Способ измерения разности фаз

Зарегистрировано в Бюро последуюцей регистрацииизобретений Госплана при СНК СССР Э. М. Руб Способ измерени аявлсно 25 мая 1938 гоОсти фйП за4802,939 года,а н,Н вгуста иубликовано стоит вфаз двух а также Для решения ряда техническихзадач часто встречается необходи.мость измерять разность фаз двухколебаний одинаковой частоты. Приэтом наибольший интерес предста.вляет измерение разности фаз междудвумя синусоидальными колебаниями, синусоидой и импульсом и двумя импульсами,Согласно изобретению, предлагается способ, позволявший производитьизмерения разности фаз во всех трехуказанных случаях, причем схемыустройств для измерений во всехслучаях мало отличаются друг отдруга,Сущность изобретения сотом, что измерение сдвигасинусоидальных колебаний,синусоидального колебания и импульса сведено к измерению разности фаз двух импульсов,Рассмотрим случаи измерения разности фаз двух синусоидальных напряжений (фиг. 1 а):е, = Е, з 1 и а 1 и еа = Е, з 1 п (И+ ).Оба синусоидальных напряженияпри помощи импульсных трансфор.маторов трансформируются в импульсы, характеризующйе моментыперехода этих напряжений через нулевое значение в сторону положительных значений. Очевидно, сдвиг фаз между полученными импульсами будет также равен(фиг. 16).На фиг. 2 изображена одна из возможных форм выполнения устройства для осуществления изобретения, Напряжения е, и е, поданы на два импульсных трансформатора 1 и 2. Напряжения в виде периодических импульсов подведены к сеткам ламп 3 и 4, из которых одна (3) работает в классе Б на нижнем загибе характеристики, а другая (4) в классе Б на верхнем загибе характеристики,На сетку лампы 3 действует положительный импульс, отпирающий лампу 3, а на сетку лампы 4 - отрицательный импульс, запирающий лампу 4, В анодных цепях этих ламп на сопротивлениях о и б появляются при этом импульсы напряжений противоположных знаков, а следовательно, и на сопротивлении 9 возбудятся два импульса противоположных знаков. Один из них соответствует моменту перехода через нуль напряжения еа другой - мо менту перехода через нуль напряжения е,. Цифрами 7 и 8 обозначены конденсаторы.1", Основным элементом устройства является схема с лампой 11, которая служит для измерения разности фаз импульсов, получающихся от напряжений е, и е, при помощи ламп 3 и 4, Принцип работы этой схемы следующий.Как известно, если выбрать рабочую точку на криволинейном участке характеристики лампы, то режим самовозбуждения лампового генератора будет жесткий". Зависимость анодного тока 1 а лампы от сеточного смещения Ед будет иметь вид, изображенный на фиг, 3, т, е. при уменьшении величин отрицательного смещения до величины Ед, анодный ток изменяется сперва скачкоообразно, а далее плавно, При обратном ходе изменения смещения анодный ток в точке Ед, не упадет до нуля, а будет плавно изменяться до тех пор, пока величина отрицательного смещения не станет равной Ео;.При отрицательном смещении, равном Ед, анодный ток скачком упадет до нуля. Если установить величину отрицательного смещения равной Ед;, то возможны два устойчивых положения равновесия системы: одно, соответствующее анодному току, равному нулю (положение статиче. ской устойчивости) и другое, соответствующее анодному току 1 а, (по. .ложениединамической устойчивости).Индикаторный элемент схемы фиг. 2 выполнен в виде лампового генера. тора с жестким режимом самовоз. буждения. При помощи потенциометра 12 и батареи смещения И режим генератора устанавливают в точке, соответствующей смещению Ео; (фиг. 3). Взаимоиндукцию между катушками 14 и 1 б выбирают достаточно большой. В анодную цепь лампы 11 включен прибор постоянного тока 1 б, регистрирующий среднее значение анодного тока. Разносторонние импульсы, получающиеся в цепи сетки лампы 11, переводят режим генератора из одного устойчивого положения в другое, При этом анодный ток лампы меняется от нулевого значения до величины 1 а, и обратно (фиг, 4), Положительный импульс переводит режим в положение динамической устойчивости (ток 1 а,) и генератор остается в этом положении до момента действия отрицательного импульса, возвращающего режим генератора в положение статической устойчивости (1 а =0). В следующем интервале времени между отрицательным и по. ложительным импульсами анодный ток равен нулю. Среднее значение анодного тока, регистрируемое прибором 11, зависит от отношения интервала между положительным и отрицательным импульсами к интервалу между двумя друг за другом следующими положительными импульсами, т. е. зависит от угла сдвига фаз р. С изменением угла сдвига фаз р среднее значение анодного тока лампы 11 будет изменяться.При в =0 1 а=О при р =ЗСО (а, =-Хав интервале между о=О и= ЗбО показания прибора будут пропорциональны р (фиг. 5).ао о1 а,р = -- ,360Цену деления индикатора можно изменять путем шунтирования прибора 16.Включив в один из каналов напряжений е, или е, фазовращатель, можно применить предлагаемое устройство в качестве нулевого указателя с точной шкалой, Например, вся шкала нулевого указателя может соответствовать изменениям сдвига фаз на +-5. При таком включении устройство может работать как пониженный индикатор сдвига фаз с точностями 10 - 20". В этом случае необходимы особые меры в отношении стабилизации фазовых характеристик каналов.Особым преимуществом предлагаемого устройства является уменьшение влияния помех при использовании его в комбинации с фазовращателем для приема маяков с секретным курсом, где необходимо измерять разность фаз между синусоидой и импульсом. При измерении разности фаз синусоиды и импульса схемаупрощается исключением одного обострительного каскада.Предм етизобрете 1 н и я,Способ измерения разности фаз (без определения знака) двух синусоидальных колебаний, синусоидальыого колебания и импульса или двух импульсов, в котором измерениеразности фаз в первых двух случаяхприводится к измерению разностифаз двух импульсов, отличающийся тем, что полученными импульсами действуют на схему лампового генератора в жестком режиме самовозбуждения и о сдвиге фаз судят по среднему значению анодного тока лампы этого генератора.