Преобразователь фазового сдвига во временной интервал

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл. С 01 й 25/00 Н 03 К 13/20 Государственный комитет СССР по делаю нзобретеннй н открытнй(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА ВО ВРЕМЕННОЙ ИНТЕРВАЛНастоящее изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении фазовых сдвигов.Известен преобразователь фазового сдвига во временной интервал по основному авт.св. Р 678666, содержащий источник опорного напряжения, три триггера, два интегратора, три ключа, инвертор, детектор нуля и два формирователя коротких импульсов. Выход одного из формирователей подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя и счетным вХодом второго триггера. Выход источника опорного напряжения подключен к потенциальным входам первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены соответственно с выходом первого триггера и прямым выходом второго триггера. Инверсный выход второго триггера подключен к управляющему входу третьего ключа и первому входу третьего триггера. Выход первого ключа через первый интегратор и детектор нуля соединен с ,вторым входом третьего триггера. Выход второго ключа через второй интегратор и инвертор подключен к потенциальному входу третьего ключа, выходкоторого соединен с входом первогоинтегратора. данное устройство позволяет производить преобразование фа 5 зового сдвига в течение периода входных напряжений во временной интервал.Однако данное устройство имеетневысокую точность преобразования,так как величина постоянной времени10 интеграторов находится в зависимостиот температуры окружающей среды.Цель изобретения - повышение точности преобразования в широком диапазоне температур.,15 Эта цель достигается тем, что впреобразователь фазового сдвига вовременной интервал, содержащий источник опорного напряжения, три триггера, два интегратора, три ключа, ин 2 О вертор, детектор нуля и два формирователя коротких импульсов, причемвыход одного из формирователей подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен25 с выходом второго формирователя исчетным входом второго триггера, выход источника опорного напряженияподключен к потенциальным входам первого и второго ключей, управляющиеЗО входы которых соединены соответствен;но с выходом и первого и ьторого триггеров, инверсный выход второго триггера подключен к управляющему входу третьего ключа и первому входу третьего триггера, выход второго ключа через второй интегратор и ин вертор подключен к потенциальному входу третьего ключа, выход которого соединен с входам первого интегратора, введены задатчик времени, ключ и интегратор, вход которого соединен с выходами третьего и четвертого клю- ф чей, а выход - с входом детектора нуля, при этом инверсный выход второго триггера подключен через задатчик времени к управляющим входам третьего и четвертого ключей ко вто рому входу третьего триггера, а потенциальный вход четвертого ключа подсоединен к выходу первого интегратораИзобретение поясняется электрической Функциональной схемой преобразователя Фазового сдвига во временной интервал, изображенной на чертеже.Преобразователь содержит Формирователи 1 и 2 коротких импульсов, выходы которых соединены саответствен 5 но с первым и вторым входами триггера 3, а выход Формирователя 2, кроме того, подключен к счетному входу триггера 4. Выход триггера 3 и прямой выход триггера 4 соединены саответст- И венно с управляющими входами ключей 5 и б, на потенциальные входы которых подано опорное напряжение Оа от источника опорного напряжения, Выходы ключей 5 и б соединены соответствен но с входами интеграторов 7 и 8, Выход интегратора 8 подключен к входу инвертора 9, а выход интегратора 7 к потенциальному входу ключа 10. Выход инвертора 9 соединен с потенци- щ альным входом ключа 11, у которого выход соединен с выходом ключа 10 и входом третьего интегратора. 12. Выход интегратора 12 ;грез детектор нуля 3 подключен к второму входу григгера 14. Инверсный выход триггера 4 соединен с входом эадатчика времени 15, у которого один из выходов подключен к управляющему входу ключа 11 и первому входу триггера 14,Устройство работает следующим образом В исходном состоянии на вход Формирователя 1 поступает напряжение 01, а на вход Формирователя 2 - напряже" ние 0 , относительно которого измеряется Фазовый сдвиг напряжения 01.В момент перехода напряжений 01 и 02 через нулевой уровень, от отрицательного значения к положительному, на выходах Формирователей 1 и 2 образуются короткие импульсы, которые поступая на входы триггера 3, Формируют на его выходе временной интервал, ц пропорциональный Фазовому сдвигу приР = 2"где Т - период колебаний напряжений01 и 02Импульс длительностьюоткрываетключ 5 и интегратор 7 заряжается отисточника опорного напряжения О донапряжения0,где Т 1 - постоянная времени интегратора 7,Одновременно на прямом выходетриггера 4 Формируется импульс длительностью Т, который открывает ключб, и интегратор 8 заряжается ат тогоже источника опорного напряжения О-,до напряженияГд 1 Э ап лОгде Ь 2 - постоянная времени интегратора 8,По прохождении очередного импульса от Формирователя 2 триггер 4 перебрасывается, закрывая ключ б и череззадатчик воемени 13 открывая ключ 10.Напряжение с выхода интегратора 7через ключ 10 паст:,пае= на вход интегратора 12 и начинает заряжать егодо напряженияО = - О .- -- П 7Ъгде 62, - постоянная времени интегратора 12;и - эталонное время, задаваемоезадатчикам време;.и,Через время акоп от прихода входного импульса на втором выходе задатчика времени вырабатывается сигнал перебрасывающий триггер 14, Формируя начало временного интервала иоткрывая ключ 11,Инвертированное напряжение ОрВ свыхода интегратора 8 наинает разряжать интегратор 12, заряженный донапряжения Ощ). Интегратор 12 разряжается до нуля за время к . При этом 11 х = .оп Р Со то с = -- аг,ЮПри достижении нулевого уровня на выходе интегратора 12 детектор нуля 13 перебрасывает триггер 14, Формируя на его выходе временной интервалОтличительной особенностью вь 1 раже ния выходного временного интервалав предложенном устройстве является то, что в него входит отношениепостоянных времени интеграларов и при изготовлении элементов, апредеТираж 1019ИПИ Государственногопо делам изобретенийМосква, Ж-З 5, Раушс Подпомитета ССС/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ляющих постоянную времени интеграто.ров,единым технологическим процессом и в едином корпусе возможно получение высокой стабильности отношения в широком температурном диапазоне. Обеспечить стабильность отноше,ния постоянных времени можно со значительно более высокой точностью нежели стабильность постоянной времеииотдельного интегратора (как требуется в известном устройстве),Таким образом, настоящий преобразователь фазового сдвига во временной интервал позволяет получать временной интервал в широком температурном диапазоне точнее, чем известный преобразователь. формула изобретенияПреобразователь фазового сдвигаво временной интервал по авт,св.9 673 ббб, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с.целью повышения точностипреобразования в широком температур" 5 ном диапазоне, в него введены эадатчик времени, ключ и интегратор, входкоторого соединен с выходами третьего и четвертого ключей, а выход всвходом детектора нуля, при этом, ин версный выход второго триггера подключен через задатчик времени к управляющим входам третьего и четвертого ключей и ко второму входу третьего триггера, а потенциальный входчетвертого ключа подключен к выходу