Фазометр

вфла ф 1 МАИЛчОИу1 иивтфв Ц 1" д ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ п 11779902 Союз Советскик Социалистических т еспублик(22) Заявлено 08. 06. 76 (21) 262564 6/18-21с присоединением заявки Но(23) Приоритет -Опубликовано 15.11,80. Бюллетень Мо 42 КзС О 1 Н 25/00 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(53) УДК 621. 817, ,373(088.8) Дата опубликования описания 18. 11. 80(54) ФАЗОМЕТР Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и может быть использовано для повышения точ. ности и помехоустойчивости фазометров. 5(эвестен фазометр, содержащий два формирующих устройства, к выходам которых подключены по два расширителя и по две схемы совпадения, два триггера, одним входом связанные с 10 выходом схемы совпадения соответст- вующих каналов, а вторым - с выходом схемы совпадения противоположных каналов, а также два ключа, генератор и схему ИЛИ 11, 5Недостатком известного Фазометра является низкая точность,Известен фазометр, который содержит 1 формирователь импульсов в моменты переходов, исследуемых напряжений через ну левые значения, генератор эталонной частоты, электронный ключ с регистрирующим устройством на выходе,умножитель частоты и два устройства выделения моментов переходов исследуемых напряжений через максимальные значения, каждое иэ которых выполнено иэ триггеров управления, триггера деления на два, вентилей управления и реверсивного счетчика Я . 30 Недостатком фазометра является наличие сбоев при переменной составляющей помехи, вызывающей двойные переходы входного сигнала через нулевойуровень,Целью изобретения является повышение тоЧности и помехоустойчивости.Поставленная цель достигается тем,что в фаэометре, содержащем первое ивторое устройство выделения моментовперехода через максимальное значениеи генератор, причем выходы каждогосоединены соответственно со входамйрешающего устройства, а генераторподсоединен к,входам устройства выделения моментов перехода через максимальное значение, устройство выделения моментов перехода через максимальное значение снабжено первым,вторым, третьим, четвертым и пятым ключами, инвертором, усилителем-ограни-.чителем, первым и вторым триггерами,триггером управления, элементом ЗИ,элементом ИЛИ, счетчиком сложения,счетчиком вычитания, элементом задержки и элементом записи, причемвыход усилителя-ограничителя соединен с одним из входов первого и третьего ключей, и через инвертор с первым входом элемента ЗИ и одними иэ5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 счетчика, сложения, выход второго и третьего ключей присоединены соответственно к первому и второму входам триггера управления, при этом входы фазометра являются входами усилителей-ограничителей, вход устройства выделения моментов перехода через максимальное значение - входом первого триггера, а выход - вторым выходом триггера управления.На фиг. 1 приведена функциональная схема фазометра; на фиг, 2 -временные диаграммы, поясняющие принцип его работы для случая неискаженного синусоидального сигнала; на фиг. 3 временные диаграммы установившегося режима для случая, когда сигнал искажен переменной составляющей помехи.Фазометр содержит первое и второе устройство 1 и 2 для ныделения моментов переходов исследуемых напряжений через максимальные значения, генератор 3 и решающее устройство 4.Каждое из устройств выделения моментов перехода через максимальное значение содержит усилитель-ограни 55бО ка сложения 18, которое равно. Г/2, Т/2,=1/4 Г Т, а на вход счетчика вычитания 20 поступает в начале повходов второго и пятого кличей, вторые входы второго и третьего ключейсоединены с одним из входов элементазаписи, выходом счетчика вычитания и через элемент задержки с вторым входом пятого ключа, выход которого соединен с одним из входов счетчика сложения, выход которого подсоединен через элемент записи к одному из входов счетчика вычитания, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый, и второй входы которогоприсоединены соответственно к выходам элемента ЗИ и четвертого ключа,второй вход первого ключа через первый триггер соединен с вторым входомэлемента ЗИ, третий вход которогосоединен с одним из выходов триггерауправления, второй выход которогоприсоединен к одному из входов четвертого ключа, другой вход которогосоединен с выходом первого ключа и через второй триггер с вторым входом читель 5, иннертор 6, первый, второй,третий, четвертый и пятый ключи 7,8,9,10,11; первый и второй триггеры12 и 13, триггер управления 14, элемент ЗИ 15, элемент ИЛИ 16, элемент задержки 17, счетчик сложения 18,элемент записи 19, счетчик нычитания 20,Работает устройство следующим образом,В исходном состоянии сЧетчик сложения устанавливается в нуль, а в счетчик вычитания записывается число К. При подаче сигнала (фиг,2 а)на вход усилителя-ограничителя 5, на его выходе появляются прямоугольные импульсы (фиг.2 б) той же частоты, Э течение положительного полупериода исследуемого .сигнала импульсы частотой Г/2 с генератора 3 через ключ 7, второй триггер 13 поступают на вход счетчикасложения 18 (фиг.2 в),а импульсы частотой Г с генератора 3 через ключи 7,10 и элемент ИЛИ 16 поступают на счетный вход счетчика вычитания 20 (фиг.2 д) в начале положительного полупериода.Как только на вход счетчика вычитания поступит К импульсов, в немустановится, число равное нулю,а навыходе появится импульс положительной полярности, который через элемент записи 19 перепишет число иэсчетчика к/2 в счетчик вычитания,таккак на счетчик сложения проходили импульсы через второй триггер 13,деленные на дна. Одновременно выходнойимпульс со счетчика вычитания 20 через ключ 9 установит триггер управления 14 в "0", тем саьым закроет ключ10 и прекратит поступление импульсовс генератора 3 на вход счетчика вычитания 20 (фиг.2 г), а на вход счетчика сложения 18 импульсы продолжаютпоступать до конца положительногополупериода (фиг.2 е),С наступлением отрицательного полупериода на вход счетчика вычитанияначинают поступать импульсы частотойГ/2 с генератора 3 через первый триггер 12, элемент ЗИ 15 и элемент ИЛИ16 (фиг.2 д,ж).Как только их пройдетчисло равное К/2, в счетчике вычитания установится "0", и выходной импульс с него с одной стороны черезэлемент записи 19 перепишет в счетчик вычитания число, накопившееся всчетчике сложения 18 н предыдущем положительном полупериоде, с другойстороны через клич 8 установит триггер упранления 14 в "1", закрываяэтим элемент ЗИ 15 и прекращая подачу импульсов на вход счетчика нычитания 20, а через элемент задержки 17и ключ 11 этот же импульс сброситсчетчик сложения 18 в "0" и до концаотрицательного полупериода в нем сохраняется "0", а в счетчике вычитания20 число, переписанное в него изсчетчика сложения 18.Далее с приходом положительногополуперйода импульсы генератора черезключ 7 и второй триггер 13 снова поступают на счетный вход счетчика сложения 18 с частотой Г/2, а импульсы частотой Г чеРез ключи 7,10 и элемент ИЛИ 16 - на счетный вход счетчика вычитания 20 и т.д.Начиная с третьего положительного полупериода исследуемого напряжения импульсы с выхода счетчика вычитания20 будут появляться строго.в середине положительного полупериода (фиг.2 и), так как в счетчике вычитания 20 в предшествующий отрицательный полупериод записывается число из счетчи779902 При отсутствии помех н отрицателЬ 10 15 левая линия, а импульс с выхода счетчика вычитания 20 появится по-прежненейшем в решающем устройстве для формирования временного интервала, соот 50 при наличии помехи смещен относитель 55 60 венно к первому и второму нходам 65,триггера управления, при этом входы,значит "0" установится в счетчикевычитания 20 через Т/4, т.е. н середине полокительного полупериода. ный полупериод импульсы с выходасчетчика вычитания 20 тоже появляются строго в середине так как в середине предшествующего ему положительного полупериода в счетчик вычитания 20 было записано число 1/2 от 1/4 Г Т, т.е. 1/8 Г. Т, а на вход счетчика вычитания 20 в начале отрицательного полупериода поступают импульсы частотой Г/2, следовательно "0" установится через 1/4, т.е. в середине отрицательного полупериода.При наличии постоянной составляющей помехи удлинится или укоротится положительный импульс с выхода усилителя-ограничителя 5 в зависимости от того, вниз или .вверх смещена нуму строго в середине положительного полупериода, начиная с третьего положительного .полупериода после включения фазометра.При наличии переменной составляющей помехи (Фиг.За) на выходе усилителя-ограничителя 5 кроме основного импульса, в начале и конце положительного полупериода могут появится несколько коротких импульсов (Фиг.36) в течение которых на счетный входсчетчика сложения 18 тоже будут поступать импульсы частотой Г/2(фиг.Зв,е), а на счетный вход счетчикавычитания импульсы частотой Г (Фиг.Зд), следовательно "0" на ныходесчетчика вычитания будет строго всередине положительного полупериода,несмотря на наличие помехи (Фиг.Зи).Этот импульс, пропущенный через ключ9, т.е. импульс, соответстнующий середине положительного полупериода(или моменту прохождения сигнала через максимум), используется в дальветствующего сдвигу Фазы, его измерения и регистрации одним из известных способов.Импульс с выхода счетчика вычитания 20 в отрицательный полупериод но середины влево, при этом нулевая линия смещена вверх, последнее приводит к тому, что за предшествующий положительный полупериод н счетчик сложения 18 записалось число( 1/4 ГТ и смещено вправо, если нулевая линия смещена вниз и за счет помехи в счетчике сложения записано число ) 1/4 Г.Т.Но так как этот сигнал использует. ся только для прекращения подачи импульсов в счетчик вычитания 20 переписи числа иэ счетчика сложения 18 20 25 ЗО 1 35 40 45 и сброса его в "0" через время, достаточное для переписи и определенное элементов задержки 17, то на точность измерения он не влияет и его местоположение безразлично. Суммарная помеха допустима такой величины, чтобы перед приходом следующего полокительного пьлупериода счетчик сложения был переведен в "0". Число К может быть любое, необходимо оно для ускорения входа в р- жим, точнее для ускорения появления первого импульса с выхода счетчика вычитания 1 Формула изобретения Фазометр, содержащий первое и второе устройство выделения моментон перехода через максимальное значение и генератор, выходы каждого соединены соответственно со входами решающего устройства, а генератор подсоединен к входам устройства выделения моментов перехода через максимальное значение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, устройство выделения моментов перехода через максимальное значение снабжено первым, вторым, третьим, четвертым и пятым ключами, иннертором, усилителем-ограничителем, первым и вторым триггерами, триггером управления, элементом ЗИ, элементом ИЛИ, счетчиком слокения, счетчиком вычитания, элементом задеркки и элементом записи, причем выход усилителя-ограничителя соединен с одним из входов первого и третьего ключей и через иннертор с первым входом элемента ЗИ и одним из входов второго и пятого ключей, вто- рые входы второго и третьего ключей соединены с одним из входов элемента записи, выходом счетчика вычитания и через элемент задержки с вторым входом пятого ключа, выход которого соединен с Одним из входов счетчика сложения, выход которого подсоединен через элемент записи к одному из входов счетчика вычитания, второй входкоторого соединен с выходом элементаИЛИ, первый и второй входы которогоприсоединены соответственно к ныходам элемента ЗИ и чвтвертого ключа, второй вход первого ключа через первый триггер соединен с вторым входом элемента ЗИ, третий вход которого соединен с одним из выходов триггера уяравления, второй выход Которого присоединен к одному из входов четверто-. го ключа, другой вход которого соединен с выходом первого ключа и через второй триггер с вторым входом счетчика сложения, выходы второго и третьего ключей присоединены соответст779902 Фиг. г Фаэометра являются входами усилителей-ограничителей, вход устройствавыделения моментов перехода черезмаксимальное значение - входом первого триггера, а выход - вторым выхо-.дом триггера управления.( Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 480996, кл. 0 01 й 25/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР 5 Р 311214, кл. С 01 В 25/00, 1968.или Тираж 1019 осударственногоелам иэобретени осква, Ж, Ра Подписноеомитета СССРи открытийская наб., д.