ФАЗОМЕТР С ЦИФРОВЫМ ОТСЧЕТОМ Советский патент 1967 года по МПК G01R25/08 

Известны фазометры с цифровым отсчетом, содержащие электронный переключатель, делитель частоты, нолосо1вые фильтры, нреобразователь фазовых сдвигов в число имлульсов, триггерный реверсивный счетчик импульсов, цифровой индикатор. Однако эти приборы не позволяют автоматизировать процесс исключення ногрешности от неравенства амплитуд сравниваемых по фазе напряжений.

Предложенный фазометр отличается от известных тем, что между опорным канало1М и гетеродинными входами смесителей Включекы два балансных модулятора, выходы которых соединены между собой и подключены ко входам 1смесителей, высокочастотные входы модуляторов подключены к опорному каналу, а низкочастотные Входы соединены с низкочастотным генератором фиксированной частоты через квадратурный фазорасщепитель и двухполюсный переключатель. Управляющая цепь последнего вместе с управляющей цепью реверсивного счетчика связана с низкочастотным генератором через делитель частоты.

На чертеже представлена блок-схема цифрового фазометра с автоматическим исключением амплитудной погрешности.

Он содержит .входные согласующие устройства 1 vi 2, смесители 3 и 4, широкополосный квадратурный фазорасщепитель 5, балансные модуляторы 5 и 7, иизкочастотный модулирующий генератор фиксированной частоты 8, квадратурный фазорасщепнтель напряжения частоты модуляции 9, двухполюсный управляемый переключатель 10, делитель частоты

И, фильтры нижних частот 12 и 13, преобразователь 14 фазового сдвига в числоимпульсный код, реверсивный счетчик 15, цифровой индикатор /6.

Входные напряжения И f, (сигнала) и U

(опорное) частоты сигнала со через согласующее устройства 1 О. 2 поступают на сигнальные входы смесителей 3 и 4. Одновременно опорное напряжение Uo поступает на широкополосный квадратурный фазора сщепитель 5

и затем на высокочастотные входы балансных модуляторов 6 и 7.

Модулирующее напряжение частоты Q, вырабатываемое .низкочастотным генератором 8, расщенляется на два квадратурных с по

мощью фазорасщепителя 9 и через управляемый двухполюсный переключатель 10 поступает на низкочастотные входы балансных модуляторов 6 -л 7. Выходные наиряжения модуляторов суммируются и результирующее

напряжение поступает на гетеродинные входы смесителей 5 и 4. Так как модулирующее и модулируемое синусоидальные напряжения балансного модулятора 6 сдвинуты на 90 относительно одноименных напряжений модусобой синусоидальное напряжение с частотой, равной сумме ы4-42 или ра13.ности со-Q частот модулирующего и модулируемого напряжений, в зависимости от взаимного чередования фаз лреобразуемых напряжений. С помощью переключателя 10, управляемого напряжением

С частотой - МНОГО меньшей частоты Q, что

обеспечивается применением делителя частоты 11, производится периодическое изменение направления чередования фаз модулирующего напряжения. В результате, на общем .выходе балансных модуляторов формируется напряжение, частота которого периодически

(с частотой - ) меняет свое значение от

( до со-Q по за-кону Меандра.

С помощью фильтров нижних частот 12 и 13 выделяются напряжения частоты Q, сдвиг фаз которыми равен сдвигу фаз между входными напряжениями частоты. В преобразователе 14 сдвиг фаз между напряжениями низкой частоты преобразовывается в пропорциональное число импульсов, которые иодсчитываются счетчиком 15.

При измерении сдвига фаз между напряжениями с неравными амплитудами число импульсов на выходе преобразователя 14 будет искажено на величину, пропорциональную амплитудной погрешности. В одном положении переключателя 10 фазовый сдвиг между низкочастотными напряжениями частоты на входе преобразователя 14 равен: ф1 Ф;сН-фв где ф -измеряемый сдвиг фаз; фд -амплитудная погрещность.

Число импульсов, сосчитанных счетчиком, работающим в режиме «суммирования, будет пропорционально значению фх.

В другом положении переключателя 10 из-за изменения частоты напряжения, поступающего на гетеродинные входы смесителей 8 и 4, на величину Ааз со- Q-co-j-Q 2Q фазо1вый сдвиг между низкочастотными напряжениями будет равен ф2 -фд-+фа

Синхронно с переключением переключателя 10 производится реверсирование счетчика 15. Поэтому число импульсов, сосчитанных счетчижом в режиме «вычитания, будет пропорционально значению фа. Остаток, накопленный счетчиком, после двух последовательных подсчетов - «суммирования, и «вычитания будет равен; Дф ф1-ф2 2фд,. Число импульсов, пропорциональное Аф,

индицируется на цифровом индикаторе. Показание индикатора при наличии масштабного коэффициента 1 :2 соответствует величине измеряемого сдвига фаз независимо от неравенства а1мплитуд входных напряжений.

Таким образом, с помощью рассмотренного фазометра можно измерять с высокой точностью разность фаз между напряжениями с неравными амплитудами в щироком диапазоне частот без предварительного их уравнивания.

Предмет изобретения

Фазометр с цифровым отсчетом, содержащий входные согласующие устройства, омесители, электронный переключатель, делитель частоты, фильтры, преобразователь фазовых сдвигов в число импульсов, реверсивный счетчик, цифровой индикатор, отличающийся тем, что, с целью исключения погрещности от неравенства амплитуд сравниваемых по фазе напряжений, фазометр снабжен двумя балансными модуляторами, выходы которых соединены между собой и подключены ко входам смесителей, высокочастотные входы

модуляторов через щирокополосный фазорасщепитель подключены к выходу согласующего устройства, а низкочастотные входы модуляторов соединены с низкочастотным генератором фиксированной частоты через «вадратурный фазорасщепитель и двухполюсный переключатель, управляющая цепь которого вместе с управляющей цепью реверсивного счетчика соединена с низкочастотным генератором через делитель частоты.