Двухканальный цифровой следящий фазометр

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М, Кл, 6 0125/04 Гасударственный наинтет Савета Мнннстрав СССР аа делам нзааретеннй н аткры;нй) Дата опубликования описания 27,02.76(72) Авторы изобретени Я, Мизюк, П рунюк, Л. А, Коваль и В. бульский ский институт АН Украинской ССР Заявитель Физико-меха РОВОЙ СЛЕДЯЩИЙ ФАЗОМЕТР 54) ДВУХКАНАЛЬНЫЙ с присоединением заявки1Изобретение относится к области элекъроизмерительной техники и предназначенодля точного и помехоустойчивого измерения фазовых сдвигов между первыми гармониками входных напряжений, 5Известны двухканальные фаэометры, содержащие в каждом канале следящую систему, состоящую из блока умножения, интегрирующего преобразователя и электро- механического фазовращателя. 10Однако из-за наличия в фазометрах электромеханического узла-фазовращателя снижается точность быстродействия и усложняется конструкция.Для повышения точности и быстродейст- ф вия предлагается фазометр, в котором в каждый канал дополнительно введены реверсивный счетчик, интегрирующий аналого-цифровой преобразователь и преобразователь кода, причем выходы блоков умножения через интегрирующие аналого-цифровые преобразователи и преобразователи кода подключены к входам "сложение" и "вычитание реверсивных счетчиков, выход каждого иэ которых соединен с входом кольцевого сдвигового регистра своегоканала, выход умножителя частоты подключен к входам "сложение" реверсивныхсчетчиков, выходы двух одноименных ра;эрядов кольцевых сдвиговых регистров с. -единены с соответствующими входамитриггера,На чертеже дана блок-схема преаи 1 аемого двухканального цифрового следяшего фазометра,Он содержит нормализаторы 1 и 2,блоки умножения 3 и 4, интегрируюнщеаналого-цифровые преобраэоытели 5 и 6,преобразователи параллельного кода в последовательный единичный код 7 и 8,реверсивные счетчики 9 и 10, кольцевыесдвиговые регистры 11 и 12, цифро-аналоговые преобразователи 13 и 14, умножитель частоты 15 триггер 16, ключ 17и цифровой отсчетный блок 18,Входные напряжения, которые в общемслучае могут быть искажены высшимигармониками, подаются на соответствующие входы фазометра, Измерению подлежит разность фаз первых гармоник,В каждом иэ каналов фазометра посленормализации входных сигналов по сред неквадратическому значению происходитизмерение коэффициента взаимной корреляции входного и соответствующего компенсирующего сигналов и сведение измеренной величины к нулю путем сдвигафазы компенсирующего сигнала следящейсистемой. Ввиду того, что компенсирующеенапряжение в предлагаемом фазометре стребуемой точностью соответствует моногармоническому и синусоидальному сигналу,изменяющемуся с частотой входного сигнала, достижение нулевого значения коэффи-циента взаимной коррекции в каждом канале свидетельствует .об ортогональностипервой гармоники входного сигнала и соответствующего компенсирующего сигнала.Иными словами, при достижении нулевогозначения коэффициентов взаимной корреляции в каждом канале начальные фаэовыеуглы компенсирующих колебаний, выраженные через начальные фазы первых гармоник/ /входных сигналов, равны: 9 =+ Ъ1,"=,"+ "Ьа разность начальных фаз компенсирующихколебаний равна искомой разности фаз первых гармоник входных сигналов.Компенсирующие колебания в каждомиз каналов вырабатываются путем подачи на входы сдвиговых регистров 11 и12, соединенных с цифръ-айалоговыми преобразователями 13 и 14, йепрерывнойпоследовательности сдвигающих импульс ов,поступающих через входы сложение" реверсивных счетчиков 9 и 10 с выходаумножителя частоты 15, соединенного содним из,входов фазометра. При соответствующемвыборе весовых сопротивлений цифро-аналоговых преобразователейколебания, возникающие на их выходах,представляют собой равномерное во времени квантованные синусоидальные напряже-ния,Стабильность амплитуды компенсирующих колебаний определяется стабильностью цифро-аналоговых преобраэвателей,а равенство частот компенсирующего ивходного колебаний зависит от точностикоэффициента умножения умножителя частоты 15,При условии равенства частот первыхгармоник компенсирующих и входных колебаний и коэффициента умножения умножителячастоты, равном К, каждый импульс умножителя частоты изменяет текущую фазукомпенсирующих напряжений на угол 4аР (например, при К = 1000,Д 9 = 0,002, а К импульсов умножителя,поданных через реверсивные счетчики 9 и10 на входы сдвиговых регистров 11 и 12,формируют полный период компенсирующихколебаний,Вырабатываемые таким образом компен сирующие колебания перемножаются в блоках умножения 3 и 4 с соответствующими1 в нормированными входными сигналами, после чего интегрирующими аналого-цифровы, ми преобразователями 5 и 6 выделяютсяпостоянные составляющие произведений перемноженных сигналов и преобразуются в паралд лельный цифровой код, пребразуемый затем преобразователями кодов 7 и 8 в последовательный единичный код, т. е. в соот ветствующее количество импульсов, поступающих в виде управляющего сигнала на,р входы "сложение" или фвычитание" реверсивных счетчиков 9 и 10 в зависимостиот полярности кодированных величин. Действие импульсов преобразователей кодов,,подагаемых на входы "сложение" или "вырб читание" реверсивных счетчиков, эквиваленгно положительному или отрицательному фа,- эовому сдвигу компенсирующих напряженийс дискретностью й . При малых углахнеортогональности перемножаемых напряже 30, ний управляющий сигналподаваемый в ви де последовательного единизного кода наодин иэ входов реверсивных счетчиков 9и 10, пропорционален рассогласованию фа зовых углов перемножаемых напряжений,Зб и время установления каждой из следящихсистем в этом случае равно двум периодам входного колебания: один период -для измерения постоянной составляющейпроизведения перемножаемых сигналов,40, второй период - для введения по цепи отрицательной обратной связи управляющегосигнала в виде последовательного единичного кода.Реверсивный счетчик кроме функции451 алгебраического сумматора управляющих; импульсов, выполняет функцию пересчет. ной схемы, согласующей блльшой коэффициент К умножителя частоты с количеством разрядов И кольцевого сдвигово.5 О .го регистра,Количество импульсов умножителя ча 1стоты, пропущенных ключом 17 эа времямежду двумя одноименными фронтами импульсов с выходов двух равнозначных раэбб,рядов сдвиговых регистров 11 и 12, пропорционально разности фаэ между первымигармониками компенсирующих колебаний,10 5Помехоустойчивость предлагаемого фаэометра по отношению к высшим гармони- кам входных сигналов определяется отсутствием высших гармоник в спектре компенсирующих колебаний вплоть до требуеьогономера путем выбора необходимой разряд - ности сдвиговых регистров.Гармоники тех же номеров, имеющихся во входных сигналах, не будут оказывать влияния на руэультат измерения. Формула изобретения Двухканальный цифровой следящий фаэометр, содержащий в каждом канале управляемый по фазе источник компенсирующего гарм онического напряжения, выполненный на кольцевом сдвиговом регистре, выходы которого соединены с соответствующими входами аналого-цифрового преобразователя, подключенного к одному из входов блока умножения, второй вход которого через нормалиэатор подключен к входной клемме соответствующего канала, ч цифровой отсчетный блок, подключенный входом через ключ и умножитель частоты к одной из входных клемм, а управляющий, вход ключа соединен с выходом триггера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в каждый канал дополнительно введены реверсивный счетчик, интегрирующий аналого-цифровой преобразователь и преобразователь кода, причем выходы блоков умножения через интегрирующие анарого-цифровые преобразователи и преобразователи кода подключены к входамслэжение ивычитание реверсивных счетчиков, выход каждого иэ которых соединен с входом кольцевого сдвигового регистра своего канала, выход умножителя частоты подключен к входам сложение" реверсивных счетчиков, выходы двух одноименных разрядов кольцевых сдвиговых регистров соединены с соответствующими входами триггера.4 2826 Составитеаь Г ЭсипоВ Редактор 11 Яанилович 1 ек реп И,Ха еева Корректор ц А Заказ Щ Тираж 902 Подписное Предприятие Патент, Москва, Г 59, Бережковская наб., 24 1111 ИИ 1 И Государственного ком тета Совета Министров СССР по делам изобрете ий и открытий Москва, 113035, Р угиская наб., 4