Цифровой компенсационный фазометр

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 220780 (21) 2957800/18-21 51 М. КЛ.З с присоединением заявки Мо а 01 й 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.П.Трохимец и Конструкторское бюро "Мторм"Ленина политехническом инститВеликой Октябрьской социалист) Заявитель им. 50-летияской революци 4) ЦИФРОВОЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТ ение относится к Фазоизметехнике и может быть испольизмерения разности Фаз енных напряжений. 5 н цифровой фазометр, содерители, фильтры нижних часрователи импульсов, эле" адения, триггер, пересчетэлемент И, генератор имегистр памяти и цифровой элемент (11 .таткам укаэанного .Фазометра сти наличие погрешности изедствие применения в траказования частоты нелинейтов-смесителей и из-за не" ти каналов фазометра (возолнительные Фазовые набеги2 овышение точ 5 лее близким по техническойк предлагаемому является ци токомпенсационный фазометр, ций Формирователь импульсов, р нулевого фазового сдвига, ный счетчик импульсов и элев каждом канале, а также совпадений и импульсный гевыход которого связан со двух пересчетных схем, реНаиб сущност ровой а содержа индикат реверси мент ИЛ элемент нератор входами 25 Изобрет рительной зовано для двух перем Известе жащий смес тот, форми менты совп ные блоки,пульсов, р отсчетный К недос можно отне мерения всл тах преобр ных элемен идентичнос никают доп в каналах)гистр памяти, цифровой отсчетный элемент (21 .Недостатком известного Фазометра является наличие погрешности измерения из-за дополнительных фазовых набегов вследствие неидентичностИ каналов фазометра.Цель изобретения - иности измерения.Поставленная цель достигается тем, что в цифровой компенсационный Фазометр, содержащий соединенные последовательно формирователь, индикатор нулевого фазового сдвига, реверсивный счетчик и элемент ИЛИ, а также генератор импульсов, выход которого под" соединен к входам двух пересчетных блоков, регистр памяти, входы которого соединены с выходами второго пере" счетного блока, а выходы подключены к входам цифрового отсчетного элемен" та, причем управляющий вход регистра памяти соединен с выходом элемента совпадений, первый и второй входы которого соединены с выходом элемента ИЛИ и выходом заполнения первого пере счетного блока соответственно, введе" ны триггер, четыре автоматических переключателя и счетчик импульсов, при этом выход счетчика импульсов со 924611единен с первым входом триггера, второй вход которого является управляющим входом устройства, а выход триггера подключен к управляющим входамвсех автоматических переключателей и третьему входу элемента совпадения одновременно, причем два входа первого автоматического переключателя являются входами устройства, а выходсоединен с входом формирователя импульсов, кроме того, входы второго и 10 третьего автоматических переключателей подсоединены к соответствующимвыходам реверсивного счетчика, авыходы - к входам управления пересчетных блоков на опережение и отставание соответственно, при этомвыход первого пересчетного блокасоединен с первым входом четвертогоавтоматического переключателя, а выход второго пересчетного блока - свторым входом четвертого автоматического переключателя и входом счетчика импульсов одновременно, кроме 20 того, выход четвертого автоматического переключателя подсоединен к управляющему входу индикатора нулевого фазового сдвига, а выход элемента ИЛИ соединен с управляющими 25 входами реверсивного счетчика и счетчика импульсов одновременно.На чертеже представлена блок-схема цифрового компенсационного фазометра.Фазометр содержит автоматический переключатель 1, входы которого подключены к источнику сигналов, формирователь 2 импульсов, индикатор 3 нулевого фазового сдвига, четвертый автоматический переключатель 4, пер 30 35 вый и второй пересчетные блоки 5 и 6,генератор 7 импульсов, счетчик 8 импульсов, триггер 9, на вход установки в нуль которого поступает сигнал "Начало измерения", второй и третий автоматические переключатели 10 и 11, реверсивный счетчик 12, элемент ИЛИ 13, элемент 14 совпадений, регистр 15 памяти и цифровой отсчетный элемент 16.Фазометр работает следующим образом.По команде "Начало измерения" ко 40 45 50 роткий положительный импульс устанавматический переключатель 1 поступает на вход формирователя 2, формирующего короткие импульсы в моменты, например, положительных переходов ис 60 следуемых сигналов через нулевые,значения. Выходные импульсы формирователя 2 поступают на вход индикатора 3нулевого фазового сдвига, на второйвход которогоподается выхбдное нап 65 ливает триггер 9 в нулевое положениеи все автоматические переключатели 1,4, 10 и 11 устанавливаются в верхнееположение, как изображено на чертеже. 55Входное напряжение П (1) через авторяжение автоматического дискретного фазоврацателя, представляюцего собой кольцевой пересчетный блок 5, через автоматический переключатель 4. Коэффициент пересчета блоков 5 и 6 выбирается равным 360 10", где и - числоиз ряда О, 1, 2, 3, , в зависимости от требуемой дискретности изменения фазы компенсирующего напряжения.Так, при необходимости получения дискретности в 0,01 О п=2 (коэффициентпересчета равен 36000). Изменение фа-.зы компенсирующего напряжения достигается путем управления пересчетного блока по входам управления на опережение или на отставание.Импульсы с выхода индикатора 3 нулевого фазового сдвига в зависимости от временного положения приходяцих на их входы импульсов поступают на вход сложения или вычитания реверсивного счетчика 12 импульсов,где происходит .накопление кода нарастающим или убывающим итогом соответственно. Применение реверсивного счетчика 12 импульсов вызвано необходимостью усреднения промежуточных результатов компенсации из-за флуктуаций нуль-переходов исследуемых сигналов, возникающих за счет собственных шумов формирователя импульсов и наличия помех на входах фазометра. Емкость счетчика выбирается равной 2 И, причем исходное значение кода соответствует Б. При суммарном приращении кода счетчиков Н или -И, чтосоответствует результирующему коду2 И или О, на выходных шинах реверсивного счетчика 12 формируются импуль- сы, используемые для управления пересчетным блоком 5. При достижении вреверсивном счетчике импульсов кода2 М через автоматический переключателЬ10 производится псдача на вход пересчетного блока 5 (через вход управления на опережение) дополнительногоимпульса, не совпадающего по временис импульсами генератора 7, а при достижении результирующего кода 0 производится запрет прохождения импульса с генера.тора 7 (путем подачи импульса с реверсивного счетчика 12 через автоматический переключатель 11 на вход управления пересчетного блока 5 на отставание). Импульсы с выходов реверсивного счетчика 12 через элемент ИЛИ 13 устанавливают начальный код Этого счетчика, после чего цикл накопления повторяется.Эти же импульсы устанавливают в нуль счетчик 8 импульсов. Счетчик 8несбходим для того, чтобы выработать сигнал управления на переход к уравновешиванию сигнала 01(1) после завершения цикла уравновешивания по сигналу П(С). Емкость счетчика 8 выбра.на равной 2 И +1 и, таким образом, в процессе уравновешивания ре924611 га равновероятно проходят на суммирую 5 1 существенный экономический эффект. Формула изобретения 20 25 измеряемому фазовому сдвигу, считывается с одного из пересчетных блоков,например б, при полном заполнении пересчетного блока, например 5, служит элемент 14 совпаденийПри дости 35 40 показания которого соответствуют значению измеряемого фазового сдвига в 45 градусах. 50 55 60 65 версивный счетчик 12 заполняется быстрее, чем счетчик 8.При равенстве нулю среднего Значения Фазового сдвига между сигналами с выходов формирователя 2 и пере- счетного блока 5 выходные импульсы индикатора 3 нулевого фазового сдвищий и вычитающий входы реверсивногосчетчика 12, в результате чего импульсы на его выходах отсутствуют..Это свидетельствует о том, что фазовый сдвиг между исследуемым напряжением П(1) и сигналом с выхода пересчетного блока 5 равен нулю. При достижении в счетчике 8 импульсов кода 2 И +1 на его выходе появляется импульс, устанавливающий триггер 9 в состояние "1". Это приводит к ,переключению всех автоматических переключателей 1, 4, 10 и 11 в нижнее положение, и описанный выше процесс компенсации происходит для сигнала 01(1) и сигнала с выхода пересчетного блока б.По окончании процесса компенсации результирующий код, соответствующий другого. Индикатором заполнения второго женин компенсации по обоим сигналам импульсы на выходе элемента ИЛИ отсутствуют, а триггер установлен в единичном положении и при полномзаполнении пересчетного блока 5 на выходе элемента 14 совпадений появляется импульс, который подается на регистр 15 памяти, осуцествляяперепись кода, установленного положениями триггеров пересчетного блока 6.Этот код дешифруется и регистрируется цифровым отсчетным элементом 16 Приведенное описание работы фазометра можно кратко изложить следующим образом, По команде "Начало из мерения" все переключатели устанавливаются в верхнее положение и фаза выходного сигнала дискретного Фазоврацателя на пересчетном блоке 5 по командам с индикатора 3 нулевого Фазового сдвига изменяется до тех пор, пока фазовый сдвиг между исследуемым напряжением О (Ь) и компенсирующим (сигнал с выхода пересчетного блока 5). станет равным нулю. Тогда происходит автоматическое переключение всех переключателей в нижнее положение и описанный выше процесс происходит для сигнала 0,1 и сигнала свыхода пересчетного блока б. Искомыйфазовый сдвиг считывается с одного из пересчетных блоков при полном заполнении другого.Таким образом, введение счетчика. импульсов, триггера и автоматических переключателей позволяет использоватьдля измерения фазовых сдвигов одинканал в тракте преобразования сигналов, что значительно повышает точность измерения, так как устраняетсяпогрешность от неидентичности кана" лов фазометра при сохранении присущей известному устройству помехоустойчивости. Указанные преимуществапозволяют расширить сферу применения компенсационных фазометров и получить Цифровой компенсационный фазометр,содержащий соединенные последовательно формирователь, индикатор нулевого фазового сдвига, реверсивный счетчики элемент ИЛИ, а также генератор импульсов, выход которого подсоединен к входам двух пересчетных блоков, регистр памяти, входы которого соединены с выходами второго пересчетного блока, а выходы подключены к входамцифрового отсчетного элемента, причем управляющий вход регистра памятисоединен с выходом элемента совпадений, первый и второй входы которогосоединены с выходом элемента ИЛИ ивыходом запслнения первого пересчетного блока соответственно, о т л ич а ю ц и й с я тем, что, с цельюповышения точности, в него введенытриГгер, четыре автоматических переключателя и счетчик импульсов, приэтом выход счетчика импульсов соединен с первым входом триггера, второйвход которого является управляющимвходом устройства, а выход триггераподключен к управляющим входам всехавтоматических переключателей и третьему входу элемента совпадения одновременно, причем два входа первого автоматического переключателя являются входами устройства, а выход соединен с входом формирователя импульсов, кроме того, входы второго и третьего автоматических переключателей подсоединены к соответствующим выходам реверсиь ного счетчика, а выходы - к входам управления пересчетных блоков на опережение и отставание соответственно, при этом выход первого пеРесчетного блока соединен с первым входом четвертого автоматического переключателя, а выход второго пересчет"ного блока - с вторым входом четвертого автоматического переключателяи входом счетчика импульсов одновременно, кроме того, выход четвертого автоматического переключателя подсоединен к управляющему входу индикатора нулевого фазового сдвига, а выход элемента ИЛИ соединен с управляющими/ 1. Авторское свидетельство СССР Р 245913, кл. С 01 В 25/00, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2689665/18-21, 30.11,78.Составитель В.РябцевПетраш Техред С. Мигунова Корректор О.Ви дак 09/62 Тираж 719 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен,113035, Москва, Ж, Заказ с д. 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4 входами реверсивного счетчика и счетчика импульсов одновременно,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Подо комитета СССй и открытийРаушская наб.,