Устройство для измерения фазового сдвига гармонических сигналов Советский патент 1991 года по МПК G01R25/00 

лм

8&-

Сброс

4

(Л

С

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения фазового сдвига двух гармонических сигналов, имеющих постоянную составляющую. Целью изобретения является упрощение устройства. Устройство, реализующее способ, содержит первый и второй формирователи 1 и 2, генератор 3, двухвхо- довую логическую схему ИЛИ 4, трехвходо- вую логическую схему И 5, двухвходовую логическую схему И 6, счетчик 7, входы 8 и 9. Особенностью устройства является введение схем ИЛИ 4 и И 6, что Позволяет упростить устройство. 3 ил.

цм

д 0-

Фиг.1

О 00

ю

00

о о

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в цифровых фазометрах.

Цель изобретения - упрощение устройства.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства для измерения фазового сдвига гармонических сигналов; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие сущность способа определения фазового сдвига гармонических сигналов; на фиг.З - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства для измерения фазового сдвига гармонических сигналов.

Устройство содержит первый формирователь 1, второй формирователь 2, генератор 3, схему ИЛИ 4, первую и вторую схемы И 5 и 6, счетчик 7. Входы формирователей 1 и 2 являются входами 8 и 9 устройства. Выход формирователя 1 подключен к первому входу схемы ИЛИ 4 и второму входу схемы И 5, третий вход которой подключен к второму выходу генератора 3, а первый вход схемы И 5 соединен с выходом формирователя 2 и вторым входом схемы ИЛИ 4, выход которой подключен к первому входу схемы И 6, второй вход которой соединен с первым входом генератора 3, а выход схемы И 6 подключен к первому суммирующему входу счетчика 7, второй вычитающий вход которого соединен с выходом схемы И 5, при этом управляющий вход счетчика 7 является входом Сброс устройства.

Устройство работает следующим образом.

Первый сигнал Ui(t), имеющий постоянную составляющую Ci, сравнивается с первым заданным постоянным напряжением Ui, а второй сигнал U2(t), имеющий постоянную составляющую С2. - с вторым заданным постоянным напряжением 112(фиг.2). В момент ti первого сравнения сигнала Ui(t) с постоянным напряжением Ui фиксируется начало первого временного интервала п , конец которого фиксируется в момент т.4 второго сравнения сигнала U2(t) с постоянным напряжением (J2. В момент t2 первого сравнения сигнала L)2(t) с постоянным напряжением U2 начинается отсчет второго временного интервала га . Отсчет длительности этого временного интервала Т2 заканчивается в момент т.3второго сравнения сигнала Ui(t) с заданным постоянным напряжением UL

.Сдвиг по фазе между сигналами Ui(t) и U2(t) определяется из соотношения

АЛ - Г2

Л

. Устройство для измерения фазового сдвига гармонических сигналов функционирует следующим образом.

Формирователь 1 формирует на выходе

импульс напряжения Ui (фиг.З), длительность которого равна времени, в течение которого амплитуда сигнала Ui(t) превышает величину первого задаваемого в формирователе 1 постоянного напряжения Uonb

0 Формирователь 2 формирует на выходе импульс напряжения U2 (фиг.З). длительность которого равна времени, в течение которого амплитуда сигнала U2(t) превышает величину второго задаваемого в формирователе 2

5 постоянного напряжения U0n2.

На выходе логической схемы ИЛИ 4 формируется импульс напряжения UA, начало которого соответствует моменту первого пересечения сигналом Ui(t) постоянного на0 пряжения U0ni, а задний фронт этого импульса соответствует моменту второго пересечения сигналом U2(t) постоянного напряжения U0n2. Этот импульс напряжения U4 поступает на один из входов схемы И 6,

5 нэ второй вход которой поступают импульсы напряжения Уз с одного из выходов генератора 3, который генерирует на выходах парафазные последовательности импульсов, не перекрывающиеся во времени (на0 пряжения Ua и из на фиг.З). Вследствие этого на выходе схемы И 6 формируется серия импульсов напряжения Ue, количество импульсов в которой пропорционально временному интервалу между моментом

5 первого пересечения сигналом Ui(t) постоянного напряжения U0ni и моментом второго пересечения сигналом U2(t) постоянного напряжения U0n2 (фиг.З). Импульсы напряжений Ui и U2 с выходов фор0 мирователей 1 и 2 поступают также на - ходы схемы И 5, на третий вход которой поступают импульсы напряжения и з с дру- ого выхода генератора 3. Поэтому на выходе схемы И 5 формируется серия импульсов напряжения Us (фиг.З), количество импуль5 соа в которой пропорционально временному интервалу между моментом первого пересечения сигналом Ua(t) постоянного напряжения и моментом второго пересечения сигналом Ui(t) постоянного напряжения

0 Uoni.

Импульсы с выхода схемы И 5 поступают на суммирующий вход счетчика 7, а импульсы с выхода схемы И 5 поступают на вычитающий вход счетчика 7. Вследствие

5 этого счетчиком 7 подсчитывается количество импульсов, равное разнице импульсов, содержащихся в сериях импульсов на выходах схем И 6 и 5. Так как количество импульсов на выходах указанных логических

схем пропорционально временным интервалам ri и Т2 (фиг 2), то по показаниям счетчика можно судить о фазовом сдвиге между сигналами Ui(t) и U2(t) на входах устройства. Перед началом следующего цикла измерения по входу Сброс счетчика осуществляется возврат счетчика в исходное нулевое состояние.

Таким образом, изобретение, обеспечивая измерение фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами, позволяет упростить устройство и повысить его надежность путем уменьшения числа составных элементов устройства при сохранении его необходимых функциональных возможностей.

Формула изобретения Устройство для измерения фазового сдвига гармонических сигналов, содержащее первый и второй формирователи, каждый из которых включает компаратор,

и

Uf(t)

имеющий опорный вход для подключения источника опорного напряжения, входы которых являются входами устройства, счетчик, выход которого является выходом устройства, клемму, которая соединена с

5 управляющим входом счетчика, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, введены первая и вторая схемы И, схема ИЛИ, генератор, который имеет два выхода, причем выходы первого и вто0 рого формирователей соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответственно схемы ИЛИ и первой схемы И, выход схемы ИЛИ через вторую схему И, а выход первой схемы И непосредственно

5 соединены соответственно с суммирующим и введенным вычитающим входами счетчика, первый и второй парафазные выходы генератора соединены соответственно с вторым и третьим входами соответственно

0 первой и второй схем И, а клемма служит для подключения-сигнала Сброс.

Фиг. 2

и

U,(t)

о

,

«Ј

0хг.З