УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ ДВУХ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Советский патент 1972 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и пред-назначено для измерения разности фаз между двумя гармоническ/ими сигналами в условиях помех. Известные фазометрические устройства с цифровым выходом, содержащие фазо-цифровой преобразователь и отсчетное устройство характеризуются недостаточной точностью измерения в условиях помех из-за отсутств:ия в них усреднения -результатов измерений за несколько периодов рабочей частоты. Для повышения точности измерения разности фаз сигналов в условиях помех в предлагаемое устройство введены параллельно соединенные между собой цифровой накопитель и анализатор длительности пачек импульсов, два счетчика и схема коррекции, причем отсчетное устройство подсоединено к цифровому накопителю таким образом, что осуществляется деление на число взятых замеров. Такое построение фазометра устраняет ошибкя, возникающие в разомкнутых фазоизмерителях при, усреднении результатов измерений и обусловленные цикл:ичностью фазы. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства, содержащего преобразователь «фаза-цифра- /, отсчетное устройство 2, цифровой накопитель 3, анализатор 4 длительности пачек импульсов, счетчики 5 и 6 соответственно «малых и «больщих пачек импульсов, схема 7 коррекции накопленной в цифровом накопителе суммы импульсов. Устройство работает следующим образом. Входные колебания, представляющие собой смесь сигналов с помехой, поступают на формирователи импульсов ФИ1 и ФИ2 преобразователя «фаза-цифра /, формирующие импульсы в моменты переходов этих колебаний через нулевой уровень с положительной производной. Импульсы, дающие разрещение на взятие замера (мгновенного значения разности фаз Дф), формируются генератором импульсов ГИ и следуют с частотой /ь причем интервал межвыбирают примерно равду отсчетами Тным времени корреляции помехи Ткорр.: 7 ткорр. При поступлении импульса частоты fi триггер Г дает .разрешение на схему MI. На другой вход схемь Я поступает импульс с формирователя импульсов ФЯь с выхода схемы MI этот импульс поступает на сбросовую щину дешифратора ДШ, представляющего собой двоич-ный счетчик, емкость которого равна емкости счетчика долей фазового цикла СД цифрового накопителя 3, и входящего в состав анализатора 4. Импульс с выхода схемы MI поступает также на вход «С триггера Га, -при опрокидывании которого начинается формирование временного

интервала Д/, соответствующего мгновенному значению разности фаз, который заполняется на схеме совпадения Яа посту)пающими с генератора ГИ импульсами, имеющими частоту

,

где /о - частота входных сигналов. Л - емкость счетчика долей фазового цикла СД цифрового наконителя 3, которую выбирают, исходя из требуемой точности .измерения разности фаз. Импульс с выхода формирователя Ф//2, соответствующий концу интервала 1времени ДА -по.стунает /на вход «7 триггера Га, при опрокидывании кото,рого закрываются схемы совпадения И и //г. Таким образом, со схемы Я2 на вход «+ счетчика СД и на вход дешифратора ДШ постунает информация о мгновенном значении разности фаз входных сигналов в виде пачки импульсов. В момент окончания временного интервала Д с выхода «О триггера TZ снимается потенциал, поступающий в анализатор 4. При этом на входе дифферендирующей цепи ДЦ формируется имлзльс, поступающий на вход схемы совпадения И и Яз, к другим входам которых подсоединены входы дешифратора ДЯ/.,С этих входов снимается информация о то.ч, является ли начка импульсов «малой, соответствующей текущему значению разности фазО° -;Лф 190°, или «большой ( 360°). В случае, если пачка и-мпульсов была «малой, то импульс с выхода анализатора (схема И) поступает на вход счетчика числа «малых «пачек 5. Аналогичным образом, если пачка импульсов была «большой, то с выхода анализатора (схема ЯБ) поступает .импульс на вход счетчика б числа больших «пачек. При этом емкость счетчиков 5 и б выбирается равной числу замеров п. Одновременно с этим имяульс с цепи ДЦ поступает на вход делителя: «я (п-общее число произведенных за время наблюдения замеров). После взятия п замеров с выхода анализатора 4 («:п) через линию задержки Л3 на вход схемы коррекции 7 (триггер Тз) поступает Импульс. При опрокидывании триггера 7з начина-ется коррекция -результата пакопления в накопителе 3. При с выхода триггера 7з на вход схемы совпадения Яе поступает разрешающий потенциал. На другой вход схемы Яб с генератора ГИ поступают импульсы с частотой /2, которые, пройдя схему Яе, поступают на схемы совпадения Я и //«. Если общее число импульсов, -накопленное в цифровом накопителе 3, .меньше половины его емкости, которая выбирается соответствующей максимальной текущей разности фаз 360°, умноженной на число за.меров п, то с выхода «У - последнего разряда накопителя 3 (триггер Т) на Яу поступает разрешающий потенциал, и Импульсы с частотой 2, пройдя схему Ит, поступают через схему ЯЛЯ на вход «- счетчика целых фазовых циклов СЦ цифрового накопителя 3 и на вход

счетчика 6 числа «больших «пачек. Причем, как толыко из счетчика 6 зычтется записанное число, с его вы.хода снимается импульс, который, пройдя через схему ИЛИг, опрокидывает триггер Гз, запрещая щрохождение импульсов частоты /2 через схему Яе. Такое же количество импульсов вычитается из счетчика СЦ цифрового накопитёля 3. Перепад, возникающий на выходе триггера Гз, поступает

на вход цифрового накопителя 3 (ДШ), начиная считывание результата накопления из цифрового накопителя 3 в отсчетное устройство 2. При этом импульс, возникающий на выходе цепи ДЦ, после прохождения линии задержки

ЛЗ поступает на вход «О триггера Т и на сбросовую шину отсчетного устройства 2. При опрокидывании триггера Гэ с выхода «( на схемы совпадения Яд и Яю поступает разрешающий потенциал и импульсы частоты fz, пройдя Яд, поступают на вход «- счетчика СД цифрового накопителя 3, считывая записанный в нем результат. Деление скорректированной суммы в цифровом накопителе 3 на число взятых замеров п, необходимое для получения искомой разности фаз входных сигналов, осуществляется за счет съема импульсов ири считывании с соответствующего разряда цифрового накопителя 3. Эти импульсы после прохождения схемы Яю поступают на вход отсчетного

уст|ройстБа 2. По окончании считывания с выхода тригге ра Т снимается импульс, который опрокидывает триггер TS, причем с выхода «0 триггера TS на схемы Яд и Яю подается запрещающий потенциал, закрывающий вход «-

счетчика СД цифрового накопителя 3.

Аналогичным образом, если общее число накопленных в накопителе 3 импульсов больще или равно половине его емкости, то с выхода «О триггера Т. на схему Яв поступает разрещающий нотенциал и производится коррекция результата накопления в накопителе 3, в процессе которой на вход «+ счетчика СЦ через схему поступает число импульсов, равное числу, залисаниому в счетчике 5, после

чего происходит считывание информации в отсчетпое устройство 2.

Предмет изобретения

Устройство для измерения разности фаз двух гармонг1ческих сигналов, содержащее фазо-цифровой преобразователь и отсчетное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено анализатором длительности пачек импульсов, счетчиками, схемой коррекции и накопителем, один из входов которого соединен с выходом фазо-цифрозого преобразователя, а другой -- с выходом схемы коррекции, входы которой связаны с выходами счетчиков, анализатора и накопителя, причем вход анализатора подключен к выходу фазо-цифрового преобразователя, а его выход - к входам счетчиков.