Цифровой фазометр

"ете:,а, ПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социапистических Республик(22) Заявлено 04. 04. 78 (21) 2628552/18-211 с присоединением заявки МГосударственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 317, .772 (088.8) Дата опубликования описания 18.11,80(71) Заявитель Омский институт инженеров железнодорожного Ф транспорта(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОИЕТР 1Изобретение относится к иифровойизмерительной технике, в частности,для измерения в электро- и радиотехнических установках различного назначения разности фаэ между опорнымсигналом и Фаэомодулированным, амплитуда которого изменяется в широкомдинамическам диапазоне,Известны фазометры, содержащиеблок Формирования временного интервала, один вход которогО через первый усилитель-ограничитель подключенк выходу источника опорного сигнала,другой вход через второй усилительограничитель подключен к выходу источника Фазомодулированного сигнала,выход блока Формирования временногоинтервала подключен к управляющемувходу ключа, другой вход которогосоединен с выходом генератора импульсов, а выход подключен к счетномувходу счетчика индикаторного устройства 11 .В данном цифровом фаэометре в уси,лителе-ограничителе неизбежно имеетместо аси 1 метрия ограничения (неравенство максимального и минимальногозначения выходного напряжения), которая приводит к смешению нулевогоуровня сигнала и соответственно к 2сдвигу Фронтов выходного напряженияпрямоугольной формы относительно моментов перехода входного синусоидаль- ного сигнала через нуль5 снижение величины данной погрешности путем симметрирования пороговограничения или использованием двухполупериодной схемы цифрового фазометра довольно сложно в технической10 реализации.Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем,что в цифровой фазометр, содержащий35 блок Формирования временного интервала, у которого один вход через первый усилитель-ограничитель подключенк выходу источника опорного сигнала,другой вход через второй усилитель 2 О ограничитель подключен к источникуфазомодулированного сигнала, выходблока формирования временного интервала соединен с первым входом ключа,у которого второй вход соединен с23 генератором импульсов, а выход - сосчетным входом счетчика индикаторного устройства, введены делитель частоты на четыре и реверсивный счетчик,у которого первый вход через делительЗр частоты на четыре годключен к выходугенератора импульсов, второй входсоединен с выходом второго усилителяограничителя, а выходы реверсивногосчетчика подключены к шинам начальной установки счетчика индикаторногбустройства,На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого фазометрана фиг. 2 - временные диаграммы,по-.ясняющие работу фазометра.Цйфровой фазометр содержит первыйусилитель-ограничитель 1, второй 10усйлитель-ограничитель 2, блок формирования временного интервала З,генератор импульсов 4, ключ 5, делитель частоты на четыре б, реверсивный счетчик 7, счетчик индикаторногоустройства 8. Работает устройствоследующим образом.Опорный и фазомодулированный сигналы преобразуются усилителями-ограничителями 1 и 2 в соответствующиепоследовательности прямоугольных импульсов, которые поступают на блокформирования временного интервала 3.Ключ 5 открывается на время, равноедлительности импульса на выходе блока формйрЬвания временного интервала 3, и на вход счетчика индикаторного устройства 8 поступают импульсыс выхода генератора 4. На счетныйвход реверсивного счетчика 7 поступают импульсы с выхода делителя час- З 0тоты на четыре б, частота которых вЧетыре раза меньше чем на выходе генератора импульсов 4. На управляющий вход реверсивного счетчика поступает сигнал с выхода усилителя-ограничителя 1, причем,. если этот сигнал симметрично ограничен (т,е. отсутствует смещение нуля усилителяограничителя 1), то интервалвремени, в котором реверсивный счетчик 7работает в режиме суммирования,поступающих на счетный вход импульсов,равен. интервалу времени, при кото-.ром реверсивний счетчик 7 работаетв режиме вычитания. При этом, в конце цикла измерения результирующая 45разность равна нулю, которая и подается на шины начальной установкисчетчика индикаторного устройства 8.При появлении смещения нулевого уровня фазомодулированного сигнала возникает погрешность измерения фазового сдвига(фиг.1),Теперь ре-зультирующая разность на выходе реверсивного счетчика 7 уже отлична от нуля и численно равна величине фаэовой погрешности, возникающей из-эа смещения нулевого уровня усилителя- ограничителя 1. Точное выполнение этого равенства обеспечивается введением делителя частоты на четыре б.Так как для любого цикла измерения величина компенсирующего числа определяется за предыдущий цикл измерения, то условием полной компенсации фазовой погрешности является относительно малая скорость изменения напряжения смещения нулевого уровня за измерительный цикл.В реальных усилителях-ограничителях напряжение смещения нулевого уровня изменяется за время на много больше длительности цикла измерения,что позволяет полностью компенсировать погрешность данного вида.Работа предлагаемого фазометра иллюстрируется временными диаграммами на фиг. 2, где на эпюре 2 а представлены входной синусоидальный фазомодулированный сигнал (О 8 ) и тот же сигнал О при наличии смещения нулевого уровня Ос, а также сигнал Оц на выходе усилителя-ограничителя 1; на эпюре 2 б - число импульсов соответствующее фазовой погрешности при наличии смещения нулевого уровня усилителя-ограничителя 1; на эпюре 2 в и 2 г - число импульсов, поступающих на.счетный вход реверсивного счетчика 7 при работе его в режиме вычитания и сложения соответственно;на эпюре 26- число импульсов, код которого численно равен величине компенсируемой погрешности и записи в счетчик индикаторного устройстда 8 в начале измерительного цикла,Введение новых элементов и связей выгодно отличает предлагаемый цифровой фазометр от прототипа, так как значительно уменьшилась составляющая погрешность, обусловленная наличием смещения нулевого уровня входного фазомодулированного сигнала. Это позволяет получить более точные данные о фазе сигнала, что увеличит с.еру применения данного фазометра.Формула изобретенияЦифровой фазометр, содержащий блок формирования временного интервала, у которого один вход через первый усилитель-ограничитель подключен к выходу источника опорного сигнала, другой вход через второй усилитель-ограничитель подключен к источнику фазомодулированного сигнала, выход блока формирования временного интервала соединен с первым входом ключа, у которого второй вход соединен с генератором импульсов, а выход - со счетным входом счетчика индикаторного устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены делитель частоты на четыре и реверсивный счетчик, у которого первый вход через делитель частоты подключен к выходу генератора импульсов, второй вход соеди779903 019 Подписи л. Проектна илиал ППП "Патент", г. узгор нен свыходом второго усилителя-ограничителя, а выходы реверсивногосчетчика подключены к минам начальной установки счетчика индикаторногоустройства; ВНИИПИ Заказ 9317/10 Ти Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе1. Инфраниэкочастотный фаэометрчастотомер НФ-З, Техническое описание,г, Казань, 1963.