Цифровой фазометр

Союз Советския Социапистическии РеспубликОПИСАНИЕИЗОБР ТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЮПЛЬСТВУ(22) Заявлено 1005,77 (21) 2484205/18-21 е присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР 1Изобретение относится к цифровойэлектронзмерительной технике и можетбыть использовано при разработках высокочастотных цифровых измерителей фазовых сдвигов, 5Известен цифровой Фазометр, содержащий формирователи, триггер, триггеруправления, селектор, Формировательимпульсов нониусной последовательно-.сти, элемент совпадения, ключ и счет чик импульсов 11Недостатком известного устройстваявляется низкое быстродействие и точностьИзвестен также цифровой фазометр, 15содержащий формирователи, триггер,элемент совпадения, счетчик импульсов, генератор квантующих импульсов,делители частоты и блок ФАПЧ 2 .Данный фазометр является быстро Одействующим, однако точность его измерения недостаточно высокая.Цель изобретения - повыщение точности измерений,Поставленная цель достигается тем 25что в цифровой фазометр, содержащийпервый и второй Формирователи, выходыкоторых соединены с входами триггера,подключенного через элемент совпадений к счетчику импульсов, генератор 30 2квантующих импульсов, вход которого соединен с выходом блока ФАПЧ, соединенного первым своим входом с входом второго формирователя, а вторым с дополнительным выходом генератора квантупщих импульсов и делитель частоты, дополнительно введены дискретная линия задержки, коммутатор и электронный ключ, причем выход генератора кваитущпих импульсов через последовательно соединенные дискретную линию задержки и электронный ключ присоединен к второму входу элемента совнадений, управлякщий вход электронного ключа через последовательно соединенные коммутатор и делитель частоты подсоединен к выходу второго формирователя. На чертеже изображена структурная схема цифрового фаэометра.Цифровой фазометр содержит первый и второй формирователи 1 и 2, триггер 3, дискретную линию 4 задержки, элемент 5 совпадений, счетчик б импульсов, генератор 7 квантующих импульсов, блок 8 .Фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ), делитель 9 частоты, коютутатор 10, электронный ключ 11.Формула изобретения 50 и = Т Выходы формирователей 1 и 2 связаны с триггером 3, кроме того, выход Формирователя 2 соединен со входом делителя 9 частоты, выход которого связан с коммутатором 10, а выход коммутатора соединен с управляющим входом электронного ключа 11. Выход 5 триггера 3 соединен со входом элемента 5 совпадений. Выход генератора 7 квантующих импульсов через дискретную линию 4 задержки, электронные ключи 11 и элемент 5 совпадений соединены 10 со счетчиком 6 импульсов. Исследуемое напряжение через блок поступает на генератор квантующих импульсов.Фазометр работает следующим образом, 15 Входные синусоидальные напряжения О и О поступают на формирователи 1 и 2 управляющих импульсов исследуемых напряжений. С их выхода прямоугольные импульсы, фронты которых привязаны к 2 О нуль-переходам входных сигналов, поступают на триггер 3, осуществляющий преобразование Фазового сдвига в эквивалентный интервал времени. С выхода триггера 3 прямоугольные импульсы, длительность которых эквивалентна фазовому сдвигу исследуемых напряжений, поступают на первый вход элемента 5 совпадений, импульсы квантования с генератора 7 через дискретную линию 4 задержки и электронный ключ 11, управ- ляемый коммутатором 10, поступают на второй вход элемента 5 и с выхода его на счетчик б поступает число импульсов, эквивалентное фазовому сдвигу.Повышение разрешающей способности происходит за счет нониусного устройства, содержащего делитель 9 частоты, коммутатор 10 дискретную линию 4 задержки, электронный ключ 11, Импульсы квантования с генератора 7 поступают на,вход дискретной линии задержки, осуществляющей задержку по времени относительно начала отсчета в каждый период измерения исследуемого сигнала на величину, равную задержке по времени одного звена линии= Тп , где и - число звеньев ликии, Т - период частоты квантования. Время задержки всей линии равно Таким образом, при измерении фазового сдвига в течение и-переходов исследуемого сигнала на счетчик 6 импульсов через электронный ключ 11 и 55элемент 5 совпадений поступает дополнительное число импульсов. Разрешающая способность равнаР 1 к оо"н о х т,и0 где Т - длительность импульс, эквивалентная фазовому сдвигу.Разрешающая способность фазометра без применения нониусного устройства Т =ТТ 360, При этомР/3= и 65 Таким образом, при наличии нониусного устройства, содержащего делитель 9 частоты, коммутатор 10, дискретную линию 4 задержки и электронный ключ 11, разрешающая способность увеличивается в и раз.Блок 8 обеспечивает временную синхронизацию и кратность между генератором 7 квантующих импульсов и исследуемым напряжением и служит для повышения точности измерения и получения отсчета в единицах измерения сдвига фазы независимо от частоты исследуемых напряжений в широком диапазоне частот. При использовании данного цифрового фазометра достигается значительное повышение разрешающей способности иточности измерения, так как Фазометриспользует нониусный принцип измерения, в котором частота генератораквантующих импульсов может быть значительно повышена из-за устранениянеобходимости формирования близкорасположенных на частотной оси и жестко синхронизованных дополнительных частот; существенно упрощается конструкция прибора; имеется возможностьиндикации отсчета в единицах измерения сдвига Фаз независимо от частоты исследуемых напряжений в широком диапазоне частот; значительно уменьшается влияние времени измерения на быстродействие устройства. Цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, выходыкоторых соединены с входами триггера,подключенного через элемент совпадения к счетчику импульсов, генераторквантующих импульсов, вход которогосоединен с выходом блока Фазовой автоматической подстройки частоты, соединенного первым своим входом с входом вторбго формирователя, а вторымс дополнительным выходом генератораквантующих импульсов и делитель частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности онснабжен дискретной линией задержки,коммутатором и электронным ключом,причем выход генератора квантующихимпульсов через последовательно соединенные дискретную линию задержки иэлектронный ключ присоединен к второму входу элемента совпадений, управляющий вход электронного ключа черезпоследовательно соединенные коммутатор и делитель частоты подсоединен квыходу второго Формирователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Орнатский П, П, Автоматическиеизмерения и прибОры. Киев, "Вища школа", 1973, с, 419-420,2. Смирнов П. Т. Цифровые фазометры. Л., "Энергия", 1974, с. 41-42.77352 О Тираж 1019 НИИПИ Государственного комит по делам иэобретений и отк 5, Москва, Ж, Раушская наказ 7494/57 Подписное та СССРрытий лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Составитель А; Старостинаедактор О. Колесникова Техред С.Мигунова Корректор Г. Наэ аров