Цифровой фазометр

СОВЕТСКИХ СТИЧЕСКИ СОЮЗСОЦИАЛРЕСПУБ 26(51)601 В 250 ЗОБРЕТЕТЕПЬСТВУ щий ия точи,г МеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(56) 1, Авторское свидетельство СССР 9 472308, кл. 6 01 В 25/00, 1975.2Авторское свидетельство СССР Ф 664120,кл. 6 01 В 25/00, 1979 (прототип).(54) (57) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР, содер" жащий блок Фазовых сдвигов, цифровое отсчетное устройство, двухканальный преобразователь частоты, умно- житель частоты,и нуль-индикатор, первый .и второй входы которого соединены соответственно через первый и второй выходы двухканального преобразователя частоты с первой и второй входными шинами фазометра, вход умнокителя частоты подключен к второй входной шине фазометра, а выход соединен с стробирующим входом двухканального преобразователя частоты, первый и второй управляющие входы которого соединены соот. ветственно с первым и вторым выходами блока Фазовых сдвигов, дополнительный выход которого соединен с первым входом цифрового отсчетного устройства, а вход - с выходом нуль-индикатора, о т л и ч а ю.с я тем, что, с целью повышенности и разрешающий способноств него введены два формирователя, два преобразователя частоты, генератор, Фазовый детектор, делитель частоты и измеритель интервалов времени, причем первый выход двухканаль ного преобразователя частоты через первый Формирователь подключен квходам первого преобразователя частоты и дели(еля частоты, второй выход двухканального преобразователя частоты через последовательно соединенные второй формирователь и второй преобразователь частоты подключен .к первым входам фазового детектора и эР измерителя интервалов времени, выход делителя частоты соединен с вторым входом Фазового детектора, выход которого через генератор подключен к ( управляющим входам первого и второго преобразователей частотытактовый и управлякщий входы измерителя интер валов времени соединены соответственно с высокочастотным и дополни- (,") тельным выходами блока фазовых сдви- (а гов, а выход измерителя интервалов времени соединен с дополнительным )Ь входом цифрового отсчетного устройстфва.Изобретение относится к Фазоиэмерительной технике и может бытьиспользовано при разработке прецизионных цифровых фазометров для ши,рокого диапазона частот.Известен цифровой Фазометр,"содержащий умножитель частоты, вход которого соединен с одним иэ входных,зажимов устройства, нуль-индикатор,выход Которого соединен с входом мерыФазового сдвига две пересчетныесхемы и генератор), соединеннойсвоим выходом с цифровым отсчетнымустройствои Г 13.К недостаткам указанного Фазометра относятся значительная погрешность измерения, вызванная искажением Формы преобразованных сигналовиэ-за неидентичности каналов схем" запоминания и считывания выборокмгнованных значений входных напряжений, ограничение частотного диапазона снизу эа счет конечного време-.ни хранения запомненных выборок, атакже низкая разрешакщая способностьограниченная быстродействием Фазометра,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяцифровой Фазометр, содержацийфнульиндикатор, первый и второй входыкоторого через двухканальщзй преобразователь частоты соединенысоответственно с первой и второй. входными шинами фазометра, умножитель частоты, вход которого соединен с второй входной шиной фазометра, а выход в . со стробирующим входомдвухканального преобразователя частоты, управляющие входы которого соединены с блоком фазового сдвига,дополнительный выход которого соединен с первым входом цифрового отсчетного устройства, а вход - с выходомнуль-индикатора 2 ).Недостатки известного Фазометразаключаютея в низкой разрешакщейспособности и большой погрешностиизмерения, вызванной дискретом отсчета фазовых сдвигов. Повышение точности за счет увеличения значениятактовой частоты уменьшает помехо"защиценность Фазометра.Цель изобретения - повышение точности и раэрешаюцей способности,Поставленная цель достигаетсятем, что в цифровой Фазометр, содержащий блок фазовых сдвигов, циФровоеотсчетное устройство, двухканальныйпреобразователь частоты, умножительчастоты и нуль-индикатор, первый ивторой входы которого соединены соответственно через первый и второйвыходы двухканального .преобразователя частотыс первой и второМ входЙми шинами фазометра, вход умножителя частоты подключен к второй входной шине Фаэометра, а выход соединен51015 20 со стробирующим входом двухканального преобразователя частоты, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока фазовых сдвигов, дополнительный выход которого соединен с первым входом цифрового отсчетного устройства, а вход .- с выходом нуль-индикатора, введены два Формирователя, два преобразователя частоты, генератор, фазовыйдетектор, делитель частоты и измеритель .интервалов времени, причем первый выход двухканального преобразователя частоты через первый формирователь подключен к входам первого преобразователя частоты и делителя частоты, второй выход двухканального преобразователя частоты через последовательно соединенные втооои формирователь,и второй преобразователь частоты подключен к первым входам фазового детектора и измерителя интервалов времени, выход делителя частоты соединен с вторыми вхсдом фазового детектора, выход которого через генератор подключен куправляющим входам первого и второго.преобразОвателей частоты, тактовыйи управляющий входы измерителя интервалов времени .соединены соответстЗ 0 венно с высокочастотным и дополни-.тельным выходами блока Фазовых сдви-.гов, а выход измерителя интервалов, входом цифрового.отсчетного устройст35 ва,На фиг 1 приведена блок-схемапредлагаемого Фазометра; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.фаэометр содержит умноыитель 140 частоты, подключенный между второйвходнойшиной,фазометра и стробирующим входом двухканального преобразователя 2 частоты, состоящего изформирователя 3 строб-импульсов,,45 выход которого подключен к управляющим входам блоков 4 и 5 стробирования, выходы которых соединены соответственно через аналого-цифровые.преобразователя (АЦП) 6 и 7 с оперативными запоминающими устройствами50 (ОЗУ) 8 и 9, выходы которых черезцифроаналоговые преобразователи(ЦАП)10 и 11 и фильтры 12 и 13 нижнихчастоты (ФНЧ) соединены с первым ивторым выходами двухканального преоб55 разователя 2 частоты. Первый и вто"рой входы нуль-индикатора 14 подключены к .двухканальному преобразова-телю 2.Блок 15 фаэоъых сдвигов содержит60 дополнительный генератор 16, подключенный к входам пересчетных блоков17 и 18, выходы которых соединены спервым и вторым выходами блока 15,которые соединены с первым и вторымуправляющими входами двухканальногогде Ч 9 - начальные Фазы напря- и второго преобразователей 21 и 22 жений О, О, а найрякение, посту- для случая дМ =90и р=2. пающее от генератора 23 на вторые Интервал времени, пропорциональвходы первого и второго преобразова- ный умноженному значению фазового телей 21 и 22, равно5сдвига, рву, определяется измерителем 26. Частоту сигналов Г. исЦ О Мпш +М 1кЬ фпольэуемых для квантования этогоинтервала, выбирают иэ условия где Ч- начальная фаза напряжения О .Г =1 О,Г, где в - целое полржительОстаточное значение фазового сдви- ,ное число, равное количеству десяга напряжений О, О дЧ= =9,Его 10 тичных разрядов отсчета определезначение не превйшает величины дискрета ния интервала. Для рассмотренного меры отсчета Фазометра, На выходах пер- пРимера, когда дискрет меры равен вого и второго преобразователей 21 и 1, а разрешающую способность фазо получают напряжения, основныеметра необходимо иметь 0,01 гармоники которых соответственно рава=2, Для сохранения Формы сигналовнеобходимо выполнять условие Г 7 10 Г/Делитель 25 должен иметь коэффици 1 ент,деления частоты сигнала ГЦ Иг К= /, тогда на входы фазовогоО "-О Э 1 п Я 1-Л - фрМ+Ч, 2 п детектора 24, управлякшего частотойсигнала генератора 23, будут постугде Й =2 ЛГ - круговая частота сигна- пать равные по значению частоты.лов на выходах первого Таким образом, использование ви второго преобразовате- . схеме Фазометра дополнительного прелей 21 и 22,1д образования частоты и умножения пя при ОффФазовый сдвиг напряжений О и .этом остаточного значения фения фазового=р(." )=рЫ,Из этого выра- сдвига позволяет повысить разрешаюжения,видно, что после преобразова- щую способность Фазометра на одинния частоты остаточное значение Фазо- два порядка без уменьшения быстрового сдвига Ь 9 получено умноженным в З действия, а точность измерения - в р раэ, На Фиг, 2 показаны эпюры нап-3-5 раз за счет уменьшения ее завиряжений, объяснящцие работу первого симости от дискрета измерения.Зака одписноСР илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 0526/47 ТиВНИИПИ Государпо делам из 113035, Иосква,аж 7,10твенногобретений-35, Рауш комитетаи открытиская наб.