Цифровой фазометр для измерения фазовых сдвигов между переменными напряжениями

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ/00 ки с присоединением за Государственный коцит Совета Министров ССС ао делаьл нзоорвтений и открытий(43) Опубликовано 25.07,75,Бтоллетень27 (45) Дата опубликования описания 23,О 1,7 21. 3 17. 7 7 2. (088,8 ) Авторыизобретения(71) Заявитель ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯФАЗОВЪХ СДВИГОВ МЕЖДУ ПЕРЕМЕННЫМНАПРЯЖЕНИЯМИ а бло а чертеже изоб схематели 1 и предлагаемого фазоме 2 подключены к входа ра. К одному из входа а,. Сме канало омет пот есител тво смешения часний 3, выходы ковторым входам ючено также уст ы входных напряж ого подключены ко сителей Изобретение относится к области радиоизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерения фазовых соотншений в радиоэлектронной аппаратуре,а также в системах автоматического контроля и управления, использующих фазовыйспособ представления информации,Известны фазометры, содержащие двухканальный преобразователь частоты, индикатор нулевого фазового сдвига, дискретные фазовращатели со схемой их управления, устройство смецения частотывходных напряжений.Известные фазометры характеризуются пониженным быстродействием и невозможностью работы в режимЕ слежения.Цель изобретения - повышение бысчродействия и расширение функциональныхвозможностей фазометра.Поставленная пель достигается тем,что выходы формирователей коротких импульсов подключены к раздельным входам триггера, выход которого через мостовую схему задержки связан с одним извходов управления ключевой схемы, второй вход управления которой связан с вьходом реверсивного счетчика, а импульсный вход подключен к выходу генератораимпульсов, который также связан с первым входом реверсивного счетчика черезвременной селектор; второй вход временного селектора подключен к выходу мостовой схемы задержки, а выход ключевойсхемы подключен ко второму входу реверсивного счетчика и к входу управляемого дискретного фазоврашателя; приэтом между входом схемы совпадения,управляющей этим фазоврашателем,и выходом соответствующего формирователякоротких импульсов включен элементзадержки,Кроме того, устройство смешения частоты входных напряжений связано с выходами дискретных фазоврашателей - пересчетнык. схем 4, 5, - к входам которыхчерез схему совпадения 6 подключей ймпульсный генератор 7. Выходы смесителей подключены через фильтры 8 и 9 к.формирователям 10, 11 коротких импульсов по моментам переходов синусоидальных напряжений на входах фильтров черезнулевые значения. Вход одной из пересчетных схем 5 через схему совпадения12 и элемент задержки 13 связан свыходом формирователя 11, Выходы триг 1геров этой пересчетной схемы подключены к цифровому отсчетному устройству 14Выходы формирователей 10, 11 подключены к схеме совпадения 15, связаннойс симметричным триггером 16, а такжек раздельным входам триггера 17, Триггер 16 подключен к схемам совпадения12 и 18, Триггер 19 и одновибратор 20подключены к выходу схемы совпадения18, выход триггера 19-к схеме совпадения6, выход одновибратора 20-к триггерам16 и 19. Выход триггера 17 подсоеди-,нен к входу мостовой схемы задержки 21,: выход которой соединен с первым входомсхемы совпадения 22 и ключем 23. Втотрой вход ключа 23 соединен с выходомреверсивного счетчика 24. Выход генератора 7 связан со вторым входом схемы совпадения 22, Выход ключа 23 подсоединен к входу пересчетной схемы 5 ик вычитаюшему Входу реверсивного счетчика 24. Узлами фазометра являютсядвухканальный преобразователь (элементы 1, 2, 8, 9), устройство смешениячастоты входных напряжений 3, индикатор нулевого фазового сдвига (элементы 10, 11, 15), схема управления дискретными фазоврашателями (элементы 6,7, 12, 16 1.8, 19, 20),Устройство работает следующим образом.Сииусоидальные напряжения О и О фазовый сдвиг которых подлежит измереишо, поданы на входы смесителей 1, 2 двухканального преобразователя частоты, 11 аирнжеиие О также подаио на вход2устройства смешения частоты входных иаиряжеиий 3, которое работает таким о бр аз ол 1, что на выходах устройства, связанныхх со смесителями 1 и 2, формиру-ютс иаиряжеиия ирямоугольной формы, 41 частота которых отличается от частотывходных напряжений фазометра на величину равную, значению частоты выходных1 Фнапряжений дискретных фазоврашателей 54 и 5,Напряжения разностной частоты выделяются при помощи фильтров 8 и 9;формирователи 10 и 11 осуществляютформирование: коротких импульсов вмоменты перехода этих напряжений через нулевые значения. Короткие импульсы с выходов формирователей 10 и 11подаются на входы схемы совпадения 1515; на вход элемента задержки 13, атакже на входы триггера 17. формируюший импульс, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз, поступает на 20вход мостовой схемы задержки 21, работающей таким образом, что на ее выходеимеется импульс, длительность которогоравна разности между длительностямивходного импульса и времени задержки,а передний фронт сдвинут по отношениюк переднему фронту входного импульсана время задержки. (Если входной импульс короче времени задержки, то импульс на выходе схемы отсутствует),35 45 50 55 60 Выходной импульс, снимаемый с мостовой схемы задержки 21, подается на схему совпадения 22, Импульсы с генератора 7 через схему совпадения 22 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 24, Задним фронтом импульса с мостовой схемы задержки открывается ключ 23 и через него поступают импульсы от генератора 7 на вь- читаюший вход реверсивного счетчика и на пересчетную схему 5. После возвращения в исходное нулевое состояние реверсивный счетчик 24 закрывает ключ 23, Таким образом, импульсы, про.шедшие через ключ 23, поступают на вход дискретного фазоврашателя 5 и производят скачкообразное измеиеиие фазы выходного напряжения этого фазоврашателя ио отношению к в ыходн ом у напряжению другого фазоврашателя, Путем соответствуюшего подбора времени задержки схемы 21 можно за один период разностной частоты уменьшить фазовый сдвиг между выходными сигиалами смес-ителей 1 и 2 до достаточно малой величины, позволяюший за 1 - 2 периода разностиой частоты иолвосткио скомпенсировать фазовый сдвиг, входных напряжений и получить отсчет,Точное совпадение фаз выходных напряжений фаэоврашателей произойдет через несколько периодов разностной час-.тоты. После совпадения коротких импушсов выходных напряжений формирователей10 и 11 выходным импульсом схемы16совпадения 15 опрокидывается триггерзапирается схема совпадения 12 и подготавливается схема совпадения 1 , В18, Вмомент заполнения дискретного фаэоврашателя 4 коротким импульсом, полученным на выходе схемы совпадения 18, опрокидывается триггер 19 и запускается1одновибратор 20. Триггер 19 запираетсхему совпадения 6 и прекращает подачуимпульсов генератора 7 на входы дискретных фазоврашателей. При этом значение кода зафиксированное положениямитриггеров фазоврашателя 5, соответству-ет измеряемому фазовому сдвигу с дискретностью, определяемой коэффициентом,пересчета схем фазоврашателей. Визуальный отсчет фазового сдвига осушествляется с помощью цифрового отсчетногоустройства 14,Одновибратор 20 предназначен длявыдержки времени индикации, После возврашения сдновибратора 20 в исходноеположение задним фронтом его напряжения производится установка в исходноеположение триггеров 16 и 19, что соответствует началу нового цикла.В режиме слежения за медленно меняюшимся или постоянным сдвигом фазпосле первого измерения фазы напряжений с формирователей 10 и 11 совпадают. Импульс формирователя 11 поступает на элемент задержки 13, которыйзадерживает импульс на время, большедлительности прохождения того же импульс через схему совпадения 1 5 и триггер1 6. За это время успевает закрытьсясхема совпадения 12, и импульс формирователя 11 не проходит на вход пересчетной схемы 5.Предмет изобретенияЦифровой фаэометр для измерения фазовых сдвигов между переменными напряжениями, содержаший двухканальный преобразова 10 тель частоты, устройство смешения частотывходных напряжений, индикаторов нулевого фазового сдвига, дискретные фазоврашатели со схемой их управления,отсчетное устройство, о т л и ч а ю 15ш и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и обеспечения работы в режиме слежения, он снабжен дополнительным триггером, мостовой схемой задержкой, временным селекторомэлементов задержки, ключевой схемойи счетчиком, причем раздельные входыдополнительного триггера связаны с выходами формирователей коротких импульсов индикатора нулевого фазового сдвига, а выход - через мостовую схему задержки связи с одним из входов управления ключевой схемы, второй вход управления которой соединен с выходом реверсивного счетчика, а импульсный входключевой схемы соединен одновременнос выходом генератора импульсов черезвременной селектор, вторым входом связанного с выходом мостовой схемы задержки и со вторым входом реверсивного счетчика, а выход ключевой схемыподключен ко второму входу реверсивнюго счетчика и ко входу управляемогодискретного фазоврашателя, при этом меж 40 ду входом схемы совпадения управляю -шей дискретным фазоврашателем и выходом соответствующего формирователя ко-,ротких импульсов включен элемент задержки,.Ру Ивл. е 1 О 18 Лака 1 ирак олиисио ЦИИИИ Го кдприита 11,1 : москва, 1 Б 9, Ь.режковская ьв ларствеипого ком по лолам иаоб 1 иас Москва, 11 Л)35, 1 сета Сосита Мииистров ССС ий и ок)и 1 тийушскяя иаб., 4