Устройство для измерения сдвига фаз Советский патент 1987 года по МПК H03M1/64 G01R25/00 

1133

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении сдвига фаз двух сигналов.

Цель изобретения повышение точности измерения вблизи отметок О и 18(.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения сдвига фаз,

Устройство содержит два формирователя-ограничителя 1 и 2, входы которых являются входами устройства,

блок 3 задержки сигнала, информацион-- 15 мися к началу каждого периода на ный вход которого соединен с выходом формирователя-ограничителя 2, ключ 4, управляющий вход которого подключен к выходу блока 3 задержки, а информа- ционньй - к вькоду формирователя-ог- 20 раничителя 1, два идентичных активно- индуктивных элемента 5 и 6, причем вход первого активно-индуктивного элемента 5 подютючен к выходу формирователя-ограничителя 1, а вход ВТО- 25 рого активно-индуктивного элемента 6 - к выходу ключа 4, Устройство содержит также кольдевой диодный коммутатор 7, одна диагональ которого подключена к двум активно-индуктивнакопительных конденсаторах интег тора 8, Изменение направлений ток и i,, определяет моменты перекл чения ключей кольцевого диодного коммутатора 7. Режим работы кольц го диодного коммутатора 7 обеспеч ет следующее: ток i положительно направления заряжает первый накоп тельный конденсатор интегратора В а ток i 2 отрицательного направлен разряжает этот конденсатор, форми напряжение U ; ток i. положитель го направления заряжает второй на пительный конденсатор интегратора

30 а ток 1 отрицательного направлен разряжает его, формируя напряжени и .Переходный процесс по схеме дл ся до того момента, когда на кажд из накопительных конденсаторов ин гратора 8 интегральное значение т ка заряда и интегральное значение ка разряда станут равными. При эт на выходе интегратора 8 устанавли ется напряжение U, которое однозн

ным элементам 5 и 6, к другой диагонали которого подключен интегратор В., к выходу которого подсоединен преобразователь 9 напряжения в код, а также первый вход компаратора 10, второй вход которого подк,шочен к выходу источника 11 опорного напряжения, Первый выход компаратора 10 подключен к корректирующему входу преобразователя 9 напряжения в код, а второй о но определяется разностью фаз jw выход - к управляющему входу блока 3 подается на преобразо9 напряжения в

задержки; выход преобразователя 9 напряжения в код соединен с регистратором 12.

Сигналы одинаковой частоты, но с разными фазами Ч и t/ , поступая в формирователи-ограничители 1 и 2, преобразуются в них в переменные напряжения и и и прямоугольной формы одинаковой амплитуды с теми же фазами If и 1/ . Напряжение U обеспечивает ток i по активно-индуктивному элементу 5, а также используется для управления ключом 4. Напряжение Uj после формирователя-ограничителя 2 в интервалы времени, соответствующие открытому состоянию ключа 4, обеспечивает ток ij по второму активно-индуктивному элементу 6. Закон изменеватель У напряжения в код и регистр тор 12, Уровень напряжения источника 11 опорного найряжения равен вел 45 чине напряжения, формирукщегося на в ходе интегратора 8 при сдвиге фаз на 20 (или 180 + 20°). При меньшем сдвиге фаз сигнал с второго выхода компаратора 10 подается на блок 3 з держки, чем обеспечивается задержка сигнала через второй формирователь- ограничитель 2 на 40°, Одновременно с первого выхода компаратора 10 сигнал в виде напряжения иU, соответст вующего разности фаз 40, подается на корректир-ующий вход преобразователя 9 напряжения в код. Этот сигнал учитывается преобразователем напряжения в код

50

55

ния тока 1 определяется напря :ением и 5 моментами изменения полярности этого напряжения; параметрами активНС-индуктивного элемента 5 и напряже ниями и ни, сформировавшимися к началу каждого периода на накопительных конденсаторах интегратора 8, Закон изменения тока 1. определяется

напряжением U. , моментами изменения полярности этого напряжения, параметрами второго активно-индуктивного элемента 6, состоянием ключа 4 и напряжениями U и U, сформировавшимися к началу каждого периода на

накопительных конденсаторах интегратора 8, Изменение направлений токов и i,, определяет моменты переключения ключей кольцевого диодного коммутатора 7. Режим работы кольцевого диодного коммутатора 7 обеспечивает следующее: ток i положительного направления заряжает первый накопительный конденсатор интегратора В, а ток i 2 отрицательного направления разряжает этот конденсатор, формируя напряжение U ; ток i. положительного направления заряжает второй накопительный конденсатор интегратора 8,

мися к началу каждого периода на

а ток 1 отрицательного направления разряжает его, формируя напряжение и .Переходный процесс по схеме длится до того момента, когда на каждом из накопительных конденсаторов интегратора 8 интегральное значение тока заряда и интегральное значение тока разряда станут равными. При этом на выходе интегратора 8 устанавливается напряжение U, которое однознач

9 напряжения в

ватель У напряжения в код и регистратор 12, Уровень напряжения источника 11 опорного найряжения равен вели- чине напряжения, формирукщегося на выходе интегратора 8 при сдвиге фаз на 20 (или 180 + 20°). При меньшем сдвиге фаз сигнал с второго выхода компаратора 10 подается на блок 3 задержки, чем обеспечивается задержка сигнала через второй формирователь- ограничитель 2 на 40°, Одновременно с первого выхода компаратора 10 сигнал в виде напряжения иU, соответствующего разности фаз 40, подается на корректир-ующий вход преобразователя 9 напряжения в код. Этот сигнал учитывается преобразователем напряжения в код

формирования выходного параметра.

Использование блока задержки и компаратора отличает предлагаемое устройство от известного, так как увеличивается точность измерения в диапазонах разности фаз двух сигналов + 20 и 180 ± 20. Это позволяет расширить возможности применения предлагаемого устройства для измерения сдвига фаз двух сигналов.

Формула изобретения

Устройство для измерения сдвига фаз, содержащее два формирователя-ограничителя, входы которых являются входами устройства, первый активно- индуктивный элемент, присоединенный к выходу первого формирователя-ограничителя, ключ, соединенный информационным входом с выходом первого формирователя-ограничителя, второй активно-индуктивный элемент, вход которого соединен с выходом ключа, кольцевой диодньй коммутатор, одна диагональ которого подсоединена к выходам двух активно-индуктивных элементов, а другая диагональ соединена с интегратором, выход которого соединен с преобразователем напряжения в код, последовательно соединенным с регистратором, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения вблизи отметок О и 180 , в него введены блок задержки, информационный вход которого соединен с выходом второго формирователя-ограничителя, а выход - с управ- |Ляющим входом ключа, источник опорного напряжения и компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегратора, а второй вход - с источНИКОМ опорного напряжения, первый выход компаратора соединен с корректирующим входом преобразователя напряжения в код, а второй выход - с управляющим входом блока задержки.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении сдвига фаз двух сигналов. Целью изобретения является V / повышение точности измерения сдвига фаз вблизи отметок О и . Для достижения этой цели в устройство дополнительно введены блок 3 задержки сигнала, компаратор 10 и источник 11 опорного напряжения. Кроме того, устройство содержит формирователи - ограничители 1 и 2, ключ 4, два идентичных активно-индуктивных элемента 5 и 6 и кольцевой диодный коммутатор 7, интегратор 8, преобразователь 9 напряжения в код и регистратор 12. Введение указанных блоков увеличивает точность измерения в диапазоне разности фаз двух сигналов 20°.и 20 . Это позволяет расширить возможности практического применения уст- р ойства. 1 ил. с е (Л оо со г СХ5 О ОО