ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ СДВИГА ФАЗnATEHTi^O-TLKttJIHEeБИ5ЛИО~ЕКА Советский патент 1971 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники.

Известные фазометры, измеряющие мгновенное значение сдвига фаз, содержащие формирователи импульсов, электронные ключи, генератор образцовой частоты, реверсивный счетчик, блок управления, триггер, делитель частоты и регистрирующий счетчик, не обеспечивают непосредственный отсчет сдвига фаз в градусах, а также имеют сравнительно невысокое быстродействие.

Предлагаемый фазометр позволяет получить непосредственный отсчет и повысить быстродействие благодаря тому, что он снабжен схемой определения отношений временных интервалов, построенной на двоичном счетчике импульсов сдвига фазы, двоичном счетчике импульсов периода, общем двоичном счетчике пмпульсов, двух блоках схем совпадений и двух схемах «ИЛИ, при этом вход регистрирующего счетчика через первую схему «ИЛИ соединен с выходом первого блока схем совпадений, управляющие входы которого подключены к двоичному счетчику импульсов сдвига фазы, его сигнальные входы - к общему двоичному счетчику импульсов, к которому параллельно подключены сигнальные входы второго блока схем совпадений, а управляющие входы этого блока подключены к двоичному счетчику импульсов периода, причем выход

второго блока схем совпадений через вторую схему «ИЛИ подключен к делителю частоты, а блок управления подсоединен к управляющему входу схемы «И.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого фазометра.

Работа прибора основана на измерении промежутка времени между соседними переходами через нуль двух исследуемых напрян ений

в пределах одного периода, сдвиг фаз между которыми должен быть измерен, с последующим автоматическим преобразованием результата измерения этого промел утка в цпфровой отсчет, представленный непосредственно в

единицах измерения угла сдвига фаз (например, в градусах).

Фазометр содержит формирователи 1 2 управляющих импульсов из входных сигналов Ll и t/2, ключ 3, управляющий ключ 4, схему

«И 5, генератор 6 образцовой частоты, общий двоичный счетчик 7 импульсов, двоичный счетчик 8 импульсов сдвига фазы, двоичный счетчик 9 импульсов периода, два блока 10 и // схем совпадений, схемы «ИЛИ 12, 13, делитель 14 частоты на 360, регистрирующий (цифровой) счетчик 15 импульсов, блок 16 управления.

из входных сигналов 6i и бз в моменты прохождения мгновенных значений нанряжений Ui и 1/2 через нуль выдают управляющие импульсы, которые открывают ключ 3 на время т, пронорциональное измеряемому сдвигу фаз. Одновременно управляющие импульсы с формирователя 2 открывают ключ 4 на время периода TX входного напряжения U2. После этого ключи 3, 4 закрываются сигналом с блока 16 управления на время второго цикла измерения, в течение которого происходит автоматическое преобразование результата измерения промежутка времени т в цифровой отсчет, представленный непосредственно в единицах измерения угла сдвига фаз.

Измерение промежутка т происходит путем его заполнения квантующими имнульсами от генератора образцовой частоты через открытый ключ 3, число которых подсчитывается двоичным счетчиком 8 импульсов сдвига фазы, а измерение периода Тх входного сигнала происходит путем его заполнения квантующими импульсами от генератора 6 образцовой частоты через открытый управляющий ключ 4, число которых подсчитывается двоичным счетчиком 9 импульсов периода.

Число импульсов N-. , подсчитанное двоичным счетчиком 8 импульсов сдвига фазы.

Л.

где TQ-период квантующих импульсов.

Число импульсов NT, подсчитанное двоичным счетчиком 9 импульсов периода.

т

N,

Во втором цикле с блока 16 управления на один из входов схемы «И 5 поступает сигнал. При этом квантующие импульсы с генератора

6образцовой частоты поступают в общий двоичный счетчик 7 импульсов.

Выходные уровни триггеров разрядов двоичных счетчиков 8 п 9 управляют потенциальными входами блоков 10 к. 11 схем совпадения. Выходные сигналы триггеров разрядов общего двоичного счетчика 7 импульсов поступают на импульсные входы этих же схем совпадения. При совпадении обоих сигналов на входах схем совпадения появляются сигналы, которые проходят через схему «ИЛИ 12 на цифровой счетчик 15 импульсов и через схему «ИЛИ 13 на делитель 14 частоты. Состояния схем совпадения и, следовательно, суммарную частоту на выходе блоков схем совпадения 10 и // задают состояния триггеров двоичных счетчиков 7, 8 и 9. Например, триггеры самых старщих двоичных разрядов двоичных счетчиков 8, 9 управляют схемами совпадения, на которые подаются сигналы от триггера самого младщего разряда общего двоичного счетчика

Nr

fr

(3)

УЛ

где - числовая емкость счетчиков 7, 8, 9.

Принимая во внимание выражение (2), получим

/г -(4)

ГоЧ

То ToNa

уммарная частота с выхода схемы «ИЛИ

N.

(5)

TnN:,

Учитывая выражение (1), получим

ГоЧ

(6)

При поступлении на делитель 14 360 импульсов суммарной частоты fj. выдается импульс переполнения на блок 16 управления, который снимает сигнал с одного из входов схемы «И 5. Схема «И была открыта на время

л. .

Число подсчитанных импульсов в цифровом счетчике 15 импульсов

„Л А/-/..(8)

Принимая во внимание выражение (4), (6), (7), получим

Л ,

X

Т. е. число будет равно непосредственно сдвигу фаз в градусах.

Предмет изобретения

Цифровой фазометр для измерения мгновенного значения сдвига фаз, содержащий блок управления и преобразователь фазового сдвига в интервал времени, выполненный в виде формирователей импульсов, электронного ключа, генератора образцовой частоты, делителя частоты и регистрирующего счетчика, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непосредственного отсчета и повышения быстродействия, фазометр снабжен схемой онределения отношений временных интервалов, построенной на двоичном счетчике импульсов сдвига фазы, двоичном счетчике импульсов периода, общем двоичном счетчике импульсов, двух блоках схем совпадений и двух схемах

«ИЛИ, при этом вход регистрирующего счетчика через первую схему «ИЛИ соединен с выходом первого блока схем совпадений, управляющие входы которого подключены к двоичному счетчику импульсов сдвига фазы, его

сигнальные входы - к общему двоичному счетчику импульсов, к которому параллельно подключены сигнальные входы второго блока схем совпадений, а управляющие входы этого блока подключены к двоичному счетчику им34

схем совпадений через вторую схему «ИЛИ равления подсоединен к управляющему входу подключен к делителю частоты, а блок уп- схемы «И.

296053

и,