КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ ДИАПАЗОНА НИЗКИХ ЧАСТОТ Советский патент 1970 года по МПК G01R25/04 

НаСтоя|щее изобретение относится к области фазоизмерительной техники и предназначено для измерения разности фаз двух переменных напряжений в диапазоне низких частот.

Известные широкодиаиазонные компенсационные фазометры, содержащие смесители, гетеродин фиксированной частоты, в цепь управления которого в.ключен градуиравалный фазовращатель, узкополосные фильпры (в качестве которых могут быть использованы сииХрагенераторы), фазовый детектор и выходной индикатор нуля, имеют сравнительно невысокую точность измерения.

Предлагаемый фазометр отличается повышенной точностью измерения за счет того, что выход гетеродина фиксированной частоты через автоматический переключатель соединен с гетеродинными входами смесителей, выходы которых соединены с входо м nepecupaHiBaeMOго по частоте синхрогенератора, а выход фазового детектора соединен с индикатором нуля через фазочувствительный выпрямитель, управляемый синхронно с автоматическим переключателем, при этом цепи управления автоматического пере1ключателя и фазочувствительного выпрямителя соединены с выходом гетеродина через делитель частоты.

Фазометр содержит балансные смесители 1, 2 и 3, автоматический переключатель 4, делитель частоты 5, градуированный фазО|Вращатель 6, перестраиваемый по частоте синхрогенератор 7, гетеродин 8 фиксированной частоты, синхрогенератор 9 фвксированной частоты, фазовый детектор 10, усилитель // низкой частоты, фазочувствительный выпрямитель 12, индикатор 13 нуля.

Измеряемое f/и и опорное С/о напряжения иоступают на балансные смесители 1 к 2. Напряжение гетеродина 8 фиксированной частоты, которая выбрана значительно больше наивысшей частоты сравниваемых напряжений

Uf, и и о, поступает на гетеродинные входы смесителей / и 2 поочередно через автоматический переключатель 4. В гетеродинную цель смесителя 2 включен высокоточный градуированный фазовраш атель 6, работающий ,на

фиксирова1нной частоте гетеродина 8.

В один пол:унериод коммутации гетеродинное напряжение поступает на смеситель /. В результате смешивания на выходе смесителя образуются гармонические составляющие суммарной и разностной частоты. Перестраиваемым по частоте синхрогенератором 7 выделяется суммарное или разностное напряжение частоты напряжения UQ и гетеродинного

fo напряжений (pncr o + г) В следующий полупериод юоммутации через фазовращатель 6 гетеродинное напряжение поступает на смеситель 2. В ;результате оинхрогенератором 7 выделяется напряжение суммарной или раэноспной частоты с фазой, равной алгебраичбокой сумме фаз измеряемого, гетеродинного напряжений и фазы, вносимой градуированным фазовращателем (. (fH +

+ г - ф)При непрерывной работе переключателя 4 на выходе ои,нх|рогене,ратора 7 формируются пакеты напряжений одной частоты, «о с разными в общем случае фазами и с пра|ктичвоки равными амплитудами (выходное напряжение синхрогенератора мало зависит от амллитуды синхронизирующего нашряжения). В каждый полУпериод коммутации одно из макетных напряжений воздейст1вует на вход балансного смесителя (гетеродина) 8, гетеродинны-м напряжением которому служит опорное напряжение и о.

Синх рогенератор 9 настроен на фиассированную частоту гетеродина 8. Поэтому в каждый лолупериод кюм мута1Ц1ии на выходе сиихрогенератара 9 выделяется напряжение частоты гетеродина то с фазой, ра1вной фазе гетерОДИН1НОГО наиряжения (ср. Фр) , то с фазой, ра1вной сумме измеряемой разности фаз, фазе гетеродина и фазе фазовращателя (Per и То + г - fф) Если измеряемая разность фаз (срл - (р) неравна фазе фазовращателя («р, - То Тф) , то на вход фаЗ01ваго детектора 10, опорным напряжением которого является напряжение гетеродила 8, воздействует фа1зомоиулИ:рованное с частотой коммутации напряжение. В результате на выходе детектора 10 появляется переменное напряжение ча|стоты коммутации, которое усиливается низкочастотным усилителем 11 и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 12. Выходное лостоянюое напряжение фиксируется индикаторам 13 нуля.

Цри установлении фазовращателем 6 фазоiBoro сдвига, равного изм9ряем10Й разности фаз, в выходном напряжении сищхрогенератора 9 исчезает фазовая модуляция, что устана1вливается по нулевому показанию индикатора 13. Таким образом, по нулевому показанию иидикатора и шкале градуированного фазовращателя измеряется разность фаз двух напряжений, которые могут изменяться плаено во всем диапазоне низких частот.

Так как измеряемое и опорное напряжения поочередно переходят через один синхрогенератор, то нестабильность его фазовой характеристики не сказывается на результате измерения.

Для уменышения влияния переходных проЦ60СОВ и коммутационных помех на обнаружение состояния фазового бала1нса, т. е. состояния отсут1ствия фазовой модуляции, автоматичесюий переключатель 4 управляется кратным низкочастотным напряжением, которое формируется из гетеродинного напряжения делителем частоты 5.

Предмет изобретения

Компенсационный фазометр для диапазона низких частот, содержащий смесители, гетеродин фиксированной частоты, в цепь управления которого включен градуированный фазавращатель, синхрогенераторы, фазовый детектор и выходной индикатор нуля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, выход гетеродина через автоматический переключатель соединен с гетеродинными входами смесителей, выходы которых сое динены с входом перестраиваемого по частоте синхрогенератора, а выход фазового детектора соединен с индикатором нуля через фазочувствительный выпрямитель, управляемый синхронно с автоматическим переключателем, при этом цепи упра1вления автоматического переключателя и фазочувствительного выпрямителя соединены с выходом гетеродина через делитель частоты.