Широкопредельный фазометр

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик и 91889(23) Приоритет Опубликовано 07.,04. 82. Бюллетень Ж 13Дата опубликования описания 07. 04 . 82 ло делам изобретений и открытий(54) ШИРОКОПРЕДЕЛЬНЫЙ ФАЗОМЕТР Изобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначенодля измерения фазовых набегов,преовышающих 360 , в частности фазовыхфлюктуаций,Известен широкопредельный фазометр, содержащий задающий генератор,амплитудные детекторы и ограничители, соединенные через переключательс ключевым элементом, индикатор.Приэтом выход задающего генератора соединен с первым входом модуляторанепосредственно, а с вторым " черезделитель, выход ключевого элемента.соединен с первыми входами блокаопределения числа периодов и .блокаизмерения фазы, вторые входы которыхсоединены с первым и вторым выхода"ми блока управления, третий выходблока управления присоединен к управ"ляющему входу переключателя,выходыблока определения числа периодов иблока измерения фазы соединены спервым и вторым входами сумматора,выход которого соединен с индикатором Е 11.Однако измерение непрерывно изменяющихся фазовых сдвигов таким фазометром затруднено, с одной стороны, коммутацией его цепей и, с другой стороны, зонами неустойчивых показаний или неоднозначностью отсчета Фазометра в диапазоне углов 0-360Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является Фазометр, содержащий в каждом канале соединенные последовательно ограници" тель и формирователь 1 например. дифференцирующую цепь), на выходе- измерительный триггер и индикатор, ключевые элементы, инвертор, элемент И, а также дополнительный триггер и дополнительный ограничитель, причем ключевые элементы подключены к выходу дифференцирующей цепи одного из каналов " одно непосредственно, а другое - через инвертор, выходы ключевых элементов соединены совходом измерительного триггера, атакже со входом элемента И, выходкоторого соединен со счетным входомдополнительного триггера, соединенного своими потенциальными выходами 5с управляющими входами ключевыхэлементов, при этом вход другого канала соединен со входом дополнительного ограничителя, выход которогоподключен ко второму входу элементаИ 21,Однако с помощью такого фазометраможно измерять фазовые набеги примерно на 360 и затруднен цифровой отсчет результатов измерения, Это обус-ловлено тем, цто при Фазовых сдвигахв окрестности 0 и 180 иэ-за наличият"запасных" зон отсчета длительностьимпульсов на выходе измерительноготриггера непропорциональна измеряемой разности Фаз.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей,а именноизмерение непрерывного фазового набега в широких пределах беэ увеличения 25емкости счетчика и цифровой отсчетрезультатов измерения,Поставленная .цель достигается тем,что в широкопредельный фазометр, содержащии в .двух каналах последователь-зоно соединенные ограничитель и формирователь, во втором канале, крометого, триггер со счетным входом, атакже элемент И, измерительный триггер, входы которого соединены с выходами Формирователей, и индикатор,вход которого соединен с выходомизмерительного триггера, введены элемент ИЛИ, дополнительный формировательи два расширителя импульсов, причем 40один вход элемента И соединен с выходом Формирователя в первом канале через первый расширитель импульсов, а.второй вход элемента И соединен с выходом формирователя во втором каналечерез соединенные последовательноэлемент ИЛИ, триггер со счетным входом, дополнительный формировательи второй расширитель импульсов, выходэлемента И соединен с вторым входомэлемента ИЛИ и вторым входом индикатора.На Фи г. 1 представлена функционал ьная схема широкопредельного Фазометра; на фиг. 2 и, 3 - диаграммы, пояс няющие его работу.Устройство Состоит из двух каналов, на входах которых расположены ограничители 1 и 2, предназначенные для формирования прямоугольных импульсов, фронты которых совпадают с моментами переходов входных напряжений через нуль, и подсоединенные к ним формиро/ватели 3 и 4, причем формирователь 3 выполнен по схеме формирования коротких импульсов, временное положение которых соответствует. одному из переходов входного сигнала через нуль, а формирователь 4 - по схеме формирования коротких импульсов по обоим переходам через нуль. Выход формирователя 4 через элемент ИЛИ 5 и триггер 6 со счетным входом подключен ко входу дополнительного формирователя 7, идентичного формирователю 3 Выходы формирователя 3 и дополнительного формирователя 7 подключены ко входам измерительного триггера 8 и соответственно ко входам первого расширителя 9 импульсов и второго расширителя 1 О импульсов, выходы которых соединены со входами элемента И 11, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 5 и вторым входом индикатора 12, первый вход которого соединен с выходом измерительного триггера 8.Устройство работает следующим образом.Если сдвиг фаз между входными сигналами отличается от 0 (36 ) или 180 , то расширители 9 и 1 О импульсов не принимают участие в работе устройства.С помощью ограничителей. и Формирователей в каждом канале Фазометра вырабатываются короткие импульсы по моментам перехода входных сигналов через нуль, причем в первом канале - по одному момЕнту перехода, а во втором - по обоим. Короткие импульсы во втором канале через элемент ИЛИ 5 поступают на счетный вход триггера 6 и на его выходе воспроизводится такой же сигнал, цто и на выходе ограничителя 2 в этом канале, либо противофаэный сигнал. На выходе дополнительного формирователя 7 вырабатываются импульсы по одному моменту перехода через. нуль. На входы измерительного триггера 8 поступают короткие импульсы из обоих каналов и устройство работает как обычный триггерный фазометр с диапазоном измерения 0 - 360 и зонами неустойчивых показаний А и В (фиг. За).Если в процессе измерения сдвигфаз между входными сигналами окажет-,ся близким к 0 (360 ) или 180 , тоимпульсы на входах измерительноготриггера 8 совпадают во времени, 5,т.е. появится зона неустойцивойработы. Для предотвращения этого свыходов формирователя 3 и дополнительного формирователя 7 короткие импульсы подаются на расширители 9 и 10 1 Оимпульсов соответственно.Если, например, при уменьшейии фа"зового сдвига измеряемая величинаокажется в окресности А (положениестрелки 1 на фиг. За), короткие им-,15пульсы через расширители 9 и 10 импульсов, поступающие на входы элемента И 11, начинают перекрываться вовремени. На выходе элемента И 11 формируется импульс, который через элемент ИЛИ 5 поступает на счетный входтриггера б во втором канале, вызываяего дополнительное опрокидывание,от. е. фаза скачком изменяется на 180(положение стрелки 2 на Фиг. За) . 25Одновременно с выхода элемента И 1,1импульс поступает на второй вход индикатора 12, изменяя его показаниена 180 . Аналогично при увеличениифазового сдвига до зоны В (положение зострелки 3 на Фиг, За) происходитснова дополнительное опрокидываниетриггера и изменение измеряемой величины на 180 (положение стрелки 1 наоФиг. За),35При изменении фазового набега, например по синусоидальному закону,начиная с окрестности нуля (фиг.Зб),стрелка измерительного прибора отклоняется по траектории 1 - 2, в точке2 происходит переброс в положение 2и далее измерения осуществляются наодном участке шкалы без многократныхперебросов.Если фазовый набег изменяется в 45 широких пределах, например, в сторону увеличения, положение стрелки меняет" ся по траектории 1 - 3(см,фиг, За), затем осуществляется переброс из положения 3 в ч и добавление в резуль в тат измерения 180 , Далее происходит циклическое перемещение стрелки по траектории 4 - 3 и после каждогопереброса добавление 180 в индика оторе 12, т.е. имеется. возможность индицировать .фазовый набег в широкихпределах, практически неограничен",ных. При этом индикация возможна вцифровой форме,Широкопредельный фазометр позволяет измерять непрерывный фазовыйнабег практически в неограниченныхпределах и емкость счетчика при этомнет необходимости увеличивать. Крометого, схема, фазометра удобна длявыполнения ее на интегральных микросхемах и легко осуществить цифровойотсчет результатов измерения,Широкопредельный фазометр можетприменяться в качестве самостоятельного прибора в диапазоне низких частот или в качестве индикаторногоустройства фазометров с преобразованием частоты, в частности йзмерителейфазовых Флюктуаций,Формула изобретенияширокопредельный фазометр, содержащий в двух каналах последовательносоединенные ограничитель и формирователь, во втором канале, кроме того, триггер со счетным входом, а также- элемент И, измерительный триггер,входы которого соединены с выходамиформирователей, и индикатор, входкоторого соединен с выходом измерительного триггера, о т л и ц а ющ и и с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей в него введены элемент ИЛИ, дополнительный формирователь и два расши" рителя импульсов, причем один входэлемента И соединен с выходом формирователя в первом канале через первый расширитель импульсов, а второй входэлемента И соединен с выходом Формирователя во втором канале через соединенные последовательно элемент ИЛИ, триггер со счетным входом, дополнительный формирователь и второй расши" ритель импульсов, выход элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИи вторым входом индикатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 51 Й 250, кл. С О 1 й 25/00, 197 Й.2, Авторское свидетельство СССР Г 397851, кл. С 01 й 25/00, 1971.