ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ИКФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ Советский патент 1971 года по МПК G01R25/08 

Изо|бретен ие относится к фазоизмерительной тех1Н;и«е И может быть попользовано для автоматического измерения фазавых сдвигов элект|р:ических колебаний .низших я инфрая-изких частот.

Известные цифровые фазометры инфранизких электрических колебаний, содержащие формирователи и.мпульсов, генератО|р линейно изменяющегося напряжения, запоминающее устройст&о и частотомер, имеют сравнительно невысокую точность измерения и сложны в реализаций.

Предлагаемый фазометр для повышения точности и упрощения схемы построения снабжен включенным между импульсным выходом электронного ключа и выходом одного из форМИрователей импульсов умножителем частоты и включенными между формирователями н потенциальными входами ключа двумя устройствами выделения мом ентов переходов исследуемых нанрял ений через .максимальные значения, выполненлыми каждый триггеров управления, триггера деления «а два, вентилей управления и реверсивного счетчика, при этом один |Из выходов формирователя импульсов через первую цепочку последовательно включенных вентиля, триггера управления, вентиля я Т|риггера деления на два -подключен ко в.ходу вычиталия реверсивного счетчика, указанный выход формирователя через

вто:рую цепочку последовательно включенных вентиля, триггера управления и вен-пиля, соединенного с генератором эталонной частоты, подключен ко входу суммирования реверсивного счетчика, второй выход формирователя подключен к триггеру управления первой неночки и к Tpnrreipy управления, связанному с цепью пуска, а его выход с одной стороны соединен с вентилем первой цепочки, с другой -

0 с триггером управления, вход которого с триггером управления первой цепочки, а его выход - с вентилем этой цепочки.

На фиг. 1 Приведена функциональная схема предлагаемого фазометра; иа фиг. 2 -

5 в ременные диаграммы, иоясняющ.ие прпнЦИ(п его работы.

Фазометр содерж1 т формирователи 1 п 2 импульсов, устройства 3 4 для выделения моментов переходов исследуемых напряжений

0 через максимальные значения, гене)ратор 5 эталонной частоты, умножитель 6 частоты, электронный ключ 7, регистрирующее устройство 8, кнопку .9 «Пуск и кнопку 10 «Сброс.

Формирователи / и 2 для формирования импульсов в моменты пере.ходов исследуемых сигналов и и вх2 через «улевые значения. Каждый из формирователей состоит из двух нуль-органов //, 12 и 13, 14, выходные импульсы KOTqpbix появляются в

моменты переходов входных сигналов чфез цули: из отрИцателы-юй обла:СТ1И в положительную - на выходах элементов // « 13, пз ..тельной области в отрицательную - на выходах элементов 13-я 14.

- Устройства 3 и 4 имеют одинаковые схемы II каждое из них содержит {для иростоты приведена р.азве(рнутая схема устройства 3) триггеры 15-18 управления, триггер 19 деления на два, вентили 20-23 управления и реверснвиый счетчик 24, служащий для задап;ия моментов измерений.

Фазометр работает следующим образом.

В исходном положении 20-23 закрыты потенциалами триггеров 15-18 соответственно, реверсивпый счетчик 24 и регистрирующее устройство 8 находятся в нулевом состоянии. В исходное состояние фазометр устанавливается перед каждым 1изме|рением нажатием -кнопки 10 «Сброс. Исследуемые н апряжения f/eii и f/Bx2 поступают на входы прибора. Пусть в общем случае в исследуемых сигналах присутствуют постоянные составляющие нротегвоположных знаков (см. фиг. 1 а, 6}. Формирователи 1 ч 2 генерируют импульсы в моменты времени (см. фиг. 2 а, б) 3, 7 на выходе нуль-органа 12; i, t-, /9 - на выходе нуль-органа 11 , fi - на выходе иуль-QpraHa 14; , t,, to - па выходе нуль-оргала 13.

РаботЛ- устройства можпо разбить на два этапа: выделение моментов измерен ия «/

(где , 1, 2 . . . .) или моментов

переходов исследуемых напряжений через :М.аксимумы, и собствепно измерение фазы, isJOTOpoe заключается в заполнении временного интервала импульсами калиброванной частоты /к

Рассмотрим пе1рвь Й эта1п работы фазометра для одного канала. При нажатии кноики 9 «Пуск срабатывает триггер 15 и открывается вентиль 20. Первый же импульс с вы.хода нуль-органа И (момент времени , фиг. 2 а) проходит через вентиль 20 и опрокидывает тригге|р 16, который, в свою очередь, открывает вентиль 2. С этого момента времени импульсы высокой частоты fo с выхода генератора 5 через вентиль 21 и триггер 19 поступают wa вход вычитания реверсивного счетчика 24 (см. фиг. 2 в), т. е. на вход счетчика 24 им/

пульсы поступают с частотой о-. Когда поступает импульс с выхода нуль-органа 12 (момент 3, фиг. 2 а), TipHrrepbi 15 и 16 возвращаются iB исходное состояние, за крывая вептклй 20 и 21. За время открытого состояния вентиля 21 в счетчик 24 записывается на вычнтапие количество импульсов

(/з-,) I

ет триггер 18, открывая вентиль 23. Импульсы высокой частоты с генератора 5 поступают на вход суммирования счетчика 24 (см. фиг. 2(9). После прихода Л импульсов на выходе счетчика 24 появляется импульс переполнеиия, который и будет соответствовать моменту /п- перехода напряжения („xi через максимум. Действительно, число импульсов .V при входной частоте /о (поступает в счетЛ t--tчик через время ---,-,; , так как

/о

3 - l h - i-e,.

Выходной импульс счетчика 24 возвращает триггеры 17 И 18 в исходное состояние, заюрывая вентили 22 и 23. На этом заканчивается первый этап р.аботы одного канала введения момента перехода нанряжепия U „.xi через максимум.

Аналогично работает и второй канал, выделяющий мо.мент перехода через л;аксиму. напряженяи (см. фиг. 26, г, е). Им является время 4 с начала измерений. В этот момент появляется нмпульс переполнения реверсивного счетчика устройства 4.

Второй этап работы фазомечра заключается в следующем.

Выходной импульс устройства 3 (реверсивного счетчика 24) открывает электронный ключ 7, и импульсы частоты / к с выхода умножителя 6 частоты поступают на регистрирующее устройство 8 (см. фиг. 2 ж). Выходным импульсом устройства 4 эл.ектронный ключ 7 закрывается. Количество импульсо1В, постуггивщее на регистрирующее устройство

через открытый ключ 7, пропорпионально измеряемому фазовому сдвигу

Ф.1е/(/к,

где d - диСКретносгь отсчета фазового сдвига;/С - постоянное число.

Для получения дискретности необходимо обеспечить , для ,1° требуется .

Про

м е т и 3 о о р е т е н н я

Цифровой фазометр инфранизких частот, содержащий формирователи импульсов в моменты нере.кодов исследуемых напряжений через нулевые значения, генератор эталонной частоты и электронный ключ с релистрируюЩИм устройством на выходе, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерения и упрощения схемы пр ибора, он снабже включенным между импульсным входом электронного ключа и выходом одного из формирователей импульсов умножителем частоты и ВКлюченньРМ|И между формирователями н потенциальными входами ключа двумя устройствами выделения моментов переходов исследуемых напряжений через макснма.чыпзш значения, выполненными каждый из триггеров управления, триггера деления на два, вентилей управления и реверсивного счетчика, при этом ОДИН |Из выходов форМИрователя

импульсов через первую цепочку лоследоезтельно Включенных вентиля, триггера управления, вентиля и триггера деления на два подключен ко входу вычитания реверсивною счетчика, указанный выход формиравателя через втqpyю цепочку последовательно включенных вентиля, триггера управления и вентиля, соединенного с генератором эталонной частоты, подключен ко входу суммирования реверсивного счетчика, второй выход формирователя подключен к триггеру управления первой цепочки и - к Tp rreipy управления, связанному с цепью пуска, а его выход с одной стороны соединен с вентилем первой цепочюи, с другой - с триггером управления, вход которого соединен с триггером управления первой цепочки, а его выход - с вентилем этой цепочки.

li/

.L

iiiiLj

II

Ji Bfflii

:.-Я,

7Г

Лi Ii

ii

I iI