ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ СИГНАЛОВ КРАТНЫХЧАСТОТ Советский патент 1971 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к области электрических измерений, а именно, к измерению сдвига фаз между двумя напряжениями повышенных кратных частот, например 10 Мгц и 20 мгц.

Известны двухканальпые фазометры со стробоскопическим преобразованием частоты для измерения сдвига фаз между двумя напряжениями равных частот, содержащие в каждом канале стробоскопический преобразователь, генератор затворных импульсов, формирующий усилитель, схему восстановления постоянной составляющей, генератор управляющих импульсов, усилитель синхросигнала, делитель частоты, генератор пилообразного напряжения, схему сравнения, генератор медленного пилообразного напряжения, каскад сравнения.

Недостатком известных устройств является то, что они не дают возможности измерять разность фаз между колебаниями кратных частот, так как при преобразовании частоты сигналы кратных частот располагаются в различных областях частотного спектра, и их совместная обработка становится невозможной.

сравнения, нагрун енными через детекторы на два входа усилителя постоянного тока, вход генератора затворных импульсов подключен к выходу цепи «ИЛИ., ко входам которой подключены выхода каскадов сравнения, сигнальные входы которых подсоединены параллельно к выходу генератора пилообразного напряжения, а опорные выходы подключены к выходам каналов, при этом к коммутирующим входам каскадов сравнения подключены противофазные выходы электронного коммутатора, связанного с делителем частоты, а управляющий вход схемы восстановления постоянной составляющей соединен с выходом

генератора управляющих импульсов, вход которого соединен с выходом каскада сравнения и входом выщеупомянутой цепи «ИЛИ.

Это позволяет повысить точность и расщирить частотный диапазон.

Блок-схема описываемого фазометра представлена на чертеже.

В каждом из двух каналов фазометра содержится стробоскопический преобразователь

/, управляемый генератором 2 затворных и.мпульсов, формирующий усилитель 3, схема восстановления 4 постоянной составляющей, генератор 5 управляющих импульсов, усилитель 6 синхросигналов, делитель 7 частоты,

вольтметр 9 постоянного тока, два динамических триггера 10 и 11, детекторы 12 и 13, усилитель 14 постоянного тока, цепь «ИЛИ 15, каскады сравнения одного 16 и второго 17 каналов, электронный коммутатор 18.

Принцип действия фазометра показан на примере работы первого канала. В момент, определяемый равенством мгновенного значения пилообразного напряжения с генератора 8 и напряжения на выходе усилителя 14 постоянного тока, каскад сравнения 16 запускает генератор 2, открывающий стробоскопический преобразователь 1. Импульс на выходе преобразователя 1 усиливается и формируется в усилителе 3, а амплитуда сформированного импульса запоминается в схеме восстановления постоянной составляющей схемы восстановления 4. В зависимости от того, больще или меньще напряжение на выходе схемы восстановления 4 того напряжения, которое соответствует нулевому значению сигнала на входе преобразователя 1, один из динамических триггеров, допустим 11, начинает работать, и его выходное напряжение детектируется детектором 13 и поступает на вход усилителя 14. При этом выходное напряжение одного из детекторов, в данном случае 13, повыщает напряжение на выходе усилителя 14, выходное напряжение другого детектора понижает его. Благодаря тому, что генератор 8 запускается синхронно с входным сигналом в связи с наличием усилителя 6, изменение напряжения на выходе усилителя 14 приводит к смещению момента срабатывания каскада сравнения 16 и генератора 2 затворных импульсов относительно входного сигнала, а благодаря наличию двух динамических триггеров 10 и 11 и двух входов усилителя 14, действия которых противоположны друг другу, в системе наступает состояние динамического равновесия, при котором затворный имнульс на преобразователе 1 появляется в те моменты времени, когда сигнал на входе проходит через нуль.

Благодаря электронному коммутатору 18 оба канала фазометра работают поочередно, и в результате на выходах коммутатора автоматически поддерживаются уровни напряжений, равные мгновенным значениям пилообразного напряжения в моменты перехода через нуль сигналов на входах.

Грубые ощибки на лолпериода в приборе невозможны, так как только у одного из переходов сигнал через нуль (например, из минуса в плюс) положение затворного импульса может быть устойчивым: если затворный импульс случайно попадает «в неправильный нуль сигнала, малейшее рассогласование приведет к тому, что один из динамических триггеров 10 и 11, начав работать, уведет потенциал на выходе усилителя 14 постоянного тока от этого положения в том же направлении, в котором произошел начальный

уход, и стабилизация положения затворного импульса произойдет у соседнего переход, сигнала через нуль. Ошибка же на цело-; число периодов по существу не являетсзи ошибкой.

Предмет изобретения

Двухканальный фазометр для сигналов

кратных частот, содержащий в каждом канале стробоскопический преобразователь, управляемый генератором затворных импульсов, нагруженный на формирующий усилитель и схему восстановления постоянной составляющей, связанную с выходом генератора управляющих импульсов, усилитель синхросигнала, связанный со входом сигнала низшей частоты, нагруженный на делитель частоты и генератор пилообразного напряжения, вольтметр постоянного тока, например цифровой, включенный между выходами каналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения частотного диапазона, он снабжен двумя динамическими триггерами в каждом канале, например, по типу диодно-регенеративных схем сравнения, нагруженными через детекторы на два входа усилителя постоянного тока, вход генератора затворных импульсов подключен к

выходу цепи «ИЛИ, ко входам которой подключены выходы каскадов сравнения, сигнальные выходы которых подсоединены параллельно к выходу генератора пилообразного напряжения, а опорные выходы подключены к выходам каналов, при этом к коммутирующим входам каскадов сравнения подключены противофазные выходы электронного коммутатора, связанного с делителем частоты, а управляющий вход схемы восстановления постоянной составляющей соединен с выходом генератора управляющих импульсов, вход которого соединен с выходом каскада сравнения и входом вышеупомянутой цепи «ИЛИ.

I канал

Г,

I 0-iU

/. j I

/

tf, I

0-J

A fn I

2° канал