Цифровой фазометр

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКО ополнительн вт свид-ву Заявлено 10,05.78 (21) 2613735/1соединением заявки -К 25/00 1) М.Кл. Государственный комитет(088,8) ло делам изобретени 0,80. Бюллетень3 я описания 10,11.8 открытии(72) Автор изобрете В, А, Черня Львовское специализированное производственное: предприятие Спецэнергоавтоматикааявител 54) ЦИ ф РОВ ОЙ фАЗОМ Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может. быть использовано при построении цифровых фазометров и преобразователей сдвига фаз в кодИзвестен цифровой фазометр, содержащий два формировател 1 т сигналов перехода опорного и исследуемого напряжений через нулевые значения, соответствующие началам периодов, для триггера, два генератора пилообразного напряжения, две схемы сравнения, схему совпадения; два счетчика, цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения, генератор ступенчатого изменяющегося напряжения и иньикатор 11.Недостатком известного цифрового фазометра является пониженная точность измерения.Цель изобретения - повышение точности.Цель изобретения достигается тем, что в цифровой фазаметр, содержащий первый и второй формирователи, генератор пилообразного напряжения, генератор ступенчатого напряжения, первый вход которого соединен с выходом делителя напряжения, элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом генератора ступенчатого напряжения, а выход подсоединен Кю второму входу тото же генератора и к индикатору через счетчик, элемент совпаде.ния и первый триггер, выход которого соединен через конденсатор с входом запуска генератора ступенчатого напряжения, введены второй, третий, четвертый и пятый триггеры, дополнительный элемент совпадения, импульсный усилитель, автоматический переключатель, пикювый детектор, дополнительный формирователь, дополни О тельный конденсатор и одновибратор, причем выход одновибратора соединен с вторым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого через первый выход автоматического переключателя и 15 пзтковый детектор соединен с входом делителя напряжения, а через второй выход: автоматического переключателя подсоединен к второму входу элемента сравнения, первый вход второго трйггера соединен с 20 входами первого и третьего триггеров ичерез формирователь соединен с выходом элемента совпадения и через дополнительный формирователь подсоединен к выходу импульсного усилителя, входу одновибрато ра и второму входу второго триггеравыход которого соединен с одином из входов генератора пилообразного напряжения, выход третьего триггера соединен с управляющим входом дополнительного элемента, ЗО совпадения, выход, которого подсоединен1 О 15 счетчик 1 б, индикатор 17, пиковый детек тор 18, делитель напряжения 19, генерат 1 ор ступенчатого напряжения 20, конденсатор 21 и добавочный конденсатор 22,Цифровой фазометр работает следующим образом. 25При поступлении сигнала пуск на 30 60 б 5 1через второй формирователь, четвертый триггер и добавочный конденсатор к входу импульсного усилителя и одному из входов пятого триггера, выход которого соединен с управляющим входом элемента совпадения, первый вход автоматического переключателя и управляющий вход генератора ступенчатого напряжения соединены,Структурная схема цифрового фазометра приведена на чертеже.Цифровой фазометр содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры 1 - 5, элемент совпадения б, дополнительный элемент совпадения 7, первый и второй формирователи 8,и 9, дополнительный формирователь 10, одновибратор 11, генератор пилообразного напряжения 12, импульсный усилитель 18, автоматический переключатель 14, элемент сравнения 15,один из входов триггера 5 последний опрокидывается и при этом открывается элемент совпадения б. В момент перехода опорного напряжения через нулевое значение, соответствующее началу периода, на выходе формирователя 8 формируется импульс,который поступает на входы триггеров 1, 2 и 8, и все трои триггера опрокидываются.Выходной сигнал триггера 8 открывает элемент совпадения 7, а выходной сигнал триггера 2 запускает генератор пилообраз, ного напряжения 12.Триггер 1 вместе с конденсатором 21формируют сигнал такой полярности, юторый не переключает автоматического переключателя 14 и, не запус) ает генератора ступенчатого напряжения 20: Нарастающее пилообразное напряжение через первый выход автоматического переключателя 14 подается на пиковый детектор 18, кото.рый запоминает его текущее макоимальное значение, и через делитель напряжения 19 - на генератор ступенчатого напряжения 20, где используется в качестве образцового напряжения для образования ступеньки. Пилообразное напряжение нарастает в течение полупериода опорного напряжения.В момент перехода опорного напряжения через нулевое значение, соответствующее середине периода, на выходе формирователя 10 формируется импульскоторый опроиидывает триггер 2 и тем самым останавливает генератор пилообразного напряжения 12. Тот же импульс одновременно с подачей на вход триггера 2 поступает на вход одновибратора 11, на выходе которого образуется импульс необходимой длительности и полярности, способный устано 35 40 45 50 55 вить на выходе генератора пилообразного напряжения 12 нулевое напряжение. Таким, образом на выходе пикового детектора 18 образуется напряжение, величина которого пропорциональна половине периода опорного напряжения, а амплитуда ступеньки однозначно определяется полупериодом (периодом) опорного напряжения.Если в промежутке времени между по явлениями импульсов на выходах формирователей 8 и 10 исследуемое напряжение переходит через нулевое значение, соответствующее началу периода, на выходе формирователя 9 формируется импульс, кото. рый опр 1 окидывает триггер 4, Триггер 4 вместе с конденсатором 22 формируют им. пульс такой полярности, который не способен опрокинуть триггера 5, и тот же импульс, усиленный импульсным усилителем, не способен опрокинуть триггер 2 и запустить одновибратор 11. При формировании формирователем 8 второго импульса, кото. рый по временисоответствует окончаниА предыдущего периода опорного напряже. ния и началу последующего, одновременно опрокидываются триггеры 1 и 2. При этом импульс, формируемый триггером 1 и конденсатором 21, переключает автоматический переключатель 14 во второе положение (к выходу генератора пилообразного напряжения 12 подключается один,из входов .элемента сравнения 15) и запускает тенератор ступенчато изменяющегося напряжения 20, выход которого подключен к второму входу той же схемы сравнения.Элемент сравнения 15 формирует импульсы при равенстве двух входных напря. жений. При сравнении нарастающего пилообразного напряжения с амплитудой сту. пеньки элемент сравнения 15 формирует импульс, который поступает на счетчик 1 б, а также формирует очередную ступеньку генератора 20. В момент сравнения нарастающего пилообразного напряжения с новым напряжением на выходе генератора 20 (в данном случае равным двум амплитудам ступеньки) на выходе элемента сравнения 15 формируется второй импульс, который вновь поступает на счетчик 1 б и вновь формирует очередную ступеньку в генераторе 20. Этот процесс повторяется до тех пор, пока второй импульс с выхода формирователи 9 не перебросит триггер 4, а пос. ледний после конденсатора 22 вырабатывает импульс такой полярности, который перебрасывает триггер 5, в результате чего элементсовпадения б закрывается.Одновременно импульс с триггера 4 через конденсатор 22 подается на вход импульсного усилителя 18, выходной сигнал которого опрокидывает трипгер 2 и тем самым останавливает генератор пилообразно.ного напряжения 12. Тот же сигнал поступает на одновибратор 11, выходной сигнал которото устанавливает на выходе генера 769448тора 12 нулевое напряжение. Число импульсов, выработанных элементам сравнения 15, подсчитывается счетчиком 1 б и высвечивается лампами с цифровым отсчетом индикатора 17. Число импульсов, зафиксированных счетчиком 1 б, пропорционально измеряемому фазовому сдвигу между опорным и исследуемым напряжениями.Благодаря тому, что один и тот же генератор пилообразного напряжения используется дважды при измерении фазового сдвига, стало возможным существенно уменьшить погрешность измерения, вызванную изменением скорости нарастания и линейности пилообразного напряжения.Формула изобретенияЦифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, генератор пилообразного напряжения, генератор ступенчатого напряжения, первый вход хоторопо соединен с выходом делителя напряжения, элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходам генератора ступенчатото напряжения, а выход подсоединен ко второму входу того же генератора и к индикатору через счетчик, элемент совпадения и первый триггер, выход которого соединен через конденсатор с входом запуска генератора ступенчатого напряже. ния, отл ич ающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен вторым, третьим, четвертым и пятым триггерами, дополнительным элементом совпадения, импульсным усилителем, автоматическим переключателем, пикОВым детектором, дополнительным формирователем, дополнительным конденсатором и одновибратором, причем выход одновибратора соединен с 5 вторым входом генератора пилообразногонапряжения, выход которого через первый выход автоматического переключателя и пиковый детектор соединен с входом делителя напряжения, а через второй выход ав томатического переключателя подсоединенк второму входу элемента сравнения, первый вход второго триггера соединен с входами первого и третьего триггеров и через первый формирователь соединен с выходом 15 элемента совпадения и через дополнительный формирователь подсоединен к выходу импульсного усилителя, входу одновибратора и второму входу второго триггера, выход которого соединен с одним из вхо лов генератора пилообразного напряжения,выход третьего триггера соединен с управляющим входом дополнительного элемента совпадения, выход которого подсоединен через второй формирователь, четвертый триггер и добавочный конденсатор к выходу импульсного усилителя и одному из входов пятого триггера, выход которого соединен с управляющим входом элемента совпадения, первый вход автоматического 30 переключателя и управляющий вход генератора ступенчатого напряжения соединены,Источник информации, принятый вовнимание при экспертизе:З 5 1. Авторское свидетельство СССРМ 4881 бЗ, кл, 6 01 Р 25/00. 1975 (прототип).