КАЛИБРАТОР ФАЗЫ Советский патент 1968 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники, к категории устройств, обеспечивающих воспроизведение фазовых сдвигов до частот порядка 20 кгц.

Известны калибраторы фазы, содержащие генератор синусоидального напряжения, делитель частоты, фазовращатель, модулятор и электроннолучевую трубку.

Предлагаемый калибратор фазы, в отличие от известных, снабжен фазосдвигающей цепью 90° сдвига, включенной между делителем частоты и модулятором электроннолучевой трубки, и двухканальной электронной схемой, выполненной на триггерах Шмитта, дифференцирующих цепях, схемах совпадений и реверсивном счетчике. При этом триггеры Шмитта подключены к дифференцирующим цепям и схемам совпадений, нагруженным реверсивным счетчиком, а на экране электроннолучевой трубки расположены две щелевые диафрагмы, оси которых параллельны ветви фигуры Лиссажу и смещены одна относительно другой на половину толщины луча. За этими диафрагмами согласно изобретению размещены два фотоэлектрических преобразователя, нагруженные триггерами Шмитта. Это позволяет автоматизировать процесс калибровки в цифровой форме и повысить точность измерения.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого калибратора фазы; на фиг. 2- диафрагма напряжений.

Синусоидальное напряжение от генератора 1 через делитель частоты 2 поступает на фазовращатель 3. С входа и выхода последнего снимают два напряжения U₁ и U₂ с требуемым углом сдвига фаз. Индикация угла сдвига фаз осуществляется по фигурам Лиссажу на экране электроннолучевой трубки 4, на пластины которой подают напряжения с генератора 1 и фазовращателя 3. Для гашения части ветвей фигуры Лиссажу к модулятору 5 трубки 4 подводят переменное напряжение от фазосдвигающей цепи 6, осуществляющей 90° сдвиг фазы напряжения с генератора 1. На фиг. 1 показана фигура Лиссажу с ветвями при прямом ходе 7 и ветвями при обратном ходе 8.

Две щелевые диафрагмы 9 размещены на экране трубки 4 перед фотокатодами фотоэлектрических преобразователей 10 параллельно обратной ветви фигуры Лиссажу. Оси диафрагм 9 смещены одна относительно другой на половину ширины щели.

После установления начального угла сдвига фаз, например нулевого, между выходными напряжениями U₁ и U₂ показания реверсивного счетчика сбрасываются на нуль. Следующее требуемое значение угла сдвига фаз между напряжениями U₁ и U₂ устанавливают вращением ручки фазовращателя 3. При этом на экране смещаются изображения ветвей фигуры Лиссажу, которые, пересекая щели, модулируют световой поток, падающий на фотокатоды преобразователей 10. На выходе последних появляются электрические сигналы а и б (форма их показана на фиг. 2). Движение прямой ветви фигуры Лиссажу вправо (см. фиг. 1) соответствует опережению сигналом а сигнала б.

Из этих сигналов триггерами Шмитта 11 и 12 (фиг. 1) формируются прямоугольные импульсы А и Б. Импульсы +А и -Б дифференцируются дифференцирующими цепями 13 и 14. С их выхода импульсы +А′ и -А′ подаются на входы схем совпадений 15 и 16. Одновременно на эти схемы поступают импульсы +Б. На входах схем совпадений действуют сигналы Б + А′ и Б - А′ и только схема совпадений 16 выдает импульс Г, который поступает на вход счетчика для сложения. Каждый выходной импульс соответствует одному прохождению прямой ветви фигуры Лиссажу под щелевыми диафрагмами и, таким образом, количество импульсов равно приращению угла сдвига фаз между напряжениями U₁ и U₂. При изменении направления вращения ручки фазовращателя 3 сигнал б опережает сигнал а (см. фиг. 2, справа). При этом на счетчик 17 поступают импульсы В для вычитания.

Количество импульсов, показанное счетчиком, умноженное на цену деления каждого импульса, равно приращению угла сдвига фаз между выходными напряжениями U₁ и U₂.

Калибратор фазы, содержащий последовательно включенные генератор синусоидального напряжения, делитель частоты, фазовращатель, модулятор и электроннолучевую трубку, отклоняющие пластины которой соединены с выходами фазовращателя и делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью автоматизации процесса калибровки в цифровой форме и повышения точности, калибратор снабжен фазосдвигающей цепью 90° сдвига, включенной между делителем частоты и модулятором электроннолучевой трубки, и двухканальной электронной схемой, выполненной на триггерах Шмитта, дифференцирующих цепях, схемах совпадений и реверсивном счетчике, при этом триггеры Шмитта подключены к дифференцирующим цепям и схемам совпадений, нагруженным реверсивным счетчиком, а на экране электроннолучевой трубки расположены две щелевые диафрагмы, оси которых параллельны ветви фигуры Лиссажу и смещены одна относительно другой на половину толщины луча, причем за указанными диафрагмами размещены два фотоэлектрических преобразователя, нагруженные триггерами Шмитта.