ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЙФАЗОВЫХ СДВИГОВ МЕЖДУ ДВУМЯ КОЛЕБАНИЯЛи1ОТ НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ Советский патент 1974 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к облает; фазоизыерительной техники и нредназначено для циф-рового измерения отклонения сдвига фаз гармоиических колебаний от .номинального значения.

Иэвестио устройство, предназначенное для решения аналогичной задачи, в котором для 11ювы шен1ия точности изимерения отклонения фаз известный .искомый угол приводят к -нулеваму углу 1путем пнкратного двухка:нального умиожения частоты и фазы исследуемых сигналов, которые -подают на входы 1нуль-инд и.катора фаз со стрелочным приборам.

Для иовышенИЯ точности измерения величины отк.танения фазовых с/двигав от наминаль.ного Зйачения .предлагаемый цифровой изме|ритель снабжен ча1стотно-(модулированным генераторам квантующих и:М1пульсо(В, частота |модуля ции :которого много меньше частоты исследуемых сипналов, схемой совладения, под(клю1чен.ной однвм вхо|дом через пересчетное устройство к генератору квантующих имлульCOIB, другИМ - к фо рмирователю .коротких импульсов одного из исследуемых си гналов, принятого за ,опо,р.ный, а выходом - к управляющему триггеру, пересчетным устройством, подключенным входом к выщеназванному генератору, а одн.ИМ из выходов - к измерителю временного .интервала, соответствующего изМеряемому откл0 сн)по, и олоку индикации знака отклонения через вентиль, открывающийся в момент достижения выбранной кратности частот, .нзмерительной двухканальной схемой, причем выходы обоих каналов подключены .к арифметическому устройству, включаюн1,ему схему сборки, подсоединенную oдниi входам к выходу оснсвпого канала через вычитания единицы, а вторым iBxoдом - к вентилю, один из входов .которого соединен с расширителем, а второй через схе;му «ИЛИ и схемы «И - с двумя триггерам;, счетные входы -которых иодсоединены: - .к выходу основного канала, второй- к выходу счетчика вычисления понравкн.

Кроме того, для обеспечения индикации знака отклонения выхад формирующего устройства сигнала с .исследуемой фазой подключен к индикаторам знако.в отклонения «плюс и «минус через соответствующие вентили, вторые входы которых нодключены к разным выходам триггера, один входов которого подключен к выходу формирующего устройства сигнала, .п.ринятого за опорный, а второй- через вентиль к выходу нересчетного устройства.

Предложенное устройство позволяет повы-сить точность измерения отклонения фаз за счет того, что отклонен 1е сдвига фаз .от номинального преобразуют во временной

интервал, соответствующий этому откломеиию, ст,робнруют этот интервал импульсам-и мзантующего генератора, источиики -KOTOpoiro AieiisiioTCH с целью усталювлення .кратно стн частот генератс-ра и исследуемых колебаний в ;-,.к т;;альнСм счетном устройстве, в одном п;: капалсв которого производят расширение интервала в /( раз, суммируют полученные последовательности им1пульсс1в в арифметическом хстройстве, это ВЫХ01ДУ которого определяется абсолютная величина откло1нения фазо;вого сдви-га от номинального. Зна1К отклопеJlия при этом определяется с помощью специального Индо-бкатора.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого цифр01вого измерителя.

Здесь обозначено: 1 i 2 - формируюндие устройства, 3 - частотно-1мадули:рава шый генератор MBaHTyioHUix Имлульсс в, 4 - модулятор, 5 и 5 - схемы совпадения, 7-15 - триггеры, 16-24 - , 25 - пересчетное устройство, 2ff и 27 - схемы сборной, 28 и 29 - индикаторы знака отклонения, 30 - схе;ма расш1 рения, 31 - схема вычитания едиНИцы, 32-55 - счетчи.ки вычисления поHpasKH (лересчетные декады), 36 и 37 - потеиииальные схемы «PI, 38 - потен-циалымая схема «ИЛИ, 39-42 - индвкаторы, 43 - блок автоматикн.

Для обеапечен.ия цифровой а-п-иИКацин измеряемое отклонение сдвига фаз Д1вух сИНусоидалнных колебаний от номинального значения Преобразуется во (временной иитервал )М, нролорцп.анальиый этому отклоиеиню, который заполняется им1Г}ульсам1И квантующего генератора.

Для достижения больщей точности измерен:ия фазовых отклонений ст|робиро1вание указаиного интервала производится ио двухжа1налы1ой схеме. При этом во вто.ро:м .канале 1п,рС1И31Водится расширение временного интервала 1бф,г,м в /С раз с иосладующим залолпением его нмпу.льс.-мн квантующего генерато 1а, в первом канале. В а1ри фметическом ;.ст.ройстве про:и.звод,ится савокуп ный анализ данных первого и второго каналов, причем результат измерения иаход;-;тс« в виде суммы: C + uf,

г .

где C g- ,j- -----результат измерения по

ocIIOB:И-Ol y (иервому) каналу;360

rf(l-/a + r)

-noinpaiBJ a, определяемая

NK

IB арифметическом (устройстве на основанпи р езул ьтатов :из. t ер енИ н 1ПО первому и второму ка1нала1М;

-.целые числа нлгпульсов

здесь S и давантующего генератора, уложившихся соответственно в интервалах бф и A/SqniM;

/С - коэффи1ниепт .расширета1я временоЮГО интервала во втором канале; ДА -число импульсов ;ква,нтующей .последовательности, укладывающихся в |Интер1Бале времени, равуюм иериоду ;сследу ем ы X с и нусояд а л ьи ы х аиг,н;алов.

Для облегчения измерения (с целью упрощения ар1 фметичсокОГО и иидн.каторного устройства) частота кваптуюн:(его генератора должна быть та.кой, чтобы в oaJiioiM периоде исследуемых гармонических колебаний укладывалось оиределенное число .периодов :кваитующей -последовательност-и N, кратное 360. -Г1|ри этом каждый и млульс, .иксирова;1нь Й в арифметическом уст1ройстве, будет свиле

тельстсовать о фазовол сдвиге в ,. грач.

Л

J-Л

Для обеоиемени

этгго словия в ире.длатае lOi iислользуется ча1стот;:о-м0 дулир;.ван1;1 1Й геиератор ,кваит1ующ|ИХ :цмпульссв, частота повторен.ия зямстульсов которого изменяется в з адаваемых пределах по сииусоидальиому закодгу с частотой, много меньгией частоты исследуемых сигналов. В тот .момент, ко.пда достигается указанная краткость частот мва-нтующего генератора и наследуемого силнала, прс1изводится И3:менен,ие.

Исследуемые синусоидальные сигналы подаются раздельио на форМ|Н:рующие устройства 1 vi 2, на выходе которых вырабатываются импульсы в .момент И3 меневия поля;рности входных напряжений с отрицательной на .положительную - имлульсы нулевой фазы. И|М пульсь( с фор,.мирующего устройства 2 опорного синусоидального еига-шла подаются на схемы совладений 5, 6 .и на вентиль 18. Кроме того, на схему савпадепия 5 подаются квантующие И1М пульсы с частот){о-модулированного генератора 3. При это1м модулятором 4 производится плавное из меиеиие частоты следования импульсов генератора 3.

При сощпадеи1Ш илииулыса смены иолярности с кзантующцм .импульсом срабатывает схем.а сов-падения 5, выходной сигнал .которой иеребрасыозает тршггер 7, .при этом цоследний -сци1мает за1П1ирающее натряжец.ие с ве.чтиля 16. Пм1пульсы квантующей последовательности подаются на .пересчетное устройство 25, в .кото-ром производится деление частоты ива.нтующей (последовательности в /V раз. С выхода .пересчетиого устройства 25 имшульсы ..подаются на схему соападения 5, н.а которую подаются та;кже им1пульсы смены поляр -:с сти .опорного ои-щусакдального напря-жения, а также на триггер 7, который, перебрасываясь, за1ПИ1рает вентиль 16.

Ори достижении требуемой кратности частот генератора |Квантую.щ:их «.миульсов и исследуемого ои1нусо1идально:го свгиала про исходит срабатывание схемы сов(паяения 6 и вырабатывается имлульс начала из 3рбиия, который подается па упразляюшкй триггер 8 и блок автодгатикн 43. Срабатывая, уера.вляющий триггер 8 открЫ|Вает «ентили 17-19.

Через венТ|ИЛ ; 17 и 1Э и:м,пуль,сы номииалыюго значения с лересчетного устройства 25 ( омены лолярност1И с формирующего устройст1ва 2 постунают на схему сборки 26, которая фо1р1ми рует временной интервал, пранориисиальный величине отклонения сдв:ига фаз от номинального значения.

Кроме того, эти лмлЛЛьсы подаются в бло;к индикации зна.ка отклонен -ш. Триггер 9 фор1 и:рует имдульсы, подаваемые на вентили 20 и 21. Если фазовый сдвиг сигнала LJz меньше номинального (отрицательное откло нение), то импульс (нулевой фазы сигнала 172 придет раньше имлульса номинального значе-гия и тройдет через веиъиль 21, перебросит триггер // в С01стояние «1 и на табло индицируется знак отклонения (-). В проти1в:ном случае положительное от1клонение) имлульс иулевой фазы f/2 Иройдет через .вентиль 20 и перебросит тригге.р 10, на табло Н1ндицнруется знак ( + ).

Через вент.иль 18 гороходит илгнульс нулевой фазы Ui и ставит в .1€ходн1ое состоядле Т|рипгер 9.

Временной интервал /бф.пм, сфо.рлгирован.иый схемой сборки 26, измеряется на двух;канальной схеме. Импульсы с ее выхода пс-стуtriaiOT на счетный вход триггера 12 н на ра-ош ирення 30, |Пр:Ичем во дслолнительном канале указанный интервал расширяется в К раз, а окончательный результат находится арифметическим устройстБол иа сснавании данных обоих каналов.

Им1пульсы тр иггерав 12 -и 13, .соответствуюшие величинам /бф„о-,. и /С/бсрнп-,, открывают вентил:и 22 и 23 соответственно. В результате с выхода вентиля 23 илшульсы осчювного :канала поступают иа счетный вход трилгера 14 ,и }ia схему вь Ч:ита«ия единицы о/. С выхода схемы 31 } ;М1нульсы поступают iia схему сбор,к; 27, выч1итая из результата единицу. На табло инди1катарсв 39, 40 и 41 Высчитывается результат (t-i).

Имшульсы ра.сш.иренного канала поступают иа счетчик выч-исления ло1правк1И 33 (напри1мер, нри /(10 в качестве устройства 33 служит одна декада с индикаторам). С выхода очетчнка Hcaip-aiBiKH в 10 раз .меньшее число а М пульсо1в пост улает на счетный вход триггера 15. Схемы «ii 35 и 37 и схема «ИЛИ 55 служат для управления вентилем 24, который .производит добавление одного имлульса к результату измерения по оонавнаму каналу - в счетчики вычислен-ия (поправки 32, 34 и 35. ИмлульсоМ добавления единицы служит импульс .колца расш ьренного интервала. В очетч. 1выч;исления :по(прав1ки 32, 34 и 35

он добавляется в том случае, когда состояние тритгероз 14 и 15 од)а:ково, li не добавляется в противном случае.

Результат измерения высвечивается на табло ииди каторсз 39-42.

Блок автоматики задает цикличность из ереиия и иН|ДИ1кации результата.

Предмет изобре

н ;i я

1. Цифровой измеритель отклонений фазовых сдв)гав .между двумя колебаниями от номинального з.начения, содержаший формирователи коротких импульсов, генератор квацтуюш.их импульсов, формирователь Ц;нтервалпв Ере.менИ, лранорциоиальиых фазово-му сдвигу, стробирующие устройства, ар фметическое и индикаторное устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения величины отклонения фазовых сдвнго.в от нОМИиально.го значения, он онабжси частотно-модулированньт.м генератором лвантуюших импульсов, частота модуляции iKOTOporo много меньше частоты исследуемых сигналов, схемой совладения, подключенной одним входом через иересчетное устройство :к генератору .квантуюших штульсов, другим-к формирователю коротких лмпульсов одного из исследуемых сигналов, принятого за гпориый, а выходом-к управляющему триггеру, лересчетнылт }стройствоМ, подключенным входом iK вышеназванному генератору, а одним из выходов - к .нзмерителю временного интервала, соответствующего измеряемому отклонбипю, и блогку и;нди;каЦ|ИИ знака отклонения через вентиль, открывающийся в MOIMCHT достижения выбранной кратности частот, измерительной двухкаиальной схемой, причем выхсцы обо1И.х калалов подключены к арифметичес.кому устройству, выключающему схему сборки, подсоединенную входом к выходу основного капала через схему зы.ч.итапия еди.нлцы, а вторьрм входам - к вентилю, один из входов которого соединен с расширптелем, а второй - через схему «ИЛИ и схе.мы «И - с двумя триггерами, счетные входы которых поцсгоединепы: - к выходу основиого ка.нала, второй - к выходу счетч.ика зычислення попраакл.

2. Цифровой из1меритель по п. 1, отличающийся том, что, с целью обеспечения иидикацип знака отклоненля, выход формирующего устройства сигнала с исследуемой фазой подключен к индикаторам знаков отклоН6НЛЯ «.плюс и «минус через соответствующие вентил.и, вторые входы которых подключены к ра.зны1М вы.чодам три1ггера, один из входов которого подключен к выходу форми(рующего устройства сигнала, принятого за опорный, а .второй - через к выходу пересчетного устройства.

Ь ЙГ- - I

4, и

171

I fvy I

5ШЫ