Способ визуального отображения и измерения разности фаз Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 

1 1

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для измерения и наблюдения быстро изменяющейся или постоянной разности фаз двух сигналов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности исследования временных характеристик измене-, ния фазы.

Техническая эффективность изобретения состоит в том, что появляется отсутствовавшая ранее возможность исследования временных характеристик сдвига фаз при исследовании переходных и нестационарных процессов. Такие исследования необходимы при создании и отработке импульсных фазометров, работающих в ограниченном диапазоне частот, содержащих в своем составе узкополосные элементы (фильтры, линии задержки и т.п.), время установления фазы колебаний в которых может существенно влиять на точ.ность измерений.

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство, реализующее способ, содержит усилители-ограничители 1 и 2, дифференцирующие цепи 3 и 4, генератор В пилообразного напряжения, трубку 6 электронно-лучевую, генератор 7 горизонтальной развертки, вспомогательный генератор 8 прямоугольных импульсов и дифференцирующую цепь 9.

Усилитель-ограничитель 1 через последовательно соединенные дифференцирующую цепь 3 и генератор 5 пилообразного напряжения подключен к вертикальным отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки 6, усилительограничитель 2 через дифференцирующую цепь 4 подключен к модулятору электронно-лучевой трубки 6. Генератор 7 горизонтальной развертки подключен к горизонтальньм отклоняющим пластинам трубки 6, а вспомогательный генератор 8 своим входом подключен к выходу усилителя-ограничителя 1, а выходом через дифференцирующую цепь 9 - к модулятору электроннолучевой трубки 6.

Способ визуального отображения иизмерения разности фаз реализуется с помов1ью устройства следующим образом (см. фиг i1).

62632

Исследуемые синусоидальные напря. жения tti и tLz. подают на усилителиограничители 1 и 2, после чего эти напряжения приобретают форму прямоугольных импульсов той же. частоты ( и,и Ui ) После дифференцирования одностороннего ограничения цепями 3 и 4 из напряжений и UT. формируются короткие импульсы, соответствующие

O моментам перехода исследуемых напряжений через нуль в сторону возрастания напряжения ( U, и Uj, ) . Интервал по времени между передними фронтами этих импульсов соответствует сдвигу

5 фаз между напряжениями DI и Uj .

Импульсами напряжения U синхро.низируют генератор пилообразного напряжения 5, а напряжение Uj с него подают на вертикальные отклоняющие

0 пластины электронно-лучевой трубки 6. Частоту напряжения U устанавливают равной частоте исследуемых напряжений. Началу развертки луча соответствует момент перехода через нуль

5 напряжения 0л (см.фиг.2).

Напряжение от генератора горизонтальной развертки 7 подают на горизонтальные пластины трубки 6, период развертки устанавливают соизмеримым

0 с длительностью процесса изменения . фазы.

Импульсы напряжения U2 .подают на модулятор яркости трубки 6. Очевидно, что при разности фаз между напряже ниями Ц.Д и и2.У О подсветка луча будет совпадать с моментом начала вертикальной развертки, а по мере увеличения сдвига фаз яркостная отметка будет перемещаться по экрану трубки вверх и при р 360 достигнет

максимального удаления от начала развертки. Проградуировав экран в единицах сдвига фаз, можно отсчиты,вать разность фаз для каждого из периодов исследуемых напряжений (при периоде горизонтальной развертки, значительно большем периода, вертикальной разв(ертки) .

Для повьпиения удобства отсчета значений фазы и наблюдения за ее изменениями в состав устройства введены генератор прямоугольных импульсов О и дифференцирующая цепь с ограничителем 9.

Частоту следования импу.гп.соп напряжения Uft , вырабатываемого генератором 8, устанавливают кратной частоте исследуемого напряжения и

3

синхронизируют напряжение Ji, напряжением Ui Дифференцированные и односторонне ограниченные импульсы напряжения подают на модулятор яркости луча трубки 6 для создания Горизонтальных яркостных линий, отстоящих друг от друга на одинаковых расстояниях, образующих масштабные линии, соответствующие постоянным значениям разности фаз. Так, при

76263

частоте следования им11ульсов нап1)яжения Ц) , превышающих частоту напряжения Ui в i .раза, на экране трубки наблюдается пять вертикальных линий (см. фиг.2), расположенных на расстояниях, соответствующих сдвигам фаз 90. Изменяя частоту генератора 8, можно измерять значения разности фаз между масштабными линиями в нужных пределах

СПОСОБ ВИЗУАЛЬНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ, заключаюпщйся в том, что исследуемые сигналы усиливают, ограничивают, дифферендируют, модулируют яркость луча, электронно-лучевой.трубки, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности исследования временных характеристик изменения фаз, вертикальное отклонение луча осуществляют пилообразным напряжением, период следования которого устанавливают равным периоду исследуемых сигналов, синхронизацию которого осуществляют дифференцированным и оГраниченнь1м первым сигналом, а яркость луча трубки модулируют дифференцированным вторым сигналом, при этом горизонтальное отклонение луча трубки осу§ ществляют генератором пилообразного (Л напряжения, период следования которого устанавливают соизмеримым с длительностью процесса изменения разности баз. и,} и О5 ю Oi СО

Ui

/

/X /

Ut