ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к области фазометрии и предназначено для цифрового измерения фаз в прямоугольно-координатных автокомпенсаторах.

Недостатками известных цифровых фазометров являются недостаточно высокая точность измерения, а сравнительно узкий частотный диапазон.

С целью повышения точности измерения и расширения частотного диапазона в предлагаемом фазометре, первый формирователь импульсов подключен к источнику опорного напрял ения, второй - к источнику исследуемого напряжения, выход первого формирователя параллельно подключен к одному из входов схемы совпадения и через инвертор - к входу второй схемы совпадения, при этом к другим входам схем совпадений подключены выходы второго формирователя и генератора импульсов, выход первой схемы совпадения подключен к входу сложения реверсивного счетчика, выход второй схемы совпадения через элемент задержки - к входу вычитания реверсивного счетчика, подключенного своим выходом к одному из декадных счетчиков, управляемому, вторым декадным счетчиком, связанным с выходом первого формирователя.

Фазометр содержит формирователи прямоугольных импульсов 1 и 2, инвертор 3, схемы совпадений 4 5 (каждая на три входа), элемент задержки 6, генератор импульсов 7, реверсивный счетчик 8, декадные двоично-десятичные счетчики 9 и 10, цифровой индикатор 11.

Фазометр работает следуюш,им образом.

В начале оба сигнала формируются в прямоугольные и поступают на схемы совпадений

4и 5. Опорный сигнал на схему 5 подается через инвертор 3. При этом первая схема совпадения 4 сравнивает по фазе положительные полуволны измеряемых и опорных напряжеНИИ, а вторая схема 5 -отрицательную полуволну опорного сигнала с положительной полуволной измеряемого вектора. К третьим входам схем совпадений 4 5 подаются тактовые импульсы от генератора 7 для модулирования высокой частотой основных сигналов.

Таким образом, на выходе схем совпадений получаем число импульсных кодов, которое поступает к входам и вычитания реверсивного счетчика 5. Мелчду выходом схемы

5и входом вычитания счетчика 8 включен элемент задержки 6, который задерл ивает импульсы вычитания на некоторое время для надежного перехода реверсивного счетчика от

Из графика видно, что длительность выходного импульса схемы 4 равна 71 90+6, а схемы 5 - Г2 90°-б. Если считать, что периоду TI соответствует Al импульсов, а периоду TZ - NZ импульсов, то к реверсивному счтчику 8 сначала поступят импульсов, затем из этого -количества вычитаться NZ импульсов. Следовательно, в каждом периоде опорного сигнала в реверсивном счетчике останется N N - N-2 нмпульсов. Если вместо NI и Л2 записать соответствующие фазовые углы, находим:

(90°-f6) -(90°-б)2б

л

Т

или

т. е. фазовый угол измеряемого вектора определяется половиной числа импульсов, оставшихся в реверсивном счетчике после любого периода опорного сигнала.

При 6 0 импульсы, поступающие на сложение и вычитание, равны, т. е. реверсивный счетчик ничего не содержит. При углах выще нуля после каждого периода в счетчике разность импульсов суммируется, и следовательно, через определенное время она заполняется и сбрасывается снова к нулю. Выход реверсивного счетчика подключен к декадному счетчику 9, состоящему из нескольких декад двоичнодесятичного счетчика. После каждого цикла заполнения реверсивного счетчика 8 в момент сбрасывания к нулю импульс переноса поступает к декадному счетчику.

В зависимости от угла измеряемого вектора и числа периодов сравнения в декадном счетчике набирается определенное число. Если это число квантовать во времени, т. е. прерывать работу этого счетчика в строго определенные равные интервалы, тогда содержание его будет пропорционально измеряемому углу. Для

этого использована дополнительная декада двоично-десятичного счетчика 10, на вход которого поступают формированные импульсы опорного сигнала одной полярности и после десяти периодов на выходе его вырабатывается импульс, который сбрасывает к нулю декадный счетчик 9. Выбор числа периодов для квантования во времени зависит от требуемой точности отсчета измеряемого угла. Естественно, она еще зависит от числа импульсов генератора, соответствующих одному полупериоду опорного сигнала. Выход декадного счетчика 9 подключен к цифровому индикатору 11, фиксирующему измеряемый угол.

Предмет изобретения

Цифровой фазомер, содержащий два формирователя прямоугольных импульсов, инвертор, две схемы совпадений, элемент задержки,

генератор импульсов реверсивный счетчик, декадные двоично-десятичные счетчики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расщирения частотного диалазона, первый формирователь подключен к источнику опорного напряжения, второй - к источнику исследуемого напряжения, выход первого формирователя параллельно подключен к одному из входов схемы совпадения и через инвертор - к входу второй схемы совпадения,

при этом к другим входам схем совпадений подключены выходы второго формирователя и генератора импульсов, выход первой схемы совпадения подключен к входу сложения реверсивного счетчика, выход второй схемы совпадения через элемент задержки - к входу вычитания реверсивного счетчика, подключенного своим выходом к одному из декадных счетчиков, управляемому вторым декадным счетчиком, связанным с выходом первого формирователя.

.iiiiiiiiimiiinii

-7;4

t

Риг.2