваДранта определяется соотношением между периодом выходного сигнала широтно-импульсного модулятора и периодом квантующих импульсов цифрового .измерителя временных интервалов. Например, при частоте импульсов широтно-импульсного модулятора равной 1000 Гц и частоте квантую щих импульсов цифрового измерителя временных интервалов 10 МГц абсолютная погрешность измерения разности Фаз в предел квадранта может быть снижена до 1 0,01" . 40ь ПППатент , г. Ужг Измеритель разности Фаэ, содержащий фазовый детектор, фильтр нижнихчастот, подключенный к выходуфазового детектора, цифровой измеритель квадранта, подключенный входамик входным клеммам измерителя разности Фаз, а выходами - ко входам дешифраторов четных. и нечетных квадрантов, цифровой измеритель временныхинтервалов и цифровой индикатор,отличающийся тем, что,с целью повышения точности измеренияфазового сдвига в измеритель разностифаэ введены два Фазовых модулятора,два элемента И, первые входы которыхподключены к выходам соответствующихдешифраторов, а выходы соединеныс управляющими входами модуляторов,сигнальные входы которых подключенык входным зажимам измерителя разностиФаз, а выходы к соответствующимвходам Фазового детектора, широтноимпульсный модулятор, управляющийвход которого подключен к выходуфильтра нижних частот, а выходсоединен со вторыми входами элементов И и входом цифрового измерителявременных интервалов, блок формирования результата, входи которого подключены к соответствующим выходамФазового измерителя квадранта ицифрового измерителя временных интервалов, при этом выходы блокаформирования Результата соединенысо входами цифрового индикатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР924591 4, кл, 6 01 В 25/00, 1959,2, Авторское свидетельство СССР.9278870, кл. С 01 й 25/04, 1960.