Инфранизкочастотный фазометр

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 25.05.80. Бюллетень19Дата опубликования описания 28.05.80 ло делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В. Т. Кондратов и 1 О. А. Скрипник 71) Заявитель Киевский технологический институт легкой промышленности(54) ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЫИ ФАЗОМЕТР Изобретение относится к информационно- измерительной технике и может быть использовано в фазометрической, акустической, гидролокационной, астрономической, медицинской и т. д. аппаратуре.Известно устройство, состоящее из генератора кварцованной частоты, перестраиваемого декадного генератора частоты, смесителя, фильтра нижних частот, формирователя, исследуемого четырехполюсника, делителя напряжения, автоматического переключателя, полосового фильтра, фазочувствительного выпрямителя, фильтра постоянного тока, преобразователя постоянного напряжения в код, цифрового отсчетного устройства 11. Этому устройству свойственна недостаточная точность измерения.Известно также устройство для измерения фазовых сдвигов инфранизкочастотных напряжений, содержащее генератор кварцова иной частоты, перестраиваемый генератор, смеситель, делитель напряжения, фазоинвертор, дискретный фазовращатель, 20 фильтры, исследуемый 4-х полюсник, блок переключателей, формирователь, управляющее устройство и цифровое отсчетное устройство 2 . Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения.Это достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор кварцованной частоты, блок автоматических переключателей, соединенный по управляющим входам с генератором кварцованной частоты, а по выходам - с последовательно соединенными полосовыми фильтрами и усилителями-ограничителями, которые своими выходами подключены к первому и второму входам релейного синхронного детектора, подсоединенного выходом к цифровому отсчетному устройству, состоящему из интегратора, преобразователя постоянного напряжения в код и счетчика импульсов, введены первый и второй ключи, заторможенный мультивибратор, триггер, первый и второй одновибраторы и дискриминатор, вход которого подключен к выходу полосового фильтра, выход - к установленному входу триггера и к входу первого одновибратора, соединенного со счетчиком импульсов и с одним из входов триггера, второй вход которого подсоединен через заторможенный мульти- вибратор к выходу преобразователя постоянного напряжения в код, соединенного со счет 736004ным входом счетчика импульсов, при этом нулевой выход триггера подключен через второй одновибратор к цепи управления первого ключа, а единичный выход - к цепи управления второго ключа, выход которого соединен с входом преобразователя постоянного напряжения в код, вход второго ключа подключен к выходам параллельно соединенных интегратора и первого ключа, включенных на выходе релейного синхронного детектора.На чертеже приведена функциональная схема инфранизкочастотного фазометра.Он состоит из блока автоматических переключателей 1, генератора 2 кварцованной частоты, полосовых фильтров 3, 4, усилителей-ограничителей 5, 6, дискриминатора 7, первого одновибратора 8, релейного синхронного детектора 9, триггера 10, интегратора 11, первого ключа 12, второго одновибратора 13, преобразователя постоянного напряжения в код 14, второго ключа 15, заторможенного мультивибратора 16, счетчика импульсов 17,Работа фазометра заключается в следующем.Блок автоматических переключателей 1 совместно с генератором 2 кварцованной частоты формирует из ИНЧ сигналов0,(1)= Оэп(СФ+,) И .)г=Оп Вп(+Ю напряженияЦ,Р (.) 2(Ф ь РП ф у - ,(эп(2-ишиаси-"5ь.ищу-л 1- -"д-2-+я + 8 е ( 2 и -1)о 2 Оп П29,Ц- сой(2 п-Цы ц(ьг ЛР,котор рител На ре ходов ступа в измезо метра, 9 с выи 6 поые поступают соответственноьный и опорный каналы фалейный синхронный детекторусилителей-ограничителей 5ют напряжения г,(1) =В результате перемножения на выходедетектора 9 формируется напряжениеОео(1) = С)ог(с) Оог 2(+) Ьцр =32 Ыо С ог 8 Щфтс 4 Т 2 М Та 1)агп(2)Х) 1) 6569 фЬп 2(2 М-)Л(2 Ч-) У, +О,2 Ц(2 М- ) д+. дя.ддн )одпв )дю),б) где Ьцр - крутизна преобразования детектора, а Ь с".г - ср; постоянная составляющая которого выделяется путем интегрирования напряжения (5) за время 0,5 Т: 202 0,5 т1(в зам Сумма (6) пр нутом виде) опи Синт: ло, кен нем Ог Ь о) 1 п о,ь дд и при 0 (0,56 р (,п.Выражение (7) характеризует собой синусоидальную зависимость выходного напряжения интегратора1 от измеряемого фазового сдвига.Формирование интервала времени интегрирования, равного полсвине периода ИНЧ сигналов. осугцествлястся слелуюшим образом.К выходу полосового фильтра 3 измери 4 о тельного канала подключается дискриминатор 7, который формирует остроконечные импульсы, характериз".ющие моменты перехода через нуль огибающей первого гармоники преобразованного напряжения (1).Импульсы с выхода дискриминатора 7 поступают на триггер 10 и переводят его в состояние, соответствующее единице на входе одновибратора 13. При этом олновибратор 13 переводит ключ 2 в разомкнутое состояние, при котором интегратор 1 ЗО работает в режиме интегрирования напряжения (5). Одновременно импульсы с дискриминатора 7 поступают на олновибратор 8, который формирует импульс сброса счет.чика 17. Через половину периола (0,5 Т) задний фронт импульса сброса переводит триггер 10 в состояние, соответствующее единице на входе пепи управления ключа 15. Происходит замыкание контактов ключа 15 на время, соответствующее э гому5состоянию триггера 1 О, Так как в исходном состоянии первый ключ 12 разомкнут, с ин. тегратора 11 через ключ 15 напряжение поступает на преобразователь постоянного напряжения в код 14. Осуществляется замолнение счетчика 17 импульсами с выхода преобразователя 14. Импульсы с выхода преобразователя 14 поступают также н а вход заторможенного мультивибратора 16. Время задержки его больше одного, но меньше двух периодов напряжения частоты следования импульсов заполнения счетчика 17.По окончании следования импульсов заполнения счетчика 17 срабатывает заторможенный мультивибратор 16 и переводит триггер 10 в исходное состояние. Ключ 5 размыкается. Таким образом, формируется интервал времени преобразования постоянного напряжения в код. Задний фронт импульсов с триггера 10 запускает одновибратор 13, который вырабатывает импульс перевода интегратора 11 в исходное состояние. Это осуществляется замыканием контактов ключа 12 на время, достаточное лля полного разряда емкости интеграторра 11. Формирование интервала интегрирования мо моментам перехода через ноль огибающей мреобразованного напряжения (1) позволило исключить влияние второй гармоники инфранизкой частоты (см. второе слагаемое в выражении (5), на результат измерения, т. е. повысить точность измерения. В предложенном устройстве, в отличие от прототипа, использован метод интегрирования выходного напряжения синхронного детектора. Принципиальным отличием метода интегрирования от фильтрации является то, что интегратор подключается к выходу СД на фиксированное время, кратное половине периода ИНЧ-сигналов. Это позволяет сократить длительность процесса измерения до половины периода входных ИНЧ сигналов, Формирование блоком автоматических переключателей 1 напряжений вида (1) и (2) сделало предложенное устройство работоспособным от внешних сигналов. Ь Формула изобретенияИнфранизкочастотный фазометр, содержащий генератор кварцован ной частоты, блок автоматических переключателей, соединенный мо умравляю 1 цим входам с генерантором кварцованнои частоты, в мо выходамс последовательно соединенными молосовыми фильтрами и усилителями-ограничителями, которые своими выходами подключены к первому и второму входам релейного синхронного детектора, подсоединенного выходом к цифровому отсчетному устройству, состоящему из интегратора, мреобразователя постоянного напряжения в кол и счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстролействия и точности измерения, в него вввелсны первый и второй ключи. заторможенный мультивибратор, триггер, мсрвый и второй олновибраторы и лискриминатор, вхол которого подключен к выходу полосового фильтра, выход к установленному вхолу триггера и и вхолу первого олновибратора, соединенного со счетчиком импульсов и с олнпм из вхолов триггера, второй вход которого соединен через заторможенный мультивнбратор к выходу преобразователя постоянного намря жения в кол, соелмненного со счетным входом счетчика импульсов, мри этом нулевой выход триггера молключен через второй олновибратор к цепи управления первого ключа, а единичный.выход к пепи управления второго ключа, выхол которого соелинен зосо входом преобразователя постоянного напряжения в кол, вхол Второго ключа молключен к выхолам параллельно соединенных интегратора н первого ключа, включенных на выхолс релейного синхронного детектора. З 5Источники информации,принятые во внимание мри экспертизе1. Авторское свилетельство СССРЪо 467232, кл. 601 Я 25,00, 1975.2. Авторское свидетельство СССРЛо 469096 кл С 1 01 К 25,00, 1973.736004 Составитель Л. СтаростинаТехред К. Шуфрич Корректор Г, Решетник Тираж 1019 Подписное Редактор Е. Гончар Заказ 2418/36 ЦН ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва. Ж 35, Раушская наб., д 4(5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4