ВСГГСОЮЗНАЯТШП:?-«•;--'•-•' ^'-^'^ .р-'-^ьЛ^-ЮУ^^^"^^ФАЗОМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01R25/08 

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и нредназначено для измерения угла сдвига фаз между двумя периодическими сигналами компенсационным методом.

Известные фазометры, содержащие формирователи импульсов, включенные в измерительном и опорном каналах, импульсный генератор, схему совпадения и счетчик импульсов с индикатором числа, имеют недостаточно высокую точность измерения и сравнительно узкий диапазон частот.

Предлагаемый фазометр позволяет повысить точность и расширить частотный диапазон благодаря тому, что он снабжен блоком определения направлений сдвига фаз и дополнительной схемой совпадения, соединенной с генератором импульсов, включенной между формирователем одного из каналов и счетчиком импульсов, другие входы которого соответственно соединены с генератором импульсов и выходом первой схемы совпадения, подключенной к генератору и формирователю импульсов другого канала.

Кроме того, фазометр позволяет устранить неоднозначность показаний благодаря тому, что блок определения направлений сдвига фаз выполнен в виде двух заблокированных индикаторов совпадений, включенных соответственно к выходам схем совпадений измерительного и опорного каналов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого фазометра.

Фазометр содержит источники исследуемых сигналов /, 2, формирователи 3, 4 коротких

импульсов, схемы 5, 6 совпадений, вспомогательный генератор 7 импульсов, счетчик 8 импульсов с индикатором 9 отсчитанного числа, индикаторы 10, И совпадений, блокирующее логическое устройство 12.

Фазометр работает на принципе «импульсных биений и фиксации заданного числа импульсов генератора 7, составляющих временной интервал, который уравновешивает временной интервал, пропорциональный искомому углу в увеличенном масшабе. При этом частота генератора близка к частоте исследуемых сигналов, а величина искомого угла определяется как произведение разности периодов исследуемого сигнала и генератора импульсов на заданное число импульсов генератора (с учетом коэффициента перехода от временного интервала к угловым единицам).

Для удобства описания работы устройства

назовем один исследуемый сигнал и сформированный из него импульс опорным, второй- текущим. Так как эти импульсы жестко и одинаково привязаны к фазе исследуемых сигналов, то между ними сохраняется искои текущим импульсом о- Если установить частоту генератора несколько меньше частоты исследуемых сигналов, то будут периодически происходить совпадения импульсов генератора с опорными и текущими импульсами. Временной интервал между совпадениями опорных импульсов с импульсами генератора определяется так:

яГ (;г+1)Гь(1)

где: п - число периодов сигнала, Т - период опорного сигнала, TI - период повторения импульсов генератора.

Так как текущие импульсы сдвинуты по отнощению к опорным на величину to, то, считая начало отсчета общим, можно записать:

/о+,Д1Г (п,+ 1)Гь(2)

где «1 - число периодов текущего сигнала от начала отсчета до ближайшего совпадения с импульсами генератора. При вычитании равенства (2) из (1), получим:

.0 (Т-Т){п-щ),(3)

Разность п - «1 будет всегда целым числом, так как это есть число периодов генератора между моментами совпадения, фиксируемых схемами 5, 6 совпадения. Очевидно, что число периодов меньше числа обозначающих их импульсов на единицу, отсюда:

п -я, (4)

где N - число импульсов генератора. Подставляя равенство (4) в (3), получим:

и (T-T,)(N-)(5)

или в угловых единицах:

360 . и

в

Из равенства (5) видно, что, задаваясь числом импульсов Л, можно найти такую величину разности частот, когда наступит компенсация измеряемой величины. Так как схемы совпадений фиксируют моменты совпадений поочередно, то схема совпадения, сработавшая раньще, запускает счетчик 8, а схема совпадения, сработавшая позже, останавливает счетчик и затем обнуляет его. Фаза текущего сигнала может быть отстающей или опережающей, в зависимости от этого меняется очередность срабатывания схем совпадений. Для удобства измерений с помощью логического устройства 12 стартстоповые входы счетчика сделаны взаимно обратными. Показания счетчика запоминаются индикатором 9 отсчитанного числа. Сброс показаний этого индикатора производится вручную, по мере необходимости. При срабатывании схема совпадений дает импульс на соответствующий индикатор совпадений, который определяет момент компенсации, а также опережение или отставание текущего сигнала. Для исключения неоднозначности этих показаний с выходов схем совпадений подаются импульсы на блокирующее логическое устройство 12, которое после срабатывания индикатора одного направления исключает индикацию второго направления. Импульсный режим, в котором работают элементы устройства, значительно улучшает эксплуатационные характеристики прибора. В предлагаемом устройстве при проведепии образцовых измерений с точностью 0,040° верхняя граница частотного диапазона исследуемых сигналов достигает 1 мгц.

Предмет изобретения

1.Фазометр, содержащий формирователи импульсов, включенные в измерительном и

опорном каналах, схему совпадения, генератор импульсов и счетчик импульсов, соединенный с индикатором числа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения частотного диапазона, он снабжен блоком определения направлений сдвига фаз и дополнительной схемой совпадения, соединенной с генератором импульсов;, включенной между формирователем одного из каналов и счетчиком импульсов, другие входы которого соответственно соединены с генератором импульсов и выходо.м первой схемы совпадения, подключенной к генератору и формирователю импульсов другого канала.

2.Фазометр по п. I, отличающийся тем, что, с целью устранения неоднозначности показаний, блок определения направлений сдвига фаз выполнен в виде двух заблокированных индикаторов сов;падений, подключенных соответственно к выходам схем совпадений измерительного и опорного каналов.