Измеритель разности фаз с преобразованием частоты Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

25

Изобретение относится к электро- адиоизмерительной технике и может ыть использовано при разработке фа- зометрических устройств.

Цель изобретения - повышение точ- 5 ости измерения разности фаз за счет сключения узкополосных фильтров и огрешностей измерения, связанных с этими фильтрами, а также за счет изменения цепей управления перестраива- 10 емого гейератора.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема измерительного блока.

Измеритель разности фаз содержит t5 два стробоскопических преобразователя 1 и 2, первые входы которых являются входами измерителя, а вторые входы соединены с выходами управляемого генератора 3, вход которого 20 подключен к выходу одного из стробоскопических преобразователей, два дополнительных усилителя-ограничителя 4 и 5, входы которых соединены с соответствующими стробоскопическими преобразователями, а выходы через фильтры 6 и 7 - к усилителям-ограничителям 8 и 9 соответственно, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 10, подключен ньш к выходам усилителей-ограничите- 30 лей 4 и 8, второй элемент ИСКШОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, подключенный к выходам усилителей-ограничителей 5 и 9, преобразователь 12 фаза - интервал времени, соединенный с выходами усилителей- 35 ограничителей 8 и 9, измерительньй блок 13, соединенный с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11 и выходом преобразователя 12 фаза - интервал времени.40

Измерительный блок 13 содержит три элемента 14, 15 и 16 совпадения, входы которых соединены с генератором 17 импульсов, три счетчика 18, 19 и 20, входы которых соединены с соот- ветствующими элементами 14, 15 и 16 совпадения, а выходы счетчиков - с арифметическим блоком 21, соединенным с индикаторным блоком 22, времязадаю- щий блок 23, соединенный с генерато- О ром 17 импульсов, со счетчиками 18, 19 и 20, арифметическим блоком 21.

Устройство работает следующим образом.

Входные сигналы частотой f, фазо- 55 вый сдвиг Cf между которыми нужно измерить, поступают на первые входы стробоскопических преобразователей

1 и 2, на вторые входы которых поступают короткие импульсы частотой f с выходов управляемого генератора 3, Последний перестраивается сигналом с выхода стробоскопического преобразователя 1 таким образом, чтобы преобразованная-частота fnp сигналов на выходах стробоскопических преобразователей 1 и 2 была постоянной и определялась вьфажениями:

либо

fг7|, fc- nfp

Пр 1П

где п - номер гармоники частоты fr , на которой происходит преобразование на.нижней либо на верхней боковой частоте соответственно.

Выходные сигналы стробоскопических преобразователей 1 и 2 частотой fnp подаются на дополнительные усилители ограничители 4 и 5 соответственно. Импульсные сигналы с выходов усилите- .рей-ограничителей 4 и 5 поступают на фильтры 6 и 7, а также на элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11 соответственно. Сигналы частотой fpp с выходов фильтров 6 и 7 подаются на усилители-ограничители 8 и 9. Импульсы с выходов усилителей-ограничителей подаются на преобразователь 12 фаза - интервал времени. Импульсные сигналы, длительность которых пропорциональна измеряемому фазовому сдвигу входных сигналов, поступают с преобразователя 12 на измерительный блок 13. В длительности выходного сигнала преобразователя 12 фаза - интервал времени йср содержится информация об измеряемом фазовом сдвиге ср и фазовых сдвигах, вносимых фильтрами 6 и 7

( q , Ч г ) . I

Импульсные сигналы с выходов эле- ,ментов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11, длительность которых пропорциональна фазовым сдвигам 9, и cp,j , вносимым фильтрами 6 и 7 соответственно, поступают также в измерительный блок 13.

В измерительном блоке 13 осуществляется преобразование в еменных ин- .тервалов с выходов преобразователя 12 сдвига фаз в интервалы времени и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11, в количество импульсов, пропорциональное соответствующим фазовым сдвигам UQ , ср, , ср (квантование интер31257559

алов времени), их кодирование и выисление результата измерения в сответствии с алгоритмом

в в в и д т вы об до те вы J не ни че ре ог и КЛ со ог

-4),.

Измерительньш блок 13 целесообразно выполнить по схеме, представленной на фиг.2, Фазовые интервалы, по-- ступающие с элементов 10, 11 преобразователя 12 фаза - интервал- йр еме- 10 ни, заполняются импульсами высокой частоты генератора 17 импульсов в . элементах 14, 15 и 16 совпадения, по истечении некоторого времени, определяемого заполнением времязадающего 5 блока 23, арифметический блок 21/в соответствии с заданным алгоритмом работы считывает измерительную информацию со счетчиков 18, 19 и 20 (коды N.,™ N,

дсрт qi, N(pj) суммирует ее с учетом знака компенсации и вьщает код отсчета

q 360 ( |2)

о

на индикаторный блок 22 (N объем делителя блока 23), последняя операция при выборе NO 36010 может отсутствовать. Счетчики 18, 19 и 20 устанавливаются затем в исходное - (нулевое) состояние, и сигналом от блока 23 цикл измерения повторяется.

Такая структура измерительного блока 13 наиболее полно реализует возможности предлагаемого устройства.

20

2S

30

так как обеспечивает точное гфеобра- второй и третий счетчики, первый.

зование интервалов времени в кбд, а коррекция результата измерения в s арифметическом устройстве 21 не сопровождается дополнительными погрешностями.

Формула изобретения

40

второй и третий элементы И, первы входы которых являются соответств но вторым, первым и третьим входам измерительного блока, вторые входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов и вход времязадающего блока, первый выход которого соединен с управляющим в дом арифметического блока, а второ выход - с установочными входами пе го, второго и третьего счетчиков, счетные входы которых подключены с ответственно к выходам первого, вт рюго и третьего элементов И, а вых ды - соответственно к первому, вто рому и третьему входам арифметичес го блока, выход которого соединен входом индикаторного блока.

1. Измеритель разности фаз с преобразованием частоты, содержащий два стробоскопических преобразователя, первые входы которых являются входами измерителя, а вторые входы соединены с выходами управляемого генератора, вход которого соединен с выхо- дом одного из стробоскопических преобразователей, два фильтра, выходы которых соединены с входами усилите

- 10 5

20

2S

30

лей-ограничителей, первьй и второй входы преобразователя фаза - интервал времени соединены с выходами усилителей-ограничителей, первый вход измерительного блока соединен с выходом преобразователя фаза - интер- вал времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, введены два дополнительных усилителя-ограничителя, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами измерительного блока, выход первого стробоскопического преобразователя соединен через первый . дополнительный усилитель-ограничитель с входом первого фильтра и первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соеди- J нен с выходом первого усилителя-ограничителя, выход второго стробоскопического .преобразователя соединен через второй дополнительный усилитель- ограничитель с входом второго фильтра и первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с-выходом второго усилителя ограничителя.

V

2. Измеритель по п.1, о т л и - чающийся тем, что измеритель- ньш блок содержит генератор импульсов, времязадающий блок, арифметический блок, индикаторньй блок, первый.

второй и третий счетчики, первый.

второй и третий элементы И, первые входы которых являются соответственно вторым, первым и третьим входами измерительного блока, вторые входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов и входу времязадающего блока, первый выход которого соединен с управляющим вхо- дом арифметического блока, а второй выход - с установочными входами перво го, второго и третьего счетчиков, с. счетные входы которых подключены соответственно к выходам первого, втр- рюго и третьего элементов И, а выходы - соответственно к первому, второму и третьему входам арифметического блока, выход которого соединен с входом индикаторного блока.

Редактор М.Петрова

Составитель В.Шубин

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимипшнец

Заказ 4913/43Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

cpus.Z

Изобретение относится к электро- радиоизмерительной технике и может 0 быть использовано при разработке фазометрических устройств. Цель изоб- ретения - повышение точности измерения. Устройство содержит стробоскопические преобразователи 1 и 2, управ- ляемь генератор 3, фильтры 6 и 7, усилители-ограничители 8 и 9, преобразователь 12 фаза - интервал времени и измерительный блок 13. Введение усилителей-ограничителей 4 и 5 и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11 с образованием новых связей между элементами устройства исключают узкополосные фильтры и погрешности измерения, связанные с этими фильтрами, - и изменяют цепь управления перестраиваемого генератора. 2 кл. с (Л tc СП sl СП ел со