Цифровой фазометр Советский патент 1986 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении мгновенного значения угла сдвига фаз двух электрических сигналов.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений за счет сокращения времени измерения до двух периодов входного сигнала и использования стабильного генера- тора импульсов.

На чертеже представлена структурная схема фазометра.

Фазометр содержит формирователи 1 и 2, счетчик 3 импульсов, вспомо- гательный счетчик 4 импульсов, делитель 5 частоты, управляемый делитель 6 частоты, электронные ключи 7 и 8 и генератор 9 импульсов.

Шина опорного сигнала U через последовательно включенные.первый формирователь 1, первый электронный ключ 7, управляемый делитель 6 частоты подключена к входу счетчика 3 импульсов.

Генератор 9 импульсов подключен к второму входу первого ключа .7 и через последовательно включенные делитель 5 частоты, второй электронный ключ 8, вспомогательньй счетчик 4 импульсов к управляющим входам управляемого делителя 6 частоты. Вход измеряемого сигнала U через второй формирователь 2 соединен с первым входом второго электронного ключа 8 и третьим входом первого электронного ключа 7.

Формирователи 1 и 2 предназначены для выделения временных интервалов, соответствующих моментам перехода исследуемого V и опорного U(j сигналов через нулевые значения. Вспомогательный счетчик 4 используется для задания в соответствии с измеренным периодом исследуемого сигнала величины коэффициента деления К ил управляемого делителя 6 частоты. Последний обеспечивает формирование последовательности импульсов, частота которых fn и Кцо, раз меньше частоты f, генератора 9 импульсов . Счетчик 3 импульсов служит для формирования результата измерения сдвига фаз в цифровой форме. . Электронные ключи 8 и 7 управляют подачей счетных импульсов соответственно на входы вспомогательного сче

5

0

5

чика 4 импульсов и управляемого делителя 6 частоты.

В исходном состоянии перед началом измерения ключи 7 и 8 закрыты, счетчики 3 и 4 импульсов в управляемый делитель 6 частоты установлены в нулевое состояние (цепи установки в исХ одное состояние на чертеже не показаны).

Фазометр работает следующим образом.

Пусть UQ отстает от Uj, на угол q . Измерение сдвига фаз выполняется в два такта. В первом такте происходит измерение периода исследуемого сигнала путем заполнения счетчика 4 импульсов импульсами с выхода делителя 5 частоты, имеющего постоянный коэффициент деления Ка. При этом формирователь 2 вырабатывает положительный прямоугольный импульс, длительность которого соответствует длительности положительной полуволны исследуемого сигнала. Этим импульсом открывается ключ 8, и в счетчике 4 импульсов записывается число N, равное

30

м П S -- --T К Т

т J jr

d

0

0

5

где К, - коэффициент отношения f(-/2fa.

Код числа N с разрядных выходов счетчика 4 импульсов поступает на 5 входы управления коэффициентом делет ния управляемого делителя 6 частоты. .В результате этого в первом такте фактически происходит подготовка управляемого делителя 5 частоты к измерению сдвига фаз.

Во втором такте прямоугольные импульсы с выходов формирователей 1 и 2 поступают на управляющие входы

5

электронного ключа 7 и открывают этот ключ на время f , соответствующее фазовому сдвигу между исследуемым U, и опорным Up сигналами. При этом на выходе управляемого делителя 6 частоты формируются импульсы, частота которых прямо пропорциональна частоте входных импульсов f|. и обратно пропЬрциональна коэффициенту деления управляемого делителя 6 частоты

О

KUO - KjT. в результате этого за время в результирующем счетчике 3 импульсов записывается число N., равное

f - -к УЗ

fr ffZKa.

- -.- о -

к,, т

f.-T

к -|-. Кс|..

Количество импульсов Ng, прямо пропорционально сдвигу фаз. Формула изобретени

Цифровой фазометр, содержащий счетчик импульсов, первый формирователь, вход которого подключен к шине опорного сигнала, а выход - к первому входу первого электронного ключа, второй вход которого соединен с входом делителя частоты и выходом генератора импульсов, второй формирователь, вход которого соединен с шиной исследуемого сигнала.

Редактор И.Горная

Составитель В.Шубин Техред Н.Глущенко

Заказ 6829/41Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

а выход - с третьим входом первого электронного ключа и первым входом второго электронного ключа, отличающийся тем, что, с целью

повышения быстродействия и точности измерений, в него введены вспомогательный счетчик и управляемый делитель частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, счетный вход - с выходом первого электронного ключа, а входы управления коэффициентом деления - с разрядными выходами вспомогательного счетчика, счетный вход

KOToptSro подключен к выходу второго электронного ключа, второй вход которого соединен с входом дели- теля частоты.

Корректор В.Бутяга

Изобретение может быть использовано при измерении мгновенного значения угла сдвига фаз двух электрических сигналов. Целью изобретения является повьшение быстродействия и точности измерений. Для достижения этой цели в цифровой фазометр введены вспомогательный счетчик 4 и управляемый делитель 6 частоты. Цифровой фазометр содержит также формирователи 1 и 2, счетчик 3 импульсов, делитель 5 частоты, электронные ключи 7 и 8 и генератор 9 импульсов. Данный цифровой фазометр позволяет сократить время измерений до двух периодов входного сигнала. 1 ил. (f) ю Nj 00 со /к. у