ОБРАЗЦОВОЕ ФАЗОЗАДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШИРОКОЙ ПОЛОСЫ ЧАСТОТ (0,01 гц - 1 Мгц) Советский патент 1968 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к области электрических измерений, а именно к прецизионным приборам, задающим образцовый сдвиг фаз между двумя синусоидальными напряжениями в диапазоне частот от инфранизких 0,01 гц до высоких 1 Мгц.

Известные прецизионные фазозадающие устройства инфранизких и низких частот, содержащие кварцевый генератор, питающий два канала, каждый из которых выполнен из фазовращателя и аттенюратора, умножитель частоты, электроннолучевую трубку, индикатор синфазности импульсов и переключатели, имеют сравнительно невысокую точность по фазе (0,1°) и весьма узкий диапазон частот (0,001-1000 гц).

Предлагаемое образцовое фазозадающее устройство позволяет повысить точность до 0,05° и получить кварцованные частоты в диапазоне от инфранизких 0,01 гц до высоких 1 Мгц. Это достигается тем, что оно снабжено третьим идентичным каналом, включенным между входами одного из каналов и индикатора синфазности импульсов, и декадными синтезаторами кварцованных частот, включенными в каждом из трех каналов, между выходами фазовращателей и входами аттенюаторов.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит опорный генератор 1, например, кварцевый, питающий три канала, выполненные из фазовращателей 2, 3 и 4, декадных синтезаторов частот 5, 6 и 7, аттенюаторов 8, 9 и 10 и переключателей 11, 12 и 13, индикатор 14 синфазности импульсов, подключенный к выходам двух каналов, фазоизмерительное устройство, состоящее из умножителя частоты 15 с коэффициентом умножения, например, 36 и электроннолучевого индикатора 16 приращений сдвига фазы.

Каналы идентичны, но положим, что канал I - канал переменной фазы, т.е. в нем находится градуированный фазовращатель 2, канал II - постоянной фазы с неградуированным фазовращателем 3, а канал III - калибрующий с калиброванным фазовращателем 4.

Принцип действия предлагаемого устройства основан на том, что фазовый сдвиг на выходных зажимах U_1-2 калибруется в периодах когерентного сигнала более высокой частоты f_к.

Величина приращения фазового сдвига

где - кратность частот;

f_к - калибрующая частота;

f_в - выходная частота.

Ввиду того, что декадный синтезатор обеспечивает легкую когерентную перестройку частоты, имеется возможность изменять фазовые приращения от грубых до весьма малых. Например, если переключатель 12 находится в положении а, то выходная частота может быть в пределах 0,01 гц - 10 кгц, а частота калибрующего канала - в 3600 раз больше для частот в пределах от 0,01 до 278 гц. При этом приращение фазового сдвига может быть произведено через 0,1° с погрешностью, которая обеспечивается индикатором 14 совпадений импульсов и равна 0,005°.

Для частот до 2780 гц калибрующая частота может быть выше в 360 раз, т.е. приращение фазы идет через 1°, с той же погрешностью, а для частот до 27800 гц - выше в 36 раз, т.е. приращение может быть установлено через интервал в 10.

Для частот от 27,8 кгц и до 1 Мгц целесообразно использовать фазоизмерительное устройство, состоящее из 36-кратного умножителя частоты 15 и электроннолучевого индикатора 16, основанное на свойстве многократных фигур Лиссажу. При этом фазовый сдвиг равен

Погрешность при установке этих приращений не превышает 0,005°.

Неградуированный фазовращатель 3 необходим для сведения фазового сдвига к нулю, при этом индикатор 14 синфазности импульсов включается между зажимами U₁ и U₂, как индикатор нулевых совпадений. Калибрующий фазовращатель 4 предназначен для установки синфазности между каналами I, II и III.

Для установления синфазности между U₁ и U_к переключатель 13 переводится в положение а, показание шкалы градуированного фазовращателя 2 - в нулевое. На декадном синтезаторе частот 5 устанавливается небольшое значение . Поворачивая калибрующий фазовращатель 4, добиваются срабатывания индикатора 14 синфазности импульсов. Далее увеличивают значение K (переключая переключатели декад синтезатора частоты 5) для обеспечения малых приращений. Затем переключатель 13 переводят в положение б и аналогично добиваются синфазности U₂ и U_к при той же величине K. Контролем этого служит включение индикатора синфазности импульсов между U₁ и U₂, который покажет нулевой фазовый сдвиг.

Образцовое фазозадающее устройство для широкой полосы частот (0,01 гц - 1 Мгц), содержащее опорный генератор, например, кварцевый, питающий два одинаковых канала, каждый из которых выполнен из фазовращателя и аттенюатора, фазоизмерительное устройство в одном из каналов, выполненное из умножителя частоты и электроннолучевого индикатора приращений сдвига фазы, индикатор синфазности импульсов и переключатели, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и получения кварцованных частот в диапазоне от инфранизких до высоких, устройство снабжено третьим идентичным каналом, включенным между входами одного из каналов и индикатора синфазности импульсов, и декадными синтезаторами кварцованных частот, включенными в каждом из трех каналов, между выходами фазовращателей и входами аттенюаторов.