ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР Советский патент 1973 года по МПК G01R25/08 

1

Ивобретение относится к электро-радиоизмерительной технике.

Известен цифровой фазометр, состоящий из двух формирующих устройств, входы которых подключены (КО входам прибора; управляемого триггера, ко входам которого подключены выходы формирующих устройств; последовательно включенных первой и второй ключевых схем и счетчика, времязаднЕОщей схемы, состоящей из последовательно включенных делителя частоты и три1пгера; квантующего генератора, выход которого подключен ко входу .первой ключевой схемы и делителю частоты, .причем выход триггера подключен ко входу второй ключевой схемы.

Этот фазометр относится к классу усредняющих приборов и характеризуется большой погрешностью измерения -фазовых сдвигов между синусоидальными напряжениями, подверженными случайной фазовой модуляции, в области, прилегающей к 0° с обеих сторон.

Для уменьщения иогрещности измерения фазовых сдвигов предлагаемый фазометр снабжен третьим формирующем устройством, подключенным к выходу управляемого триггера; линией задержки, схемой антисовпадений и 1первой схемой совпадений, входы которых подключены к выходу третьего формирующего устройства; суммирующим счетчиком, входы которого Подключены к выходам второй ключевой схемы и линии задержки, а выход ко входу первой схемы совпадения; первой группой ключей, входы которых подключены к выходам суммирующего счетчика и схемы антисовладений; вычитающим счетчиком, входы которого подключены параллельно входам суммирующего счетчика; второй 1груп1пой ключей, входы которых подключены к выходам вычитающего счетчика и первой схемы совпадения; сумматором-индикатором, входы которого .подключены к выходам первой схемы совпадений и схемы антисовттадений; группой схем сборки «ИЛИ, входы которых подключены к выходам первой и второй (Групп ключей, а выходы - ко входам

сумматора-индикатора, причем выход первой

схемы совпадений .подключен ко входу схемы

антисовпадений.

Для исключения неоднозначности отсчета

предлагаемый фазометр снабжен счетчиком., вход которого подключен .к выходу первой схемы совпадений, и второй схемой совпадений, вход которой подключен к выходу счетчика и делителя частоты, а выход - к сумматору-индикатору.

На чертеже приведена блок-схема описываемого устройства, состоящего из формирующих устройств /, 2, 3, схемы антисовпадений 4, управляемого триггера 5, линии задержки 6, первой 7 и второй 8 схем совпадеНИИ, ключевых схем 9, 10, суммирующего счетчи1ка 11, .квантующего генератора 12, первой 13 и второй 14 групп ключей, счетчика 15, делптеля частоты 16, триггера 17, группы схем сборки «ИЛИ 18, сумматора-индикатора 19 и вычитающего счетчика 20.

Устройство работает следующим образом.

На выходы Bxi и Вх поступают синусоидальные напряжения, сдвиг фаз между которыми предстоит измерить. Формирующие устройства / и выделяют положительные нулевые переходы входных напряжений и формируют в этот момент остроконечные импульсы. Под воздействием этих импульсов управляемый триггер формирует прямоугольные импульсы, длительность которых прямо пропорциональна измеряемому фазовому сдвигу и обратно пропорциональна угловой частоте сигнала. Эти прямоугольные импульсы поступают на вход третьего формирующего устройства 2 и первой ключевой схемы 9. На второй вход первой ключевой схемы 9 поступают импульсы от квантующего генератора 12. На выходе первой ключевой схемы появляются пачки импульсов. Через вторую ключевую схему 10 эти импульсы проходят в течение измерительного времени, формируемого делителем частоты 16 и триггером 17 из колебаний квантующего генератора 12. Суммирующий счетчик 11 запоминает количество импульсов в пачке, т. е. в одном измерении. В вычитающий счетчик 20 предварительно записывается число Ломаке, соответствующее сдвигу фаз 360°. При поступлении пачки импульсов вычитающий счетчик 20 производит вычитание и запоминает ра:зность

макс - 9

где

N Ф;Г/360г о

(Т - период входного сигнала, а о - период квантующей последовательности). Формирующее устройство 2 выделяет момент окончания импульса, сформированного управляемым триггером 5. В , если число, записанное в суммирующий счетчик 11, мало, то первая схема совпадений не срабатывает под воздействием импульса с выхода третьего формирующего устройства 2. Тогда срабатывает схема антисовпадений 4 и выдает импульс на первую группу ключей 13 и сумматор-индикатор 19. Под воздействием этого импульса сумматор-индикатор 19 переключается в режим «сложение. Содержимое суммирующего счетчика // через группу ключей 13 и группу схем сборки «ИЛИ 18 будет добавлено к содержимому сумматора-индикатора 19. Если под влиянием фазовых флуктуации входных сигналов или при измерении больщих фазовых сдвигов содержимое суммирующего счетчика 11 в каком-то периоде превысит некоторое критическое число . то срабатывает

первая схема совпадений 7. фазовом сдвиге 180°

Т

Л.

кр

2t

Суммирующий счетчик 11 работает так, что при записи в него числа , он выдает на первую схему совпадений разрещающий потенциал. В результате срабатывания первой схемы совпадений 7 сумматор-индикатор 19 будет переведен в режим «вычитание. Разность Ломаке - вычитается из суммы, накопленной сумматором-индикатором 19 через вторую rpyininy ключей 14 и группу схем

сборки «ИЛИ 18. Через некоторую задержку, обеспечиваемую линией задержки 6, в суммирующем 11 и вычитающем 20 счетчиках восстанавливаются исходные условия. Так как числа левой полуплоскости в результате операции вычитания поступают в сумматор-индикатор 19 как числа правой полуплоскости, то возникает неоднозначность отсчета. В качестве признака, по которому можно устранить указанную неоднозначность,

следует использовать знак накопленной суммы. Счетчик 15 подсчитывает, сколько раз сработала первая схема совпадений 7. В слу чае, если количество срабатываний превыщает половину количества всех измерений, что

определяет вторая схема совпадений 8 по импульсу конца измерительного времени с делителя частоты 16, то в сумматор-индикатор 19 поступает сигнал о переводе результата в область . Если количество срабатываНИИ первой схемы совпадения 6 оказывается меньще половины количества всех измерений, то результат остается в области .

Предмет изобретения

1. Цифровой фазометр, содержащий формирующие устройства, управляемый триггер, ключевые схемы, квантующий генератор, время - задающую схему, состоящую из делителя частоты и триггера, отличающийся тем, что, с целью уменьщения погрешности измерения фазовых сдвигов, он снабжен третьим формирующим устройством, подключенным к выходу управляемого триггера; линией задержки, схемой антисовпадений и первой схемой совпадений, входы которых подключены к выходу третьего формирующего устройства; суммирующим счетчиком, входы которого подключены к выходам второй ключевой схемы и линии задержки, а выход - ко входу первой схемы совпадения; первой группой ключей, входы которых подключены к выхода;м суммирующего счетчика и схемы антисовпадений; вычитающим счетчиком, входы

которого подключены параллельно входам суммирующего счетчика; второй группой ключей, входы которых подключены к выходам вычитающего счетчика и первой схемы совпадений; сумматором-индикатором, входы которого подключены к выходам первой схемы

совпадений и схемы антисовпадении; грушпои схем сборки «ИЛИ, входы которых 1подключены К выходам первой и второй груши ключей, а выходы - ко входам сумматора-индикатора, причем выход первой схемы совладений подключен ко входу схемы антнсовладений.

2. Фазометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения неоднозначности отсчета, он снабжен счетчиком, вход которого подключен к выходу первой схемы совпаденнй, и второй схемой совпадений, вход которой .подключен к выходу счетчика и делителя частоты, а выход - к сумматору-индикатору.

3,

дл}