Компенсационный фазометр

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик и 834597(23) Приорнтет -ееудлретеенный кемнтет СССР ео лелям нзееретеннй и еткрытнй(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР 10 тора. Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано при создании широкополосных цифровых фазометров,Известен цифровой автокомпенсаци - онныифазометр с использованием цифро 5 вых фазовращателей на основе двух одинаковых синхронно работающих пересчетных триггерных систем, на вход которых подаются импульсы задающего генераНедостатком этого фазометра является необходимость ручной перестройки частоты импульсного генератора прн15 изменении частоты сравниваемых по форме напряжений, что уменьшает быстро-. действие устройства.Известен широкополосный цифровой автокомпенсациднный фазометрсодер 20 жащий в двух каналах последовательно соединенные формирователь коротких импульсов, фазоинвертор и автоматический переключатель, интегратор, два элемента совпадения, пересчетные триггерные схемы, отсчетный блок (2.Принцип действия этого фазометра заключается в периодическом изменении фазы входных напряжений на 180 о в преобразовательных каналах фазометра и введении компенсирующего фазового сдвига между модулирующими напряжениями. Однако, при периодической коммутации сравниваемых по фазе сигналов в каналах фазометра возникают переходные процессы, обуславливая случайные погрешности измерения. При этом, прскольку импульсы коммутации (выходного сигнала пересчетных схем) и сравниваемые сигналы независимы друг от друга, то фазовые .сдвиги (во многом определяющие длительность и амплитуду переходного процесса)коммутируемых сигналов относительно импульсов коммутации изменяются во времени, что не позволяет учесть влияние прекодных процессов при калибровке прибора.834597 45 3Для уменьшения влияния переходных процессов увеличивают соотношение периода коммутации к периоду коммутируемых сигналов, что при заданной нижней частоте сравниваемых по фазе сиг 5 налов приводит к резкому уменьшению быстродействия фазометра.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности изме ения, путем синхронизации импульсов коммутации 10 таким образом, что период коммутации становится кратным периоду коммутируемых сигналов во всем частотном диапазоне их изменения.Поставленная цель достигается тем, 15 что в компенсационный фазометр, содержащий в двух каналах последовательно соединенные фазоинвертор, автоматический переключатель и формирователь коротких импульсов, выходами соеди ненные со входами фазового детектора, выход которого через интегратор соединен с потенциальными входами элементов И, выходы которых соединены с первыми входами пересчетных схем, 25 первые выходы которых соединены с отсчетным блоком, а вторые - со входами автоматических переключателей, введены трехвходовый элемент И, первый и второй одновибраторы и первый и 30 второй дискриминаторы, причем выход второго дискриминатора соединен с импульсными входами элементов И, а вход - со входом второго одновибратора и с третьим входом трехвХодового 35 элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого дискриминатора, входом соединенного со входомодного из Фазоинверторов, второй -Л с выходом второго одновибратора, а 40 выход - с импульсными входами пере- счетных схем и со входом первого одновибратора, выход которого соединен со входом второго одновибратора. На чертеже представлена блок-схема компенсационного фазометра.фаэометр содержит первый 1, второй 2 фазоинверторы, первый 3 и второй 4 . автоматические переключатели, первый 5 и второй 6 формирователи коротких импульсов, фазовый. детектор 7, интегратор 8, первый 9 и второй 10 элементы И, первую 11 и вторую 12 пере- счетные схемы, отсчетный блок 3, первый 14 и второй 15 дискриминаторы, первый 16 и второй 17 одновибраторы и трехвходовый элемент И 18. фУстройство работает следующим образом.Сравниваемые по Фазе напряженияпоступают на фазовые инверторыи2, каждый из которых расщепляет входной сигнал на два противофазных напряжения,При непрерывной работе автоматических переключателей 3 и 4 на формирователи коротких импульсов 5 и 6 поочередно воздействуют пакеты противо-,фазных напряжений. Выходы Формирователей 5 и 6 соединены со входамидвухполярного фазового детектора 7,имеющего пилообразную, симметричнуюотносительно нуля амплитудно-фазовуюхарактеристику,Управление работой переключателей3 и 4 осуществляется импульсами синхронизированного генератора через пересчетные схемы 11 и 12, выполняющиероль дискретных Фазовращателей. Коэффициент пересчета выбирается равными360О , где и - целое число, определяемое допустимой дискретностьюкомпенсирующего сдвига фаз,При наличии фазового сдвига междувыходными напряжениями пересчетныхсхем 11 и 12 на фазовый детектор 7поступают последовательности импульсов то в фазе (или обе последовательности в противофазе), то одна из последовательностей в фазе, а другая впротивофазе. В результате в течениеодного периода коммутации импульсовна выходе фазового детектора 7 действует положительное или отрицательноенапряжение.Оно воздействует на интегратор 8(фильтр постоянного тока), через который проходит среднее значение напряжения. Если частота переключенийменьше частоты следования импульсов,то время действия положительногои отрицательного напряжения определя.ется фазовым сдвигом между напряжениями на выходах пересчетных схем 11 и12. Среднее значение напряжения навыходе интегратора 8 пропорциональноразности измеряемого и компенсирующего фазового сдвига,Измерение фазового сдвига осуществляется.путем его уравновешиваниякомпенсирующим сдвигом фаз между напряжениями, управляющими работой автоматическихперключателей, Регулирование фазового сдвига между выходныминапряжениями пересчетных схем 11 иФормула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 245913, кл. 6 О 1 й 19/02, 1969.2, Авторское свидетельство СССРУ 351179, кл. 6 01 й 25/04, 1972. 58345 12 достигается временным сдвигом моментов их заполнения. Для этого одно их входных напряжений подается на дискриминатор 4, выходные импульсы которого поступают на трехвходовый элемент 18.С выхода элемента И 18 импульсы поступают на пересчетные схемы 11 и 12, а с выхода дискриминатора 15 - на импульсные входы элементов И 9 и 10. На их потенциальмые входы поступает выходное напряжение интегратора 8. При этом один из элементов И открывается напряжением положительной полярности, другой - напряжением от рицательной полярности,Через открытый элемент И импульсы поступают на вход одной из пересчетных схем. Выбор полярности элементов И осуществляется таким образом, что бы сдвиг фаз между выходными напряжениями пересчетных схем изменялся в сторону компенсации измеряемого фаз.При достижении компенсации выход,ное напряжение интегратора примет ну левое значение и подача дополнительных импульсов с дискриминатора 15 на пересчетные схемы прекращается разностью кодов, представленных состояниями триггеров пересчетных схем 11 з 0 и 12. Разностный код преобразуется в десятичный и индицнруется на отсчетном блоке 13.Отличительной особенностью компенсационного фазометра является сиихро- З 5 низация запускающих импульсов перес- четных схем одним из сравниваемых сигналов. При этом поскольку период запускающих импульсов кратен периоду сравниваемых сигналов, то период 40 выходных сигналов пересчетных схем в установившемся режиме также кратен периоду сравниваемых сигналов.Это является одним из условий стабилизации переходного процесса в ка калах фазометра, что позволяет значительно уменьшить соотношение перио 97 6да коммутационных импульсов с перио-, дом сравниваемых сигналов и как след ствие повысить быстродействие и точность компенсационного фазометра. Компенсационный фазометр, содержащий в двух каналах последовательно.соединенные фазоинвертор, автоматический переключатель и формирователькоротких импульсов, выходами соединенные со входами фазового детектора,выход которого через интегратор соединен с потенциальными входами элементов И, выходы которых соединеныс первыми входами пересчетных схемьпервые выходы которых соединены сотсчетным блоком, р вторые - со входами автоматических переключателей,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с .целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены трехвходовый элемент И, первый и,второйодновибраторы и первый и второй дискриминаторы, причем выход второго дискриминатора соединен с импульснымивходами элементов. И, а вход - совходом второго одновибратора и с третьим входом трехвходового элементаИ, первый вход которого соединен свыходом первого дискриминатора, входом соединенного со входом одного изфазоинверторов, второй - с выходомвторого одновибратора, а выход - симпульсными входами пересчетных схеми со входом первого одновибратора,выход которого соединен со входом второго одновнбратора,834597 Составитель Н.АгееваРедактор Е.Лушникова Техред 3. Фанта Коррект ст Тираж 732 Подпиосударственного комитета СССРам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб д.