Цифровой фазометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ВС 01 К 250 ИЯ(7 1) Ленинградскийкий институт связиевича(53) 621.317.77 (О входами генера дения, а выход возбуждения со дов блока выдел хода сигналов дарного возбужатора ударного с одним из вхо моментов переор ге У 18 и В.В. лектротехе свидетельство СССР01 К 25/08, 1971.свидетельство СССР01 К 25/08, 1979,СР Ж ЬР вых ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ПИСАНИЕ. ИЗОБР(54)(57) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содержащий коммутатор, генератор эталоннойчастоты, электронный ключ, умножитель частоты, сумматор, цифровойделитель и регистратор и связанныес электронным ключом и коммутатором два канала, каждый из которыхвключает линейный усилитель, входкоторого совмещен с входом фазометраа выход линейного усилителя подключен к входу фиксатора уровней, выходы которого связаны с входами блокавыделения моментов перехода сигналов через максимальное значение и ЯО 1092431 А значение, выходы коммутатора связаны с вторыми входами обоих фикса-. торов уровней,о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в каждый канал введены два триггера, два дополнительных электронных ключа и два цифровых лого- метра, при этом в каждом канале две последовательно соединенные цепи, состоящие из триггера, дополнительного электроииого ключаи цифровогологоматра,Е подключены соответственно к двум выходам фиксатора уровней, причем вторые входы дополнительных элек- С: тронных ключей соединены через умножитель частоты с генератором эталонной частоты, вторые входы цифровых логометров - с выходом основного электронного ключа, а оды ифровых логометров подключеньходам сумматора.1Изобретение относится к фазоиэме- Р ительной технике и может быть ис,пользовано для измерения угла сдвига фаз между двумя электрическими колебаниями,Известен фазометр, использующийдля измерения точки перехода сигналов через максимум исследуемых сигналов, содержащий генератор эталонной частоты, умножитель частоты,электронный ключ и регистратор, атакже связанные с электронным ключом два канала, каждый иэ которыхвключает в себя формирователь моментов перехода сигнала через нулевые значения и схему выделения моментов перехода сигнала через максимальные значения Г 11. 092431 2Цель изобретения - повышение точности измерения благодаря существенному уменьшению случайной составляющей погрешности измерения,Указанная цель достигается тем,что в цифровой фазометр, содержащийкоммутатор, генератор эталоннойчастоты, электронный ключ, умножитель частоты, сумматор, цифровой делитель и регистратор и связанные сэлектронным ключом и коммутаторомдва канала, каждый из которыхвключает линейный усилитель, входкоторого совмещен с входом фазометра, а выход линейного усилителя подключен к входу фиксатора уровней,выходы которого связаны с входами блока выделения моментов перехода сигналов через максимальное значение и20 30 50 55 Однако у этого устройства недостаточно высокая точность вследствие влияния нелинейных искажений входных сигналов, поэтому результаты измерений содержат систематическую погрешность,Наиболее близкими к предлагаемому являются способ измерения угласдвига фаз между двумя гармоническими сигналами и устройство для егоосуществления, содержащее коммутатор, генератор эталонной частоты,электронный ключ, умножитель частотысумматор, цифровой делитель, регистратор и связанные с электроннымключом два канала, каждый из которых снабжен фиксатором уровней, генератором ударного возбуждения и ли"нейным усилителем, вход которогосовмещен с входом устройства, а выход линейного усилителя подключенк входу фиксатора уровней, выходыкоторого связаны с входами схемывыделения моментов перехода сигналовчерез максимальное значение и входом генератора ударного возбуждения,а выход генератора ударного возбуждения соединен с одним из входовблока выделения моментов переходасигналов через максимальное значение,выходы коммутатора связаны с входами обоих фиксаторов уровней, а электронный ключ подключен к регистратору через сумматор и цифровой делитель 2 3,Недостатком устройства являетсяневысокая точность, обусловленнаябольшим уровнем случайной погрешности. входами генератора ударного воздуждения, а выход генератора ударноговозбуждения соединен с одним из входов блока выделения моментов переходасигналов через максимальное значение.выходы коммутатора связаны с вторымивходами обоих фиксаторов, в каждыйканал введены два триггера, два дополнительных электронных ключа идва цифровых логометра, при этом в каждом канале две последовательно соединенные цепи, состоящие из триггера, дополнительного электронногоключа и цифрового логометра, подключены соответственно к двум выходам фиксатора уровней, причем вторые вхо.ды дополнительных электронных ключей соединены через умножитель частоты с генератором эталонной частоты, вторые входы цифровых логометров - с выходом основного электронного ключа, а выходы цифровых логометров подключены к входам сумматора,На чертеже изображена функциональная схема устройства. Устройство состоит из двух каналов, в каждом из которых имеется линейный усилитель 1 (2),входы которых связаны с входами цифрового фазометра, выход линейного усилителя 1 (2) нагружен на вход фиксаторов 3 и 4 уровней и коммутатора 5, связанного с входами фиксаторов,Два выхода фиксаторов 3 и 4 уровней связаны с двумя входами генераторов 6 и 7 ударного воздуждения,с двумя входами блоков 8 и 9 выделения моментов перехода сигналов черезмаксимальное значение и с выходами триггеров 10 и 11 (,12 и 13) . Устройство содержит также электронные ключи 14-18, Выход генератора 6 (7) подсоединен к входу блоков 8 и 9, а выходы триггеров 10 и 11 (12 и 13) - к входам электронных ключей 14 и 15 (17 и 18) соответственно. Электронные ключи 14-18 связаны с генератором 19 через умножитель 20 частоты. Выходы электронных ключей 14 и 15 (17 и 18) подключены к входу регистра делимого соответствующего цифрового логометра 21 и 22 (23 и 24). Выходы цифровых лого метров 21 и 22 (23 и 24) обоих каналов подсоединены к входам сумматора 25, выход каждого из которых через цифровой делитель 26 связан с регистратором 27, входы электронного ключа 16 сдвига фаз связаны с выходами блоков 8 и 9, а выход элек. - тронного ключа 16 подключен к входам регистров делителей цифровых лого- метров 21-23.25 О Устройство работает следующим образом.Гармонические колебания поступают на оба входа фазометра и с по- мощью линейных усилителей 1 и 2 усиливаются до выбранного фиксированного деления, одинакового для обоих каналов. При нажатии кнопки "Сброс" все счетные узлы фазометра приводятся в начальное рабочее состояние. З 5 Усиленные гармонические колебания приходят на вход фиксаторов 3 и 4 уровней, которые задают и постоянных уровней напряжения ц по и/2 одинаковых попарно уровней в положитель ной и отрицательной областях напряжения и генерируют короткие импульсы в моменты пересечения входным сиг.налом выбранного уровня напряжения 0 45Коммутатор 5 осуществляет выбор одного из уровней 0; и по окончанию измерения при выбранном уровне 0 производит переключение фиксаторов на другой уровень напряжения, 50 одинаковый для обоих фиксаторов.Таким образом, происходит перебор всех и значений уровней напряжения Б; .Выходные импульсы фиксаторов 3 и 4 поступают на входы блоков 8 и 55 9 и на входы генераторов 6 и 7,которые запускаются от первого импуль са соответствующего фиксатора и прекращают генерацию по второму импульсу фиксатора. Оба генератора 6и 7 генерируют последовательностьимпульсов высокой частоты, синхронных относительно первого (запускающего) импульса соответствующегофиксатора уровней. Синхронизацияимпульсов заполнения относительнозапуска обеспечивает точность деления выделенного временного интервалана два с помощью вычитания, так какотсутствуют случайные колебанияимпульса, соответствующего серединевыделенного временного интервалаи максимуму входного сигнала в интервале О-Тк 3,где Т - период следования входной частоты. На выходахфиксаторов 3 и 4 выделяются короткие импульсы в моменты перехода входных напряжений через максимальноезначение, Выходные импульсы фиксаторов 3 и 4 через триггеры 10-13открывают электронные ключи 14, 1517, 18. Импульсы генератора 19 через умножитель 20 и электронныеключи 14, 15, 17 и 18 поступаютна вход регистров делителей цифровых логометров 21-24, а через умножитель 20 и ключ 16 - на входы регистров делимого цифровых логометров 2 1-24. Выходным импульсомсхем закрываются ключи 16, 17, 18,14, 15 и блокируется умножитель20 частоты. После перебора коммутатором 5 всех и заданных уровнейнапряжения, частное от деления скоэффициентом кратным 360, получаемое на выходных цифровых логометров для каждого -го уровня поступает на вход сумматораэьор , - т,где Г - частота входных сигналов;1 с-- соотношение частот наШвходах делителя и делимого логометров;временной промежуток,пропорциональный сдвигуфаз входных сигналов;Т. - период входной частоты,измеренный на д-ом уровне;эталонная частота.С вйхода делителя 26 частоты,гдепроисходит усреднение результатов,получаемое на сумматоре по числууроввней, на вход регистратора пос109243 1 Использование предлагаемого цифрового фазометра позволяет снизить результирующую погрещность измерения, повысить точность измерения более, чем на порядок. 5 БО - Х Й. Составитель В, Шубинедактор И. Касарда Техред М.Кузьма Корректор И. Эрдейг Тираж 711 НИИПИ Государственного по делам изобретений 35, Иосква, Ж, РаукЗаказ 3249/ 13 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул, Проектная,4 тупает число импульсов, равное зна-чению измеряемого фазового сдвига Подписноеомитета СССРоткрытий:ая наб д. 4/5