ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ Советский патент 1968 года по МПК G01R25/08 

Настоящее изобретение предназначено для электрически.х и радиоте.хнически.х измерении, в частности для точного измерения мгновенных значений углов сдвига фаз между двумя синусоидальными напряжениями.

Известные цифровые фазометры для из.мерения .мгновенных значений разности фаз, содержащие с.хемы формирования коротки.х импульсов в моменты пере.ходов сравниваемы.х напряжений через нулевые значения, триггеры, схему совпадения, генератор н.мпульсов, формирователь временного интервала и цифровое отсчетное устройство, имеют сравнительно невысокую точность, а результат измерения зависит от частоты сравниваемы.х напряжений.

Предлагаемый цифровой фазометр позволяет повысить точность и получить результат измерения, не зависящий от частоты сравниваемых напряжений. Достигается это тем, что схемы формирования импульсов в моменты переходов еравниваемых напряжений через нулевые значения подключены через электронные ключи к импульеным генераторам, выходы которых через с.хему совпадения соединены с одним из входов формирователя временных интервалов, .второй вход которого подключен к выходу одного из электронны.х ключей, а выход-к другой схеме совпадения, подключенной к одной из схем формировання импульсов.

Па чертеже показана блок-схема иредлагаемого фазо.метра.

Он содержит схемы 1 и 2 формирования коротких импульсов в моменты переходов сравниваемых напряжений через нулевые значения, электронные ключи, выполненные на триггерах 3 и 4, импульсные генераторы 5 и 6.

с.хемы 7 и 8 совпадения, триггер-формирователь 9 временного интервала, счетчик импульсов 10.

Принции действия предлагаемого устройства заключается в преобразовании фазового

сдвига в пропорциоиальный ему временной интервал 1% Т, где Т - период напрял ений, с последующим кодированием полученного интервала с помощью время-импульсного кодирующего преобразователя. С этой целью входкые напряжения t/i и Lo, разность фаз которых необ.ходимо из.мерить, поступают на в.хоДЕЛ схем / и 2, формирующих короткие однополярные имиульсы в моменты переходов сравниваемы.х нанрял ений через их нулевые

значення. Выходные импульсы схем формирования поступают на запуск триггеров 3 и 4, выполняющих роль электронных ключей. В :исходном состоянии триггер 3 находится в положении, показанном на чертеже. При

котором импульсы со входа схемы формирования 2, имеющие, например, положительную полярность, попадают на вход открытой половины триггера 4 и не могут опрокинуть его.

Когда поступает разрешение начала измерения, положительный импульс опорного канала с выхода схемы формирования 1 опрокидывает триггер 3. Передний фронт выходного импульса этого триггера запускает импульслый генератор 5 и одновременно опрокидывает триггер 4. Триггер 4 возвращается в исходное положение положительным имлульсом с выхода схемы 2 формирования временной сдвиг которого по отношению к опорному импульсу определяется измеряемым фазовым сдвигом:

, Т

где ф - измеряемый фазовый сдвиг в радианах;Т-период сравниваемых напряжений.

Передним фронтом выходного напряжения триггера 4 запускается импульсный генератор 6, собственная частота которого незначительно отличается от частоты генератора 5.

Следующие с выходов схем формирования 1 и 2 импульсы положительной полярности состояния триггеров 3 н 4 изменить ,не могут, а следовательно, и не влияют на фазы колебаний генераторов 5 и 6.

Время, по истечении которого происходит совладение импульсов, генерируемых генераторами 5 и 6, определяется соотношением частот генераторов и временным сдвигом выходных импульсов схем формирования 1:2:

/2Т

t

ф.

т -

Л-Л 2

Формирование .импульса напряжения длительностью т производится при помощи триггера-формирователя 9 временного интервала путем его управления импульсом запуска ге«ератора 5 и выходным импульсом схемы 7 совпадения.

Измерение фазового сдвига гр может быть произведено путем кодирования с помощью время-импульсного кодирующего преобразователя временного интервала, длительность которого равна т.

Для устранения зависимости результата кодирования от частоты входных напряжений в качестве напряжения заполнения используется импульсиое напряжение с выхода одной из схем формирования, например схемы /. Для этого импульсы схемы / пропускаются на вход счетчика импульсов 10 через схему совпадения 8, управляемую импульсом длительностью т с выхода триггера 9.

Число импульсов, фиксируемое выходным счетчиком 10, пропорционально измеряемому фазовому сдвигу:

N . f Т Л-/,

При выборе /1, незначительно отличающейся От /2, можно получать высокую дискретность кодирования временного интервала т, а следовательно, высокую точность измерения мгновенного значения измеряемого фазового сдвига.

Предмет изобретения

Цифровой фазометр для измерения мгновенного значения разности фаз, содержащий схемы формирования коротких импульсов в

моменты переходов сравниваемых напряжений через нулевые значения, импульсные генераторы, схемы совпадения, электронные ключи, выполненные на триггерах, триггер-формирователь временного интервала, счетчик

импульсов, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности и получения результата измерения, не зависящего от частоты сравниваемых напряжений, схемы формирования импульсов в моменты переходов сравниваемых напряжений через нулевые значения подключены через электронные ключи к импульсным генераторам, выходы которых через схему совпадения соединены с одним ИЗ входов формирователя временных интервалов, второй

вход которого подключен к выходу одного из электронных ключей, а выход - ко второй схеме совпадения, подключенной к одной из схем формирования импульсов.

и,