Фазометр соотносящихся частот

Союз Советски кСоциапнстнчесиикреспублик ОПИСАНИЕИ ЗОВРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53)М. Кл. 6 О 1 й 25/00 тоеудерстекнный квинтет СССР но делам изебретеннй и открытия(53) УДК 621. 317, .373(088.8) Опубликовано 30. 12.81. Бюллетень,В 48 Дата опубликования описания 30. 12. 81(54) ФАЗОМЕТР СООТНОСЯЩИХСЯ ЧАСТОТ Изобретенирительной техдля измерениягармоническимиты которых отцелые числа 1спектра) . ески оото" Недполни остатком фаэометра ельная погрешность изменения амплитуд импульсов.ь изобретения - по является цоизмеренияи длительнос тиЦелности вышение точ относится к фазоизме нике и предназначено фазовых углов междуколебаниями, частоосятся как небольшие ля измерения фазового Известно устройство для измерения Фазовых сдвигов между гармониче кими колебаниями кратных частот, содержащее усилители-ограничители опорного и измерительного каналов, мультивибраторы, дифференцирующие цепи, выпрямители, два триггера, сх му совпадения, распределительную це два синхронизированных мультивибратора и индикатор 11 .Недостаток известного устройства состоит в том, что измерение фазы производится только на кратных частотах, т.е, мелду одной из высших гармоник и первой гармоникой исследуемого спектра. Известен фазометр для измеренияфазовых сдвигов между гармонич миколебаниями, частоты которых сносятся как целые числа, содержащийсумматор, индикатор, основной и всп бмогательный триггеры, два канала,каждый иэ которых состоит иэ последовательно соединенных входного устройства и усилителя-ограничителя, 10дифференцирующие цепи, детекторы,пропускающие положительные импульсыдля запуска и возврата в исходное состояние основного триггера с разделенными входами, инверторы, инвертирующие отрицательные импульсы с выходов 5детекторов для запуска вспомогательного триггера 2.1..1 оставленная цель достигается тем, что фазометр соотносящихся частот, содержащий сумматор, выход которого соединен с одним из входов индикатора, а каждый из входов соединен с выходами основного и вспомогательного триггеров, первый и второй каналы, в кажцый из которых входят последовательно соединенные входной блок и усилитель-ограничитель, снабжен в каждом . из каналов блоком формирования фронта, блоком формирования среза и блоком компенсации, причем в каждый из блоков формирования фронта входят три последовательно соединенных инвертора, выход последнего соединен с одним из входов элемента совпадения, второй вход которого подсоединен ко входу первого инвертора, к выходу первого инвертора подсоединен зарядный конденсатор, входом блока формирования фронта служит вход первого инвертора, а выходом - выход элемента совпадения, в каждый из блоков формирования среза входят четыре инвертора, соединенные последовательно, вы" ход четвертого инвертора присоединен к одному из входов элемента совпадения, второй вход которого соединен со входом второго инвертора, к выходу которого подсоединен зарядный конденсатор, входом блока формирования среза служит вход первого инвертора, а выходом - выход элемента совпадения, выходы первого и второго блоков формирования фронта и блоков формирования среза соединены соответственно с первым и вторым входами основного и вспомогательного триггеров, выход основного триггера через блок компен сации подсоединен ко второму входу индикатора, выходы усилителей-ограничителей первого и второго каналов соединены соответственно со входами бло" ков формирования фронта и Формирования среза первого и второго каналов.На фиг. 1 представлена структурная схема фазометра, соотносящихся частот; на Фиг, 2 - эпюры, поясняющие принцип получения коротких импульсов.Фазометр соотносящихся частот содержит первый и второй каналы 1 и 2, карый из каналов состоит из последовательно соединенных входного блока 3, усилителя-ограничителя 4, блоков 5 и 6 формирования фронта, блоков 7 и 8 формирования среза, каждый из блоков 5 и 6 формирования фронта состоит иэ трех последователь 4но соединенных инверторов 9, 1 О и11, элемента 12 совпадения, причемна выходе первого инвертора 9 включен зарядный конденсатор 13 калдыйиз блоков 7 и 8 формирования среза состоит из четырех последовательно .соединенных инверторов 14-17, элемента18 совпадения, причем на выходе вто"рого инвертора 15 включен зарядныйконденсатор 19. Кроме того, в фазометр входят основной триггер 20, вспомо" гательный триггер 21, сумматор 22, блок 23 компенсации и индикатор 24.Устройство работает следующим образом. Гармонические сигналы, частоты которых соотносятся как небольшие целые числа, пройдя через входные блоки 3 первого и второго каналов 1 и 2 и усилители"ограничители 4, поступают на блоки 5 и 6 формирования фронта и блоки 7 и 8 формирования среза.Для получения коротких импульсов по фронту применены блоки 5 и 6 формирования фронта в каждом канале, для получения коротких импульсов по срезу применены блоки 7 и 8 Формирования среза. Оба канала работают идентично.Принцип получения коротких импульсов поясняется эпюрами, приведенными на фиг. 2, где Ч 1 - напряжение на входе блока 5 Формирования фронта (например, на входе инвертора 9); У напряжение на выходе первого инвертора 9 1,искажение Фронта и среза импульса происходит за счет заряда и разряда конденсатора 13, включенного на выходе первого инвертора); Ч - напряжение на выходе второго инвертора, 101 где получается смещенный Фронт импульса; Ч - напряжение на выходе третьего инвертора 11, оно же является одним из входны напряжений элемента 12 совпадения, на второй вход элемента совпадения подается напряжение со входа блока формированиясреза 1 с выхода усилителя-ограничителя 4); Чц - напряжение на выходеэлемента 12 совпадения. В этой точке получается короткий импульс, длительность которого зависит от величины конденсатора 13. Его фронт образован фронтом входного импульса, а срез - смещенным фронтом входного импульса, поданного с инвертора 11.Чтобы получить короткий импульспо срезу входного сигнала, на входеблока Формирования среза 7 стоитдополнительный инвертор 14; дальней-, шая работа инвертора 15 конденсатора 19, инверторов 16 и 17, элемента 18 совпадения аналогична работе блока 5 формирования фронта. 3Схемы и работа блока 6 формирования фронта и блока 8 формирования среза второго канала 2 аналогичны схемам и работе формирующих устройств первого канала 1. Сформированный ко роткий импульс Фронта первого канала запускает основной триггер 20, корот" кий импульс фронта второго канала переводит триггер 20 в исходное состояние. Аналогичное действие произ водят короткие импульсы среза первого и второго каналов со вспомогательным триггером 21. С выходов триггеров сигналы поступают на два входа сумматора 22. Просуммированный 20 сигнал с выхода сумматора поступает на вход индикатора 24, в котором навстречу ему идет сигнал с блока 23 компенсации. Блок 23 компенсации служит для компенсации начального то ка при нулевом фазовом сдвиге, который является первым слагаемым в обобщенном уравнении шкалы индикатора где ю - изменяется от 2 до 9 номернизшей гармоники);й - изменяется от 3 до 10 номер высшей гармоники); ЗЗЧр .- фазовый сдвиг, отнесенныйк низшей частоте.Как видно из слагаемого - в (и -1),"маю начальный ток различен в зависимости от соотношения частот исследуемых 10 колебаний.Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в том, что в него введены блоки формирования М фронта и среза, на выходе которых получаются импульсы равной амплитуды и длительности независимо от частоты входного напряжения. Устройство может использоваться также для измере- р ния фазового сдвига между гармоничес" кими колебаниями кратных и равных частот.Формула изобретенияФазометр соотносящнхся частот, содержащий сумматор, выход которого соедннен с одним из входов индикатора,а каждый из входов соединен с выходамиосновного и вспомогательного триггеров, первый и второй каналы, в каждый из которых входят последовательносоединенные входной блок и усилительограничитель, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повьппения точности, он снабжен в каждом из каналовблоком формирования фронта, блокомформирования среза, и блоком компен"сации, причем в каждый из блоков формирования фронта входят три последовательно соединенных инвертора, выходпоследнего соединен с одним из входовэлемента совпадения, второй вход которого подсоединен ко входу первогоинвертора, к выходу первого инвертораподсоединен зарядный конденсатор,входом блока формирования фронта служит вход первого инвертора , а выходом - выход элемента совпадения, вкаждый из блоков формирования срезавходят четыре инвертора, соединенныепоследовательно, выход четвертогоинвертора присоединен к одному извходов элемента. совпадения, второйвход которого соединен со входом второго инвертора, к выходу которогоподсоединен зарядный конденсатор,входом блока формирования среза служит вход первого инвертора, а выходом - выход элемента совпадения,выходы первого и второго блоков. Формирования Фронта и блоков формирования среза соединены соответственнос первым и вторым входами основногои вспомогательного триггеров, выходосновного триггера через блок компенсации подсоединен ко второму входу индикатора, выходы усилителейограничителей первого и второго каналов соединены соответственно со входами блоков формирования фронта иформирования среза первого и второгоканалов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР У 318883, кл. Ь 01 В 25/00.2. Гуй Руан, Соловьев В.М, Измерение фазового сдвига между гармоническими колебаниями разных частот. "Радиотехника", 971, т. 26, Р 9, с. 62-66.894597 Назаров рек 479 73 Тираж 735 1 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.;