Цифровой фазометр

СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0% (1) 11 С 01 К 25/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОБРЕТЕНИ ЬСТВУ а и входом формистоты, а выход - с а управления, два соединены к вторым выходы котерых микоопооцессора. рым входом фаэометр рователя опорной ча третьим входом блок выхода которого под входам элементов И соединены с входами Ф 3.77 (088.ское свС 01 Кское св01 К 2ЦИФРОВ ССР3.ССР идетельство25/00, 19 идетельство 5/00, 1981. ОИ АЗОМЕТР включенный 2Фийс р по п.1. о т л и ч а ючто блок управления в в виде двух элементов еров и кнопки "Пуск", ые входы элементов И ыходами второго дискриимумов и нуль-органа, одами соответственно рого триггеров, вь нта И соединен с рвого триггера, а зоме я те лнен м вып тригг перв ны с в максИ, трех при это соедине минатор межомерез ду перым входом фазометра и входблока управления, соединенного чмикропроцессор с индикатором, и дваэлемента И, первые входы которых соединены с формирователем опорной частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения точности путем уменьшения влияния помех в негодополнительно введены два временныхдискриминатора максимумов, при этомпервый временной дискриминатор максимумов включен между первым входом фазометра и вторым входом блока управления, вход второго временного дискриминатора максимумов соединен с втоторце с вых иод Е единич- выход первого и вт ервого элеме ым входом пе ого - с единичным вхо рнггера, при этом нул триггеров объединены к выходу первого вре минатора максимумов, ед второго триггера соед Пуск", выходы первогвсех ны и тригуправл ров являются выходамиения. ОПИСАНИЕ ТОРСКОМУ СВИД(54) (57) 1.держащий нуль-орган,ом третьевые входы и подсоеди Я енного дисиничный инеис кноп и третьегоблокаИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании фазометрической аппаратуры.Известно цифровое устройство для 5 измерения мгновенного значения сдвига фаз, которое состоит из блока формирования интервалов времени, равных периоду и сдвигу фаэ исследуемых сигналов, ключа периода, ключа фазы,клю ча счетчика импульсов периода,счетчиков импульсов сдвига фаз, общего счетчика, регистрирующего счетчика, генератора опорной частоты, делителя частоты, двух блоков совпадения, бло ка управления, блока индикации, сборки ключей ,ЯНедостатками этого устройства являются большая сложность аппаратурной реализации, недостаточное быстро действие и низкая точность измерения,Наиболее близким к изобретению является цифровой фаэометр мгновенных значений, содержащий блок формирования сигналов (нуль-орган), два эле 25 мента И, первые входы которых соединены с выходом генератора опорного напряжения (формирователя опорной частоты), а вторые входы - с блоком формирования сигналов, счестчики им- З 0 пульсов периода и сдвига фаэ, входы которых соединены с выходами элементов И, блок управления и последова-; тельно соединенные коммутатор, микропроцессор и индикатор, причем выхо ды счетчиков соединены с сигнальными входами коммутатора, а выходы блока управления соединены с входами управления блока формирования сигналов коммутатора, микропроцессора и инди катора 121.Однако известный фазометр обладает невысокой точностью эа счет низкой по"мехозащищенности выделения временных интервалов по мгновенным значениям ф 5 входных напряжений - по переходам через нуль.Целью изобретения является повышение точнооти измерений путем уменьшения влияния помех. 50Поставленная цель достигается тем, что в цифровой фазометр, содержащий нуль-орган, включенный между первым входом фаэометра и входом блока управления, соединенного через микро процессор а индикатором, и два элемента И, первые входы которых соединены с формироеателем опорной частоты,дополнительно введены два временных дискриминатора максимумов, при этом первый временной дискриминатор максимумов включен между первым входом фазометра и вторым входом блока управления, вход второго временного дискри минатора максимумов соединен с вторым входом фазометра и входом формирователя опорной частоты, а выход - с третьим входом блока управления, два выхода которого подсоединены к вторым входам элементов И, выходы которых соединены с входами микропроцессора.Кроме того, блок управления выполнен в виде двух элементов И, трех триггеров и кнопки "Пуск", при этом первые входы элементов И соединены с выходами второго дискриминатора максимумов и нуль-органа, вторые - с выходами соответственно первого и второго триггеров, выход первого элемента И соединен с единичным входом пер" вого триггера, а выход второго - с единичным входом третьего триггера, при этом нулевые входы всех триггеров объединены и подсоединены к выходу первого временного дискриминатора максимумов, единичный вход второго триггера соединен с кнопкой "Пуск", выходы первого и третьего триггеров являются выходами блока управления.На чертеже приведена блок-схема фазометра.В состав фаэометра входят нуль-орган 1, временные дискриминаторы 2 и 3 максимумов, формирователь 4 опорной частоты, элементы И 5 и 6, микропроцессор 7, индикатор 8 и блок 9 управления. Блок 9 управления содержит триггеры 10 - 12, элементы И 13 и 14 и кнопку 15 "Пуск".Входы нуль-органа 1 и первого временного дискриминатора 2 максимумов объединены между собой и подключены к первому входу прибора, Входы второго временного дискриминатора 3 максимумов и формирователя 4 опорной частоты объединены между собой и подключены к второму входу прибора. формирователь 4 через элементы И 5 и 6 соединен с двумя информационными входами микропроцессора 7, подключенного к индикатору 8. Выход нуль-органа 1 соединен с первым входом элемента И 13, являющимся первым входом блока 9 управления, Второй вход эле1114976 мента И 13 подключен.к выходу триггера 1 О, единичный вход которого соединен с кнопкой 15 "Пуск". Выход элемента И 13 подключен к единичному входу триггера 11. Выход первого вре менного дискриминатора 2 максимумов соединен с первым входом элемента И 14, являющимся вторым входом блока 9 управления. Второй вход элемента И 14 соединен с точкой, объединяющей 10 выход триггера 1, управляющий входэлемента И 5 и первый управляющий/вход микропроцессора 7 и представляющей первый выход блока 9 управления. Выход элемента И 14 подключен 15 к единичному входу триггера 12. Нулевые входы триггеров 10 - 12 объединены между собой, представляют третий вход блока 9 управления и соединены с выходом второго временного 20 дискриминатора 3 максимумов. Единич-. ный выход триггера 12 представляет второй выход блока 9 управления, который подключен,к управляющему входу элемента И 6 и второму управляющему входу микропроцессора 7. Нулевой выход триггера 12 является третьим выходом блока 9 управления, который подключен к третьему управляющему входу микропроцессора 7. 30фазометр работает следующим образом.Пусть синусоидальные напряжения, между которыми измеряется фазовый сдвиг, 35 подаются соответственно на первый и 40 второй вход прибора.Нуль-органом 1 выделяются переходы напряжения Б 1 (С) через нуль, а временным дискриминатором 2 - переходы этого напряжения через максимум.Вре менным дискриминатором 3 выделяются моменты переходов через максимумы напряжения П (С) . В эти моменты времени формируются управляющие сигналы, поступающие в блок 9 управле . ния. Формирователем 4 осуществляетсяпреобразование напряжения 02 (С) в пропорциональную частоту следования импульсов цц:КОф 1=КОи 1 и 1 И Ч 1"где К - коэффициент передач форми-рователя 4 опорной частоты. 4Элементы И 5 и 6 в исходном состоя-. нии закрыты соответствующими потенциалами триггеров 11 и 12 соответственно блока 9 управления.При нажатии кнопки 15 "Пуск" опрокидывается триггер 10 и подготавливает к работе элемент И,.13, Первый же импульс с выхода нуль-органа 1 проходит через этот элемент и переводит в единичное состояние триггер 11, выходным потенциалом которого переводятся в рабочее состояние элемент И 5 и элемент И 14, Импульсы с выхода формирователя 4 начинают поступать в один из запоминающих регистров микропроцессора 7, адрес которого выбирается по управляющему сигналу с триггера 11. С поступлением сигнала временного дискриминатора 2 максимумов на элемент И 14 опрокидывается триггер 12, который открывает своим потенциалом элемент И 6 и задает ад" рес второго регистра микропроцессора 7 для записи импульсов, поступающих с формирователя 4 через элемент И 6. Сигнал с выхода временного дискриминатора 3 максимумов поступает на нулевые входы триггеров 10 - 12, возвращая их в исходное состояние.Тем самым элементы И 5 и 6 становятся нечувствительными к импульсам формирователя 4, прекращая их доступ в микропроцессор 7, С нулевого выхода триггера 12 поступает сигнал на третий управляющий вход микропроцессора 7.Таким образом, элемент И 5 оказывается открытым для прохождения импульсов в течение фазового интервала 0 -лск( +о) а элемент И 6 - в течениеу фазового интервапа -" -- ( +Я ).2 2 За время открытогосостояния элемента И 5 и 6 на соответствующие регистры микропроцессора 7 поступает соответственно количество импульсовКг; цгц , О,мыло 12 ; 9о, о ". дц,=Я (1 Ч=, ц,н)а(ы 1.2Подставляя в эти формулы выражение(3) Коды М,1 иМ запоминаются в заданных регистрах микропроцессора 7.Сигнал, поступающий на третий управ ляющий вход микропроцессора 7 с триггера 12, является командой ".Начало операции", по которой начинает выполняться микропрограмма вычисления фа зового сдвига НИИПИ Эакаа 6763/31ираа 710Подписаоа филиал ППП фДатеитф,г. Ужгород, ул. Ороектк Результат вычисления отображается на индикаторе 8,Таким образом, в предлагаемом изобретении измерение фазового сдвига производится по интегральным значениям напряжения(или пропорциональной ему частоты), что обеспечивает, как и любой интегральный метод обработки, повышение помехозащищенности, а следовательно, повышение точности измерений за счет уменьшения влияния помех, по сравнению с известным, помехозащищенность которого практически нулевая, так как в нем измерение фазовых сдвигов осуществляется по мгновенным значениям напряжения (переходы через нуль).