Фазометр

Союз Советск ихСоциапистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 940085(6 ) Дополнительное к авт. свил-ву(22)Заявлено 22,12,80 (2) 3219632/18-21с присоелиненнем заявки лйна аеаем нзаеретеннй н атервтн(54) ФАЗОМЕТР 1Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в автоматических измерительных системах с большим числом источников информации на вхо 5 де, а также для исследования изменения фазового сдвига во времени путем осуществления его непрерывного контроля.Известны фазометры, осуществляющие измерение фазового сдвига эа один период, содержащие формирователи коротких импульсов, триггеры, элементы совпадения, генератор импульсов и электронные счетчики11.Однако для большинства иэ них;характерны ограниченный частотный диапазон, необходимость настройки при изменении частоты исследуемого сигнала, зависимость погрешности га измерения от стабильности какого- либо опорного источника. Перечисленные недостатки не позволяют применять эти фазометры в автоматических системах с большим числом источниковинформации на входе при условииизменения частоты исследуемых сигналов в некотором диапазоне,Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь фазового сдвига во временной интервал, одержащий источник опорного напряжения, три триггера, два формирователя коротких импульсов, выход одного из ко торых подключен к первому входу первого триггера, а выход другого - ко второму входу первого триггера и к счетному входу второго триггера, два интегратора, три ключа, входы второго и третьего ключей соединены с выходами второго триггера а выходы первого и второго ключей соединены со входами интеграторов, выход источника опорного напряжения соединен с информационными входами первого и второго ключей инпертор,.выход которого соединен со входом третьего ключа, и40085 25 зо 35 4 О 3, 9детектор нуля, вход которого соединен с выходом первого интегратора,авыход - с одним из входов третьеготриггера, второй вход которого соединен с выходом второго триггера.Это устройство позволяет измерятьфазовый сдвиг независимо от частотыисследуемого сигнала, при этом точность измерения не зависит от стабильности опорного источника напряжения 12,Однако несмотря на указанные достоинства ему присущ ряд недостатков: во-первых, измерение фазовогосдвига осуществляется не за один,а за два периода сигнала, во-вторыхпо окончании замера не осуществляется автоматическая подготовка устройства к проведению очередного замерав следующем периоде, для чего необходимо разрядить до нуля интегратор,Указанные недостатки приводят к тому, что известное устройство нельзяиспользовать для непрерывного контроля Фазового сдвига, а в случаеиспользования его в составе автоматической измерительной системы сбольшим числом источников информации на входе общее время измеренияувеличивается минимум в два раза.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет измерения и регистрациирезультата за один период исследуемого сигнала.Поставленная цель достигается темчто в фазометр, содержащий источникопорного напряжения, два триггераи два формирователя коротких импульсов, выход одного из которых подклю"чен к первому входу первого триггера, .а выход другого - ко второмувходу первого триггера и к счетномувходу второго триггера, два интегратора, три клюца, входы второгои третьего ключей соединеныс выходами второго триггера,а выходы первого и второго ключейсоединены со входами интеграторов,, выход источника опорного напряжениясоединен с информационными входамипервого и второго ключей, введеныдва элемента совпадения, третий ичетвертый формирователи коротких импульсов, пять ключей, два интегратора и аналоговый делительный блок,причем выход первого триггера соединен с первыми входами элементовсовпадения, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно первого и четвертого ключей,первый выход второго триггера соединен со вторым входом второго элементасовпадения, со входом третьего формирователя коротких импульсов и с управляющими входами пятого и восьмогоключей, второй выход второго триггерасоединен со вторым входом первого элемента совпадения, со входом цетвертого формирователя коротких импульсови с управляющими входами шестого иседьмого ключей, выход источникаопорного напряжения соединен с информационными входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с первыми входами соответственновторого и третьего интеграторов,которые подключены выходами к информационным входам соответственно шестого, седьмого ключей, выходтретьего Формирователя коротких импульсов соединен со. вторыми входами первого и четвертого интеграторов, выход четвертого формирователя коротких импульсов соединен со вторымивходами второго и третьего интеграторов, выходы пятого и шестого ключейсоединены с первым, а выходы седьмогои восьмого ключей - со вторыми входами аналогового делительного. блока, выходы первого и цетвертого интеграторов соединены соответственно со входами пятого и восьмого ключей.На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого фазометра; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений в соответствующих точках Фазометра, работающего в режиме непрерывного измерения Фазы за каждый период исследуемого сигнала.Фазометр содержит первый и второйформирователи 1 и 2, первый и второйтриггеры 3 и 4, первый и второй элементы 5 и б совпадения,истсцник 745опорного напряжения, первые четыреключа 8-11, четыре интегратора 12- 15,вторые четыре ключа 1 Ь, аналоговыйделительный блок 20, третий и четвертый формирователи 21 и 22 короткихимпульсов,Первый вход фазометра через первыйформирователь 1 соединен с первымвходом первого триггера 3. Второйвход фазометра через второй формирователь 2 соединен со вторым входом .первого триггера 3 и со счетным входом второго триггера 4. Выход истоц-ника 7 опорного напряжения соединенПри использовании предлагаемогофазометра в составе автоматическихизмерительных систем с большим числом источников информации 1пракимтически равно Т, так какТ Т15бТ - ,=ТикоЭто позволяет по сравнению с известным устройством, где измерение и ре-.гистрация осуществляются за два периода, как минимум вдвое повысить20 эффективность автоматической измерительной системы,Другим достоинством предлагаемогофазометра является возможность егоиспользования для чепрерывного изме 25 рения фазового сдвига в каждом изпериодов исследуемого сигнала, которая достигается за счет проведения в конце каждого периода автоматической подготовки схемы для осу 3 О ществления замера в следующем периоде,Формула изобретенияфазометр, содержащий источник опорного напряжения, два триггера и два формирователя коротких импульсов, выход одного из которых подключен к первому входу первого триггера, а выход другого - ко второму входу первого триггера и к счетному входу второго триггера, два интегратора и три ключа, входы второго и третьего ключей соединены с выходами второго триггера, а выходы первого и второго ключей соединены со входами интеграторов, выход источника опорного напряжения соединен с информационными входами первого и второго ключей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциойальных возможностей, в него введены два элемента совпадения, третий и. четвертый формирователи коротких импульсов, пять ключей, два интегр". - тора и аналоговый делительный блок, причем выход первого триггера соединен с первыми входами элементов совпадениявыходы которых соединены с управляющими входами соответ 7 9 Й 0085мощью формирователей 21 и 22 короткйхимпульсов сигналами Уц и У 1 , которые подаются на вторые ( управляю -щие) входы интеграторов, осуществляется разряд пары интеграторов,выходы которой в данном периоде подключены ко входам аналогового делительного блока 20. Тем самым даннаяпара интеграторов подготавливаетсяк формированию результата измеренияв следующем периоде.На выходе аналогового делительного блока 20 формируется сигнал Ньж,равный в одном периоде отношениюсигналов , в последующемч.Ч,ц. узатем опять " и т,д.кТаким образом,Уоп ЮЦт 9Вы -Ч тс) т 2 ат 2 ГИз этой формулы вытекает., что= 2 Р Чь,д, а значит результатизмерения не зависит от частоты сигналов Ч и Ч и от стабильностинапряжения Чрл на выходе источника/ опорного напряжения, Так как впервом периоде ко входу аналоговогоделительного блока 20 подключаетсяпара интеграторов, на которой ещене успел сформироваться результат,то в этом периоде результат измерения не регистрируется. Для управления режимом регистрации результата измерения могут использоваться сигналы Уо и Ч 1 с выходов35формирователей 21 и 22, сигнализирующие об окончании очередного периода, а следовательно, об окончанииформирования результата измерения наодной иэ пар .интеграторов,Преимуществом предлагаемого фазо- О4 Ометра является то, что он наряду ссохранением всех достоинств извест.ного устройства (независимость результата измерения от частоты исследуемого сигнала и отсутствие влияния стабильности источника опорногонапряжения на точность измерения)позволяет обеспечивать за один период и измерение, и регистрацию результата, причем время .регистрацииравно длительности периода исследуемого сигнала. Это достигается засчет организации двухтактного режима работыпри котором происходитсовмещение процессов измерения и регистрации во времени посредствомпроведения по одному каналу измерения, а по другому регистрации результата, полученного в предыдущем периоде. В результате общее время измерения и регистрации равняется . Тп+1), где и - число замеров, а время проведения одного замера9 94008 ственно первого и четвертого ключей, первый выход второго триггера соединен со вторым входом второго элемента совпадения, со входом третьего формирователя коротких импульсов 5 и с управляющими входами пятого и восьмого ключей, второй выход второго триггера соединен со вторым входом первого элемента совпадения, со входом четвертого форми рователя коротких импульсов и с управляющими входами шестого и седьмого ключей, выход источника опорного напряжения соединен с информационными входами третьего и четвер того ключей, выходы которых соедине ны с первыми входами соответственно второго и третьего интеграторов,подключенных выходами к информационным входамсоответственно шестого, седь о мого ключей, выход третьего Формирователя коротких импульсов соединен 5 10со вторыми входами первого и четвертого интеграторов, выход четвертого формирователя коротких импульсов соединен со вторыми входами вто" рого и третьего интеграторов,выходы пятого и шестого ключей соединены с .первым, а выходы седьмого и восьмого ключей со вторыми входами аналогового делительного блока, выходы первого и четвертого интеграторов соединены соответственно со входами пятого и восьмого ключей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вишенчук И.М. и др. Электро"механические и электронные Фазометры,Госэнергоиздат, 1962.2, Авторское свидетельство СССРИ 678666, кл, 6 03 й 25/00,03.12,У 6.940085 АВс оставитель Н,Агееваехред И.Гергель Кор ктор И,актор Н.Чубелк 4661/67 Тираж 717 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушскЗаказ Подписноеета СССР открытийая наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.,ужгород, ул, Проектная