Цифровой фазометр с перекрытием Советский патент 1975 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке цифровых фазометров с перекрытием повышенной точности.

Известен цифровой фазометр, содерлсащий формирующие устройства, ключи, логический элемент, генератор счетных имнульсов, времязадающую схему, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов и триггер знака.

Фазовая характеристика такого измерителя (зависимость между результатом измерений и измеряемым фазовым сдвигом) описывается кусочно-непрерывной функцией и, сохраняя непрерывность и линейность в пределах О-2л, в точках 2гал(, 2, ...) терпит разрыв. По этой причине при работе в области точки разрыва даже при небольших шумах могут появиться значительные систематические погрешности. Эти погрешности определяются тем, что возможно выпадение результатов как справа, так и слева от точки разрыва.

Предлагаемый цифровой фазометр повышает точность измерения благодаря тому, что он снабжен схемами совпадения, подключенными к формирующему устройству, к дифференцирующей цепи и триггеру знака, дополнительным триггером, подсоединенным к третьим Ехода-м схем совпадения, схемой «ИЛИ, подключенной к выходам схем совпадения и триггеру.

На чертеже показана блок-схема фазометра.

Фазометр состоит из формирующих устройств 1 и 2, логических элементов 3, 4, ключей 5, 6, 7, счетчика 8, схе.м 9, 10 совпадения, триггера 11 знака, дифференцирующей цепи 12, триггера 13, схемы «ИЛИ 14, генератора 15 счетных импульсов; делителя 16 частоты на два и .вре.мязадающей схемы 17, содержащей

делитель частоты и триггер.

Фазометр работает следующим образом. Па входы фазометра поступают синусоидальные напряжения, сдвиг фаз между которыми предстоит измерить. Иа выходах формирующих устройств появляются прямоугольные импульсы, длительность которых равна длительности полуволны входных напряжений. Логический элемент 3 формирует импульсы в момент несовпадения прямоугольных напряжений с выхода формирующих устройств. Длительность импульса /ф с выхода логического элемента 3 пропорциональна сдвигу фаз и обратно пропорциональна угловой частоте сигнала. В ключе 5 этот импульс квантуется

частотой, в два раза меньшей частоты квантующего генератора.

В логическом элементе 4 происходит квантование интервала времени, равного , где Т - период входного сигнала. Па второй

вход логического элемента 4 поступают импульсы с генератора 15. Для этой цели используется ключ 7, который управляется триггером 11. В случае, если измеряемый сдвиг 9jc ;180°, ключ 7 закрыт, если , ключ 7 открыт. Кроме того, логический элемент 4 осуществляет объединение импульсов с выхода ключа 5 с импульсами, являющимися результатом квантования интервала Т-t(f. Общее количество импульсов подсчитывается счетчиком 8 с помощью ключа 6 в течение измерительного времени, формируемого времязадающей схемой 17 из колебаний квантующего генератора.

Повышение точности измерения состоит в том, что знак измеряемого сдвига фаз определяется не в каждом периоде входного сигнала, а один раз в течение времени измерения. На схемы совпадения 9 и 10 перед началом измерения поступает разрешение благодаря начальной установке триггера 13. Первый импульс, сформированный дифференцирующей цепью 12 и привязанный к положительному нулевому переходу напряжения, поступающего на вход 2, проходит в зависимости от знака измеряемого фазового сдвига либо через схему 9, либо через схему 10 и устав;(оо

Вход

навливает триггер 11 в соответствующее состояние. Кроме того, независимо от знака, этот импульс, пройдя через схему «ИЛИ 14, устанавливает триггер 13 в состояние, противоположное исходному, т. е. закрывает схемы 9 и 10. Следующая смена состояния триггера 13 возможна лишь перед началом следующего измерения, т. е. в текущем измерении знак определяется лишь один раз.

„,

Предмет изобретения

Пифровой фазометр с перекрытием, содержащий формирующие устройства, ключи, логический элемент, генератор счетных импульсов, времязадающую схему, дифференцирующую цепь, счетчик импульсов, триггер знака, оIл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен схемами совпадения, подключенными к прямому и ипверсному выходам формирующего устройства, к дифференцирующей цепи и триггеру знака, дополнительным триггером, подключенным к третьим входам схем совпадения, и схемой «ПЛИ, включенной между выходами схем

совпадения и входом дополнительного триггера.