Одноканальный инфранизкочастотный фазометр Советский патент 1988 года по МПК G01R25/00 

Ф1/г

сигналы могут иметь различную амп туду. На второй вход перемножител подают сигнал

и, (t)U, ,

а на второй вход перемножителя 8 с нал, получаемый на выходе фазовра теля 7 за счет фазы сигнал

10

U2(t)

на величину U(t)U jCOstat-4 J.

11448300

Изобретение относится к информационно-преобразовательной технике и может быть использовано как по пря-п мому назначению так и при реализации функциональных преобразователей, угломерных приборов и т.п.

,Цель изобретения - повышение точности устройства.

На . 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, характеризующие его работу.

Одноканальный инфранизкочастот- ный фазометр содержит блок 1 управле- 15 ния, блок 2 деления, последователь- йо соединенные блок 3 преобразования арктангенса и отсчетно-регистрирую- щий блок 4, первый и второй ключи 5 и 6 с памятью, фазовращатель. 7, первый и второй перемнозь-ители 8 и 9, первые входы которых соединены соответственно с первой и второй входными клеммами устройства, а выходы соединены соответственно через первый и второй ключи 5 и 6 с памятью с первым и вторым входами блока 2 деления, выход которого подключен к входу блока 3 преобразования арктангенса че,рез третий ключ 10с памятью, первый выход блока 1 управления подключен к управляющим входам первого и второго ключей 5 и 6 с памятью, второй выход - с управляющим входом третьего ключа 10 с памятью, а выход к выходу первого перемножителя 8, второй вход которого соединен через фазовращатель 7 с пергалм входом второго перемножителя 9, второй вход которого подключен к первому входу пер- 40 которые подают соответственно на

20

25

30

На выходах перемножителей 8 и 9 п чают сигналы (фиг. 2в,г)

U(t) (4sin(2at-t,) ; U(t): H S Hr i cosIj),-cos(2«t-g-,) ,

которые подают соответственно на сигналыйте входы первого и второг ключей 5 и 6 с памятью, на управл ющие В1ХОДЫ которых подают с перво выхода блока 1 управления управля щие сигналы. Эти сигналы представ ют собой последовательность корот импульсов, вырабатываемых блоком управления в моменты времени

+ 2К1Г Гй

У .

291

+ 5-1

При этом на выходах ключей 5 и 6 памятью получают соответственно:

35

TI тт т mi 5-U4t -fc,-2

(,-l), f.

sinH ;

первый и второй входы блока 2 сигнал

Boro перемножителя 8.

Блок 1 управления содержит соединенные последовательно фильтр П,подключенный входом к входу блока 1 управления, компаратор 12, дифферен- цирующий блок 3, ограничитель 14. снизу, выход которого является первым выходом блока 1 управления, и элемент 15 задержки, выход которого является вторым выходом блока 1 управления.

Устройство работает следующим образом.

На первые входы перемножителей 8 и 9 подают соответственно два синусоидальных сигнала (фиг. 2а,б)

и, (t)U,sin5it, Ui(t)(Qt-q ,)

с одинаковой частотой 52 и неизвестным фазовым сдвигом Cf причем этисигналы могут иметь различную амплитуду. На второй вход перемножителя 9 подают сигнал

и, (t)U, ,

а на второй вход перемножителя 8 сигнал, получаемый на выходе фазовращателя 7 за счет фазы сигнала

U2(t)

на величину U(t)U jCOstat-4 J.

которые подают соответственно на

На выходах перемножителей 8 и 9 получают сигналы (фиг. 2в,г)

U(t) (4sin(2at-t,) ; U(t): H S Hr i cosIj),-cos(2«t-g-,) ,

которые подают соответственно на сигналыйте входы первого и второго ключей 5 и 6 с памятью, на управляющие В1ХОДЫ которых подают с первого выхода блока 1 управления управляющие сигналы. Эти сигналы представляют собой последовательность коротких импульсов, вырабатываемых блоком 1 управления в моменты времени

+ 2К1Г Гй

У .

291

+ 5-1

которые подают соответственно на

При этом на выходах ключей 5 и 6 с памятью получают соответственно:

которые подают соответственно на

TI тт т mi 5-U4t -fc,-2

sinH ;

которые подают соот

(,-l), f.

первый и второй входы блока 2 сигнал

деления.

7

f

и.

-tg i

U4 COSCfx -1

(. U, t sinlfr

с выхода блока 2,деления подают на сигнальный вход ключа 10 с памятью, на управляювшй вход которого с второго выхода блока 1 управления подают управляюрщй сигнал., получаемый путем задержки с помощью элемента 15 задержки, управляющего сигнала (фиг. 2и), причем время задержки выбирается таким, чтобы на выходе блока 2 деления закончился переходный процесс и успел сформироваться результат очередного деления. В результате этого на выходе ключа 0 с памятью получают сигнал с амплитудои, пропорциональной значению

и

- tg 2 который подают на вход блока 3 преобразования арктангенса, на выходе которого формируется сигнал

-S arctg(-tg i) +S 1,. где (-S) крутизна блока 3 преобразования арктангенса, удобная для непосредственного отсчета фазового сдвига в градусах по шкале отчетно-регистрирующего блока 4.

Блок управления 1 работает следующим образом.

На вход фильтра 1 подают сигнал

сов, возникающих в моменты времени (фиг. 2з)

tj (2K-t-2) i , ,1п.

Таким образом устройство по сравнению с известными позволяет исключить неоднозначность считывания результатов измерения сдвига фаз синусоидальных сигналов, оно работает также при разных амплитудах входных сигналов, что позволяет исключить сложные в реализации нормализаторы

амплитуды, способные вносить искажения в результат измерения.

U4(t) sintf,+sin(2ut-q,), Форму

на выходе которого получают в резуль тате фильтрации сигнал (фиг. 2д)

U(t) (2sit-CfJ,

где KIJ,- коэффициент передачи фильтра.

Этот сигнал подают на первый вход компаратора 12, на второй вход которого подают сигнал нулевого уровня. На выходе компаратора формируют сигнал типа меандр ((|иг. 2е)5 который подают на вход дифференцирующего блока 13, вырабатьшающего последовательность разкополярных импульсов, образующихся в моменты времени (фиг. 2ж)

t - K-iT

i 2й Q

- , К-0,1,...,n,

т.е. пои выполнении условия sin( -Cf, )0, эквивалентного условию (2Ct,.

Сигнал с выхода дифференцирующего блока подают на вход ограничителя 14 снизу, который срезает импульсы отрицательной полярности. На выходе ограничителя 14 получают сигнал в виде последовательности импуль

ла изобретения

40

20 Одноканальный инфранизкочастот- ный фазометр, содержащий блок управления, блок деления и последовательно соединенные блок преобразования арктангенса и отсчетно-регистрирую25 щий блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй ключи с памятью, фазовращатель, первый и второй перемножители, первые входы

30 которых соединены соответственно с первой и второй входными клеммами фазометра, а выходы соединены соответственно через первый и второй ключи с памятью с первым и вторым входа35 ми блока деления, выход которого подключен к входу блока преобразования арктангенса через третий ключ с памятью, при этом первый выход блока управления подключен к управляющим входам первого и второго ключей с памятью, второй выход - к управляющему входу третьего ключа с памятью, а вход - к выходу первого перемножи- теля, второй вход которо го соединен

45 через фазовращатель с первым входом второго перемножителя, второй вход которого подключен к первому входу первого перемножителя.

/i /1

Фиг. 2