ФАЗОМЕТР Советский патент 1974 года по МПК G01R25/08 

1

Изобретение отнооится к фазоизмерительной технике. Известен ф азометр, содержащий олорлый и измерительные каналы, состоящие каждый из последовательно соединенных форМирощателя и делителя частоты, лодклЮченных выхода.м.и- к фазочувств1ителыной схе.ме, два последю;вательн0 включевных электронных ключа, один из которых входами связали с выходами фазочувствителыной схемы и генератора имюульсоВ, а второй ключ соединен с времязадающей схемой и счетчико м.

Недостаткам известных фазометров я.вляется наличие «мертвой зоны вблизи нуля.

Цель изобретения-новыщение точности иэмерен.ия фазы вблизи нуля, упрощение схемы и -повышение надеж ности фазометра.

Это достигается тем, ч:то предлагаемый фазометр снабжен двумя схемами совпадения, двумя дюполнительньими фор..мирователями и триггером, лричем выход первой схемы совпадения, подключенной одним входом к выходу формирователя опорного капала, а вторым-- к выходу времязадающей схемы, соединен со входом нервого дополнительного формирователя, выход последнего связан со входом устан101нки «О триггера, вход установки «1 которого нодключен к выходу второй схемы совладения, имнульоный вход которой подключен к выходу формирователя измерительного канала, а потенци альный управляющий вход через интегрнрующую цепь - к выходу установки «1 триггера, один из выходов которого через второй дололнительный формирователь подключен ко входу установкой «О делителя частоты измер1ИтельНого канала. На фн1Г. 1 изображена блoк-cxe ia предлагаемого фазомсгра; па фиг. 2 - врс.мсн-пые диаграм.мы.

Фазометр состоит нз фор;миров атслей 1 и 2,

делителе ч астоты 3 и 4. фазочуВСтвИ1тельной схемы 5, электроп:пых ключей б и 7, счетчнка 8, генератора импульсов 9, времязадающ-ей схемы 10, схем совпадения 11 и 12, формирователей 13 и 14, интегрирующей неп-и 15 и

триггера 16.

Времязадающ-ая схема 10 имеет выходы 17 и 18.

Временные диаграммы, показанные на фиг. 2, иллюстрнруют работу фазо.мерра. Здесь

а - нйитульсы на выходе формирователя 1, б - имлульсы па выходе 17 времязадающей схемы 10, е - имлульсы на выходе 18 времязадающей схемы 10, г - имлульсы на выходе формирователя 13, ( -Импульсы на выходе делителя частоты 3, е - и мпульсы ла выходе формирователя 2, ж - и.мпульсы на выходе триггера 16, з - суммарная элюра напряжений ла обоих входах иматульснолотенциальной схемы совладения 12 (для удобства ситналы ла обоих входах просуммированы),

и - имлульсы на выходе формироъателя 14, к-импульсы на выходе делителя частоты 4, л - имлульсы на выходе ключа 6, м-импульсы на выходе 1КлЮЧ1а 7.

Перед началом кажидого нового цикла измереиия вре-мязадающая схема выра батывает на выходе 18 Имп-ульс (фиг. 20, интервал BpeMfiiHH ti-ta), который ноступает на управляющий вход схемы совпадеиИЯ 11 и открывает ее на интервал времени ti-/3. ОдиН из имшулысов, вырабатываемых формирователем 1, совпадающий во времени с интервалом ti-tz, проходит через схему совпадения 11 и запускает формиро ватель 13. В случае коода 01казы вается затруднительным обеспечить требуемую длительность Импулыса на выходе 18 времязадающей схемы 10 и на вход формирователя может поступить количество импульсов больниее, чем , между схемой совПаде-ния 11 и формир01вателем 13 может быть поставлен триггер, вход установки «О которого соедиибп с выходом 17 схемы 10.

Им;пуль|С, возникающий в результате этого па выходе формирователя 13 (фиг. 2 г, момент времени /2), устаиавливает в состояние «О делитель частоты 3 (или не дает возможности изменить свое состояние делителю частоты 3 под воздействием входных импульсов, если он перед этим находишся в состоянии «О) и триггер 16 (фиг. 3d и ж, соответственно, момент времени t). В рез-ультате переключения триг/repia 16 в состояние «О на выходе интегрирующей цепи 15 начинает понижаться напряжение в сторону отпирания схемы совпадения 12 и оно достигает уровня отпирания (нуля) нослед ней через интервал времени А/ (фиг. 2з). Задержку иэменення напряжения на выходе интегрирующей цепи 15 (интервал времени до нуля выбирают, исходя из максимально возможного изменения сдвига фаз между исследуемыми колебаниями за один цикл измерения. В большинстве случаев оказывается достаточной установка .времени At равная интервалу времени между сформированными исследуемыми колебаниями, сдвинутыми по фазе на 90°. В рассматриваемом случае сдвиг фаз между исследуемыми колебаниЯми в начале времени измерения составляет 10°. Поэтому на в.ход установки «1 триггера 16 через схему соэнадения 12 проходит только второй (фиг. 2з, мюмент времени ti) вырабатываемый формирователем 2 носле момента времени 4 им1пульс (в момент прихода первого импульса схема соннадения 12 еще заперта). В результате этого триггер 16 возвращается в исходное состояние «О в момент времени 4 (фиг. 2ж) и запускает формирователь 14. В этот момент и происходйт установка делителя частоты 3 в состояние «О (фиг. 2 к, момеет времени 4J- Таким образом, IB предлагаемом фазометре в рассматриваемом случае перед началом измерения между выходными сигналами делителей частоты 3 и 4 устанавливается временной сдвиг, пропорциональный 360°+ф.

Следует отметить, что представление измеряемого угла в виде 360°-+-ф не всегда является удобным. Однако вычита1ние фиксированной величины 360° из конечного результата не вызьивает тех1НИ1ческих затруднений. Это можно сделать автоматической установкой счетчика 8 в ,«0 после достижения в последнем результате угла, нропорционального 360°. Углы, большие сдвиша фаз, нропорционального интервалу А, измеряются фазометром как (фиг. 2 б) интервал времени 62В случае использО(вания в качестве схемы 5 биполярной фавочувствйтелыной схемы, коэффициент деления дели1телей частоты 3 и 4

в предлагаемом фазометре должен быть пе менее 3, и используются при этом оба выхода делителей часто1Ъ1 3 и 4.

Предлагаемый фазометр позволяет измерять сдвиг фаз, ИЗМСНЯ1ЮЩИЙ1СЯ в процессе измерения (нанример, в случае, когда один из сигпалов засорен шумами).

Предмет изобретения

Фазометр, содержащий опорный и измерительный каналы, состоящие из последовательно соединенных формирователя и делителя частоты, выходы которых подклю рены ко входам фазочувствителыной схемы, два последователыно включен1 ых электронных ключа, один из которых соединен с выхода ми фазочувстнителыной и времязадающей схем, а второй овязан с генератором импульсов и со счетчико.м, отличающийся тем, что, с целью новыщения точности измерения фазы вблизи нуля, упрощения схемы и повышения надежности фазометра, он снабжен двумя схемами совпадения, двумя дополнительными фор|Мирователями и триггером, причем выход

первой схемы совпадения, подключенной одним входом к выходу формирователя опорного канала, а вторым-к выходу времязадающей схемы, соединен со входом первого дополнительного формиров1ателя, выход последнего овяза.н со входО|М установки «О триггера, вход устаноВ1Ки «1 которого подключен к выходу второй схемы совпадения, импульсный вход которой подключен к выходу формирователя измерителыного канала, а потенциалвный упра1вляющий вход через интегрирующую цепь - к выходу установки «1 триггера, один из выходов которого через второй дополнительный формирователь подключен ко входу установки «О делителя частоты

измерительного канала.