Фазометр Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к фазоизме |рительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз гармонических сигналов при их импульсном характере, а также при измерении фаз непрерывных сигналов. при малом времени обращения к ним. Известен фазометр, позволяющий измерять фазу гармонических сигнало при их импульсном характере и испол зующий преобразование фазы cf во вре Менной интервал ДТ с последующим на хождением отношения &Т к периоду измеряемого сигнала Т э аналоговом виде l . Недостатком этого фазометра явля ется снижение точности измерений в области высоких частот диапазона из мерений за счет; уменьшения времени измерения.. - Наиболее близким к предлагаемоГ у по технической сущности и достигаемому результату является ,фазометр, содержащий формирователь последовательности импульсов ЬТ и Т, два интегратора, нуль-органы и триггеры. осуществляющие операцию дедения и преобразователь информации о фазе в цифровой вид (индикатор фазы), соединенный через блоК деления: с ин теграторам11 2 . Недостатком гхрототипа является снижение точности измерений в облас высоких частот диапазона, измерений за счет уменьшения периода Т сигнала и, еледовательно ЛТ, а сникающе точность измерений влияние напряже ния смещения нуля интеграторов возрастает. Цель изобретения - повышение точ ности измерений за счет обеспечения независимости времени интегрировани от частоты сигнала. Поставленная цель достигается те что фазометр, содержащий формирователь последовательности импульсов, первый и второй интеграторы, соединенные через блок деления с индикат ром фазы и триггер, снабжен тремя ждущими мультивибраторами, тремя элементами И, генератором импульса запуска и источником постоянного на пряжения, при этом первый выход формирователя -последовательности импульсов подключен к первым входам первого и второго элементов И, втор входы которых подключены к выходам первого и второго ждущих мультивибраторов соответственно, причем вход второго ждущего мультивибратора сое динен с вызсодом первого ждущего глультнвибратора, вход которого подключен к выходу генератора импульсов запуска, выходы первого и второго элементов И . подключены к Ьоответствующим входам триггера, выход которого подсоединен к входу третьего ждущего мультивибратора,пе вому входу третьего элемента И, вто рому входу первого интегратора и к входу запуска индикатора фазы, второй выход формирователя последовательности иглпульсов подключен к второму входу третьего элемента и, выход которого соединен с вторым входом второго интегратора, первые входы первого и второго интеграторов подключены к источнику постоя шого напряжения, а . третьи входы - к-выходу третьего ждущего мультивибратора. Введенные в схему фазометра новые элементы - первый и второй ждущие мультивибрс1торы и элемент И позволяют создать интервал времени интегрирования равный HI, причем и изменяется от 1 на низкочастотном краю диапазона до значения | | , где F вые высшая частота диапазона частот, РНИ - низщая частота.диапазона частот. Таким образом, время интегрирования практически становится независимым от частоты, генератор импульсов запуска определяет .начало времени интегрировсшия, а третий ждущий мультивибратор осуществляет сброс интеграторов, которые выполнены как интегр)аторы с запоминанием и сбросом. . На фиг.1 изобрагкена блок-схема фазометра; на фиг.2 - схема применяемого интегратора. Фазометр содержит формировате 1ь 1 последовательности импульсов, первый интегратор 2, второй интегратор 3, генератор 4 импульсов запуска, первый ждущий мультивибратор 5, второй ждущий мультивибратор 6, третий ждущий мультивибратор 1, первый элемент и 8, второй элемент и 9, третий элемент И 10, источник 11 постоянного напряжения, триггер 12, блок 13 делен-ия и индикатор 14 фазы (цифровой вольтметр). Интеграторы содержат дифференциальный операционный усилитель 15, резисторы 16-19 равного номинала, интегрирующий конденса.тор 20, ключи 21 и 22 интегрирования, ключ 23 сброса. При этом, формирователь 1. соединен по первому выходу с первыми входами элементов И 8 и 9 вторые входы которых соединены с выходами последовательно соединенных ждущих мультивибраторов 5 и 6, вход первого из которых подключен к генератору 4, выходы элементов И 8 и 9 подсоединены к триггеру 12, выход которого соединен с вторыми входами элемента И 10, интегратора 2 и индикатора 14, сигнальныйвход которого через блок 13 деления соединен с выходами интеграторов 2 и 3,. первые входы которых подключены к источнику 11, а третьи входы - к выходу ждущего мультивибратора 7, при этом второй выход формирователя 1 через элемент И 10. соединен с вторым входом интегратора 3. Фазометр /фиг.1) работает следую .щим образом. импульс с генератора 4 передним фронтом запускает первый мультивибратор 5, который вырабатывает импульс длительностью THJ,, 12 , где Тц. период низшей частоты диапазона изм рения. Этот импульс подается на вто рой вход первого элемента И 8 и одн временно на вход мультивибратора 6запускает его передним фронтом, при этом мультивибратор вырабатывает им пульс такой же длительности, как и мультивибратор 5. Импульс с выхода мультивибратора 6 подается на второй вход элемента И 9. На первые входы первого и второго элементов И 8 и 9 подаются короткие импульсы с первого выхода формирователя 1, период следования которых равен периоду входных сигналов фазометра. На выходы первого и второго элементов И 8 и 9 проходят те короткие импульсы, которые совпадают с импульсами на вторых рходах этих элементов И. Первый из мЗтаТГ ° °« первого элемента и 8 переводит триггер 12 в одно устойчивое состояние, первый короткий импульс с выхода второго элемента И 9 переводит триггер 12 в дру - ijfjrii JLCy J. В ДР roe устойчивое состояние. Таким образом, на выходе триггера 12 форг шруется импульс длительностью ПТ Этот импульс подается на второй вход (вход ключей 21 и 22 интегрирования) первого интегратора 2, первый вход третьего элемента И 10 и передним фронтом он запускает мультивибратор 7, а задним - индикатор 14. На втоРОЙ вход третьего элемента и 10 подается импульс с второго выхода форми.ователя 1 /а длительностью, равной ip м ..bRj, равной 4Т и на выход ее пройдут только м йм пульсов, которые подаются на второй вход вход ключей 21 и 22 интегрирования второго интегратора 3. На первые сигнальные) входы первого и второго интеграторов 2 и 3 от источника 11 подано напряжение U , так как постоянные времени С интеграторов 2 и 3 выбраны одинаковыми, на выходе второго интегратора появляется напряжение, равное на выходе первого интегратора 2ai м Результат деления этих напряжен с на ЦИФРОВОЙ вольтметр 14, отградуированный в единицах фазы. Сброс интеграторов 2 и 1 nSeJ следующим циклом измерения осуществляется задним фронтом импульса мультивибратора 7 КОТОРЫЙ подается а третьи входы (входы ключа 23 сброса) первого-и второго интеграторов 2 и 3 Режим работы интеграторов характеризуется следующим состоянием ключейрежим интегрирования - ключи 21 и 22 замкнуты, ключ 23 разомкнут; режим запоминания - все ключи разомкнуты режим Сброса - ключи 21 и 22 JaloMKнуты, ключ 23 замкнут. Разомк интегрирования в предлагае-мом фазометре при любом диапазоне чacтoт измерения меняется не более чем в два раза, в то время в прототипе (базовом Объекте оно изменяется настолько раз, в сколько высшая часота диапазона измерения больше низей частоты, например, при часто ом иапазоне 10 время интегрирования 19 раз по сравнению с ° приводит к возастанию погрешностей за счет смете- пр интегратора. Эта norpSI ScTb a3 ;S:Se ° ° «

-0Ллг.

ФАЗОМЕТР, содержащий формирователь последовательности импульсов, первый и второй интеграторы, соединенные через блок деления с индикатором фазы, и триггер, о л. и ч а ю ад и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет обеспечения независимости времени интегрирования от частоты, он снабжен тремя ждущими мультивибраторами, тремя элементс1ми И, генератором ш шульса запуска и источником постоянного напряжения, при этом первый Iвыход формирователя послеповательнос-. ти импульсов подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входа которых подключены к выходам первого и второго ждущих мультивибраторов соответственно,причем вход второго ждущего мультивибратора соединен с выходом первого ищущего мультивибратора, вход которого подключен к выходу генератора импульсов запуска, выходы первого и второго элементов И подключены к соответствукицим входам триггера, выход которого подсоединен.к входу третьего ждущего глультивибратора,первому входу третьего элемента И, второму входу первого интегратора и к входу запуска индикатора фазы, второй выход формирователя последовательности импульсов подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго интегратора, первые (ВХОДЫ первого и второго интеграторов подключены к источнику постоянного напряжения а третьи входы - к выходу третьего ищущего мультивибратора. СЛ 00 | о