Устройство для измерения фазового сдвига инфранизкочастотных напряжений Советский патент 1975 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и может быть использовано в приборах оценки качества следящих систем и систем регулирования, в гидроакустической, локационной, медицинской, астрономической, фазометрической аппаратуре.

Известно устройство для измерения фазового сдвига в инфранизкочастотном диапазоне, содержащее генератор кварцованной частоты, перестраиваемый декадный генератор частоты, смеситель, фильтр нижних частот, формирователь, исследуемый четырехполюсник, делитель напряжения, автоматический переключатель, полосовой фильтр, фазочувствительный выпрямитель, фильтр постоянного тока, преобразователь постоянного напряжения в код и цифровое отсчетное устройство.

Однако из-за нелинейности амплитудно-фазовой характеристики фазочувствительного выпрямителя ограничивается точность устройства при измерении больщих фазовых сдвигов. Кроме того, для устройства характерны недостаточная чувствительность и ограниченность диапазона измерения фазовых углов 180°.

Цель изобретения - новышение чувствительности и точности измерения, а также получение прямого отсчета фазового сдвига в пределах от О до 360°.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено вторым автоматическим переключателем фазоинвертором, фильтром верхних частот, управляющим устройством и

включенным в цепь перестраиваемого декадного генератора через формирователь дискретным фазовращателем, один из выходов которого соединен с цифровым отсчетным устройством, а другой - с цепью управления второго автоматического переключателя, входы которого первый непосредственно, а второй через фазоинвертор соединены с фильтром верхних частот, включенным на выходе первого автоматического переключателя, а выход

через фильтр постоянного тока соединен с входом управляющего устройства, выход которого подключен к управляющему входу дискретного фазовращателя.

На чертеже показана блок-схема устройства, где 1 - генератор кварцованной частоты,

2- перестраиваемый декадный генератор,

3- смеситель, 4 - фильтр нижних частот. 5 - исследуемый четырехполюсник, 6 - делитель напряжения, 7 - формирователь, 8 - первый автоматический переключатель, 9 - фильтр верхних частот, 10 - фазоинвертор,

11- второй автоматический переключатель,

12- дискретный фазовращатель, 13 - формирователь, 14 - фильтр постоянного тока,

15 - управляющее устройство, 16 - цифровое отсчетное устройство.

С выхода генератора кварцованной частоты 031 и перестраиваемого декадного генератора частоты (02 напряжения поступают на смеситель, на выходе которого с помощью фильтра нижних частот выделяется инфранизкочастотное напряжение U разностной частоты, т. е.

--{У/тг, 5т(Ш + ,)

Это напряжение поступает на исследуемый четырехполюсник с коэффициентом передачи /Ci и делитель напряжения с регулируемым коэффициентом деления /Сг- При прохождении через исследуемый четырехполюсник напряжение U(t) ослабляется по амплитуде в Ki раз и сдвигается по фазе на угол Дф, в результате чего выходное напряжение исследуемого четырехполюсника

/75(г;),С//«,81п(о/ + ср2), где «, :т с,-f Дв

Делителем напряжения устанавливается коэффициент деления. Первый автоматический переключатель 8 управляется выходным напряжением формирователя 7, включенного в цепь генератора кварцованной частоты. С помощью первого автоматического переключателя на вход фильтра верхних частот поочеред но подаются выборки входных инфранизкочастотных напряжений, сдвинутые относительно друг друга на полпериода частоты управляющего напряжения. Выходное фазомодулированное напряжение автоматического переключателя 8 подается на фильтр верхних частот с коэффициентом передачи Кз- Отфильтрованное напряжение поступает на один из входов второго автоматического переключателя 11. На второй вход его поступает напряжение с выхода фазоинвертора 10 с коэффициентом передачи равным 1.

Второй автоматический переключатель управляется напряжением с выхода дискретного фазовращателя 12, включенного в цепь перестраиваемого декадного генератора 2 через формирователь 13. В результате перемножения этих напряжений и последующего их суммирования с помощью второго автоматического переключателя 11 образуется напряжение, поступающее на фильтр постоянного тока. Напряжение на выходе фильтра постоянного тока равно нулю при равенстве , т. е. в момент уравновещивания разности фаз измеряемых инфранизкочастотных напряжений фазой напряжения дискретного фазовращателя. Этот момент фиксируется с помощью управляющего устройства 15, с выхода которого на

дискретный фазовращатель 12 поступает сигнал остановки приращения фазы выходного напряжения дискретного фазовращателя. С помощью цифрового отсчетного устройства осуществляется прямой отсчет фазового сдвига измеряемых инфранизкочастотных напряжении.

Предмет изобретения

Устройство для из.мерения фазового сдвига

инфрапизкочастотных напряжений, содерлащее генератор кварцованной частоты, перестраивае.мый декадный генератор, смеситель, фильтр низких частот, автоматический переключатель, полосовой фильтр, формирователи,

фазочувствительпый выпрямитель, фильтр постоянного тока, цифровое отсчетное устройство, отличающееся тем, что, с целью повыщения чувствительности и точности измерения, а также получения пря.мого отсчета фазового сдвига в пределах от О до 360°, оно снабжено вторым автоматическим переключателем, фазоипвертором, фильтром верхних частот, управляющим устройством и включенным в цепь перестраиваемого декадного генератора через формирователь дискретным фазовращателем, один из выходов которого соединен с цифровым отсчетным устройством, а другой - с цепью управления второго автоматического переключателя, входы которого

нервый непосредственно, а второй через фазоинвертор соединены с фильтром верхних частот, включенном на выходе первого автоматического переключателя, а выход через фильтр постоянного тока соединен с входом

управляющего устройства, выход которого подключен к управляющему входу дискретного фазовращателя.