ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР Советский патент 1970 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к технике обработки информации и предназначено для использования совместно с управляющими вычислительными машинами при управлении технологическими процессами. Известны устройства для преобразования сдвига фаз двух синусоидальных напряжений в цифровой код для ввода в вычислительную машину. В основном авт. св. № 211655 описан двухполупериодный цифровой фазометр, который содержит двухканальное формирующее устройство, соединенное со схемами совпадений, другие входы которых через дифференцирующие цепочки соединены с выходами триггера, управляемого импульсами задающего генератора, счетчик импульсов, подключенный через схему «Р1ЛИ к выходам схем совпадений, делитель импульсов, триггер и -вентиль для управления импульсами задающего генератора. Этот фазометр имеет существенный недостаток, заключающийся в недостаточной точности преобразования сдвига фаз в цифровой код, так как случайные флуктуации частоты исследуемых сигналов изменяют времевной сдвиг между сигналами, которые в данном устройстве принимаются за сдвиг фаз. Целью изобретения является повышение точности фазометра. кроме того, содержит схемы совпадения, счетчик кода поправки, счетчик времени измерения, триггеры, нуль-орган, дифференцирующие цепи и линию задержки, причем выходы схем совпадения соединены с суммирующим и вычитающим входами счетчика кода поправки, а первые входы одних схем совпадения подключены к выходу другой схемы совпадения, первый вход которой соединен с задающим генератором, а второй-с триггером, единичный вход которого через нуль-орган подключен к шине опорного сигнала; вторые входы одних схем совпадения соединены с выходами триггера, счетный вход которого подключен к нуль-органу, а нулевой выход триггера соединен с дифференцирующей целью, выход которой подключен к единичному входу другого триггера, выход которого через дифференцирующую цепь соединен с шиной выдачи значения первого полупериода, а нулевой вход триггера подключен к счетчику кода поправки и счетчику времени измерения, вход которого соединен с нуль-органом, а выход через линию задержки подключен к выходу установки нуля счетчика результата измерений. На фиг. 1 представлен описываемый двухполупериодный цифровой фазометр; на фиг. 2- временные диаграммы.

3, дифференцирующие цепи 4 и 5, триггер 6, схему «ИЛР1 7, счетчик 8, задающий генератор 9, схему совпадения 10, триггер 11, нульорган 12, триггер 13, дифференцирующую цепь 14, схемы совпадения 15 и 16, триггер 17, 5 дифференцирующую цепь 18, счетчик 19 кода поправки, счетчик 20 времени измерения и лииию задержки 21.

Работа фазометра происходит следующим образом.1

На вход формирующего устройства 1 подаются исследуемые напряжения х и Хз (причем напряжение х., считается опорным). На выходе формирующего устройства возникают прямоугольные импульсы с длительностью, ран- 15 ной временному сдвигу между началами положительных полуволн, поступающих на вход схемы совпадения 2, и импульсы с длительностью, равной временному сдвигу между началами отрицательных полуволн, поступаю- 20 щих на вход схемы совпадения 3.

Задающий генератор 9 генерирует счетные нмпульсы с высокой частотой следования, по- .. ступающие на вход триггера 6. Прямоугольные импульсы напряжения, снимаемые с вы- 25 ходов триггера 6, дифференцируются дифференцирующими цепями 4 5, -я на входы схем совпадений 2 i 3 поступают последовательности остроконечных импульсов, сдвинутых относительно друг друга на полпериода, с ча- 30 стотой следования, равной половине частоты задающего генератора. Импульсы, прощедщие через схемы совпадений 2 v. 3, объединяются схемой «Р1ЛИ 7 и поступают на счетчик 8. Импульсы нуль-органа 12 подаются на счет- 35 ньш вход триггера 13, выходы которого управляют проходом импульсов генератора 9 на суммирующий и вычитающий входы счетчика 19. После .второго опрокидывания триггера дифференцирующая цепь 14 вырабаты- 40 вает импульс, который поступает на единичный вход триггера 17. В это. время дифференцирующая цепь 18 выдает импульс на щину выдачи значения первого полупериода. После окончания одного периода счетчик 19 показы- 45 вает разность импульсов, соответствующих поожительному и отрицательному полупериоам опорного напряжения. Эта разность накапливается в течение времени измерения и выдается одновременно с суммарным значе- 50 нием интервалов времени для поправки знаения измеренной фазы соответственно измеению частоты опорного напряжения. Время змерения определяется счетчиком 20, котоый подсчитывает количество полупериодов 55 порного напряжения. После приема опредеенного количества периодов счетчик 20 выает импульс на щину «окончание измереия для приема суммарных значений интервалов времени и изменения частоты соответственно счетчиками 8 и 19. Импульс, задержанный линией задержки 21, устанавливает счетчик 8 в исходное состояние, а фазометр подготавливается для следующего измерения. Эпюры на фиг. 2 иллюстрируют принцип действия описываемого фазометра. Эпюры а-г показывают форму папряжений в различных точках схемо при измерении углов менее 180°. При этом одновременно бывает открытой только одна из схем совпадений .2 и 5. Эпюры д - и показывают форму напряжений в тех же точках нри измерении углов выще 180°. В те уоменты времени, когда открыты обе схемы совпадений, на счетчик 8 импульсов поступают импульсы с удвоенной частотой по сравнению с моментами, когда открыта одна из схем совпадений. Это позволяет суммировать -результаты измерений за оба полупериода вне зависимости от величины измеряемого угла, на эпюре к показаны импульсы на входе нуль-органа 12, соответствующие переходам опорного напряжения через нуль, а на эпюре л - форма напряжения на единичном выходе триггера 13. Эпюры м и н ноказывают пачки импульсов, поступающих соответственно на суммирующий и вычитающий входы сч етчика 19.

Предмет изобретения

Цифровой фазометр по авт. св. № 211655, от./шчающийся тем, что, с целью повыщения точности, он содержит схемы совпадения, счетчик кода поправки, счетчик времени измерения, триггеры, нуль-орган, дифференцирующие цепи и линию задержки, причем выходы схем совпадения соединены с суммирующим и вычитающим входами счетчика кода цоправки, а первые входы одних схем совпадения подключены к выходу другой схемы совпадения, первый вход которой соединен с задающим генератором, а второй - с триггером, единичный вход которого через нуль-орган подключен к шине опорного сигнала; вторые входы одних схем совпадения соединены с выходами триггера, счетный вход которого подключен к нуль-органу, а нулевой выход триггера соединен с дифференцируюп ей цепью., выход которой подключен к единичному входу другого триггера, выход которого через дифференцирующую цепь соединен с щиной выдачи значения первого полупериодз, а нулевой вход триггера подключен к счетчику кода поправки « счетчику времени измерения, вход которого соединен с нуль-органом, а выход через линию задержки подключен к выходу установки нуля счетчика результата измерения.

0/-;f.-nafJi/ei// /7j :f ..«

,;:, ff

Xl Li riLLD..

III

inn

..,-e.t. Лии.....4,

X I M I |ZUJI1 4. IIIII

п r

.H--iapfoe значение

,/

/7 /.,{-I