Цифровой фазометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк авторском свидитильствь Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 190678 (21)2629484/18-21 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР но делам изобретениИ и открытий(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР 1Изобретение относится к электро- измерительной. технике и может быть использовано в многоканальных устройствах сбора и кодирования информации от Фазовых преобразователей, 5 которые питаются от общего генератора синусоидального напряжения,Известно устройство цифрового измерения угла сдвига фаэ с преобразованием фазовый сдвиг-интервал вре мени-код, содержащее 2 параллельных канала, выполненных из последовательно включенных входных устройств и формирователей прямоугольных импульсов, нагруженных на управляемый триг гер. Кроме того, выход одного из формирователей прямоугольных импульсов подключен к одному иэ входов триггера, второй вход которого соединен со сбросовым входом счетчика и входом 20 Запуск. Выход упомянутого ранее триггера подключен к цепи, составленной из последовательно включенных счетчика, схем совпадения и генератора импульсов. Свободные входы схем 25 совпадения связаны отдельными связями с выходами триггера и управляемого триггера соответственно 11 .Однако для определения фазового сдвига необходимо проводить двухкрат- ЗО измерение, т.е. в начале периода, а затем фазового сдвига. Такое измерение требует минимум два - три периода, не считая расчета алгоритма Ч Му/М 360, который производится вручную, где Ч - угол фазового сдвига, Мч и Мт - число импульсов, прошедших на счетчик за время, равное фазовому сдвигу и периоду соответственно.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому известно устройство цифрового измерения угла сдвига фаэ с использованием счетчика с переменным коэффициентом счета, содержащее два формирователя прямоугольных импульсов, нагруженные на узел выбора режима, цлок автоматического управления, кодирующий генератор, ключ, счетчик с переменным коэффициентом пересчета,анализатор кода и узел запоминания коэффициентов 2),Недостаток устройства - оно может использоваться только в узком диапазонеизменения частоты входных сигналов, например, для измерения сдвига фаз с погрешностью 1,8 при изменении частоты чигнала на 1 5 от номинального значения требуется счетчик, который имел бы более двадцати различных коэффициентов счета.748281 . 4 Формула изобретения Цифровой Фаэометр, содержащий 60 два формирователя прямоугольныхимпульсов, нагруженных на узел выбора режима, блок автоматического управления, связанный по двум выходам с узлом выбора режима, о т л и 65 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Поэтому использование данного устройства при измерении угла сдвига фаэ,между сигналами, частота которыхизменяется плавно и в достаточно широком диапазоне нецелесообразно изза громоздкости устройства.Цель изобретения - расширениечастотного диапазона исследуемыхвходных сигналов при одновременномповышении точности измерения угласдвига Фаз между опорным и несколькими исследуемыми сигналами.она достигается тем, что устройство, содержащее два формирователяпрямоугольных импульсов, нагруженных наузел выбора режима, блок антоматического управления, связанный по двумныходам с узлом выбора режима, снабжено узлом выбора частоты квантующихимпульсов, выполненным иэ последовательно включенных генератора импульсов, частотомера с кодовым выходом,инвертора кода, кодоуправляемого генератора и частотомера, причем входы,обоих частотомеров соединены с узломвыбора режима, вход которого соединенс блоком автоматического управления,включенным между несколькими входами фазометра и входом второго ФорМиронателя прямоугольных импульсов.Цель достигается путем преобразования входного сигнала н код спомощью частотомера с кодовым выходом с последующим инвертированием,кода и получением на выходе кодоуправляемого генератора частоты,связанной обратно пропорциональнойзависимостью с периодом исследуемого сигнала.На чертеже приведена блок-схемацифрового Фаэометра,Он содержит формирователи 1 и 2прямоугольных импульсов, узел 3 выбора режима, блок 4 автоматического управления, узел 5 выбора частотыкнантующих импульсов, генератор 6импульсов, частотомер 7 с кодовымвыходом, инвертор 8 кода,кодоуправляемый генератор 9, частотомер 10,Устройство работает следующимобразом.Вйходные сигналын один иэО 0 в виде сдвинутйх по фазеСинусоидальных напряжений, преобразуются Формирователями 1 и 2 прямоугольных импульсов в короткие импульсы, которые появляются на выходахФормирователей 1 и 2 н момейтыперехода амплитуд этихсигналов черезнуль. Эти импульсы поступают затемна вход узла 3 ныбора режима, Сприходом на вход 3 узла с блока 4автбматического управления импульсаначала измерения нсе узлы устройстваустанавливаются н исходноесостояниеи схема переводится в режим автоматкческого выбора частоты квантующихимпульсов Гь в зависимости от значения частотывходного сигнала. Г выбирается узлом 5 выбора частотыквантующих импульсов. В данномрежиме импульсы кварцованной частотыс генератота б подаются насчетный вход частотомера 7. Причем,с приходом на вход частотомера 7импульса начала периода, сформированного иэ опорного напряжения вузле 3, счетный вход частотомера 7открывается, а с приходом импульсаконца периода - запирается.Код, установившийся эа это времяна кодовом выходе частотомера 7равенй=1 т:о кт (1)к о15 Код Нл, проинвертированный спомощью инвертора 8 кода, устанавливает частоту квантующих импульсовгенератора 9, равнойЮ, - Л(Н: ., (2) 20ф л у,оС приходом на вход узла 3 импульса измерения все узлы устанавливаются в исходное состояние и схема переводится в режим измерения сдвигаФазы и находится в этом состоянии 25 сколь угодно долго.В этом режиме узлом 3 формируетсяинтервал времени, равный по длительности фазоному сдвигу. На этовремя открывается счетный вход час тотомера 10 и квантующие импульсыпоступают на его счетный вход.При этом на его цифровом табло устанавливается числой= ч(3) 35 . Подставив в Ьйражение (3) значениеиз (2) и с , получим 40 . .Таким образом, показание частотомера пропорционально значению Ч и не зависит от йзменения частоты 1.Блок 4 управления по команде осуществляет подключение различных входов уст ройства, После окончания цикла измерения по всем входам, при необходимости с блока 4 поступает команда на обновление установленной частотыи даЛее цикл продолжается. Нас тоящее устройство имеет погрешностьизмерения в диапазоне частот 0,1 10 Гц не более 0,4 О и более чем на порядок ниже по сравнению с известным, кроме того позволяет повысить 55 примерно в 3 раза быстродействие.Редакт кмар П 19 твенного кобретений и Ж; Раушс исноеСРд, 4 352/11 Тираж 10 ЦНИИПИ Государс по делам иэо 113035, Москва, э митета ткрыт ая налиал ППП Патент, г. Ужгород, ул ектная 4 расширения частотного диапазона исследуемых входных сигналов при одновременном повышении быстродействия и точности измерения угла сдвига фаз между опорным и несколькими, исследуемыми сигналами, он снабжен узлом выбора частоты квантующих импульсов, выполненным иэ последовательно включенных генератора им- пульсов, частотомера с кодовым вы-. ходом, инвертора кода, кодоуправляемого генератора и частотомера, при 10 чем входы обоих частотомеров соедииены с узлом выбора режима, вход которого соединен с блоком автоматического управления, включенным междунесколькими входами фазометра и входом второго фбрмирователя прямоугольных импульсов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1, Смирнов П.Т, Цифровые фазометры,Л.,фЭнергия" ,1974 15-17Р Ъ 2, Авторское свидетельство СССР В 200887, кл. С,01 Й 25/00, 1967,