Цифровой фазометр Советский патент 1976 года по МПК G01R25/00 

(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения мгновенного фазового рассогласования между двумя сигналами.

Известен двухканальный цифровой фазометр, содержаишй в каждом канале датчик синусоидального напряжения, выход -.которого подключен к входу своего усилителя-ограничителя 1 .

Недостатками известного цифрового фазометра являются невысокая точность и надежность измерений, вызванные зависимостью показаний фазометра от частоты входных сигналов и наличием сбойных ситуаций при разности фаз сигналов, близкой к 0° (360°).

Цель изобретения повышение точности и надежности измерений мгновенной разности фаз.

Для достижения этой цели в цифровой фазометр, содержащий два канала для измерения мгновенной разности фаз между двумя синусоидальными сигналами, в каждом канале которого включен датчик синусоидального напряжения, выходом связанного с входом усилителя-ограничителя, введены дополнительно в каждом канале /щскретизатор, цифров(й пе))емяожитель, суммаТОр-накопитель, а также регистр, инверторный блок

и сумматор, причем дискретизаторы подключены к выходам усилителей-ограничителей, выходы дискретизаторов соединены с одним из входов цифровых перемножителей, дру1-ие входы которых подключены к старшим разрядам выходов сумматоров-накопителей, а выходы цифровых перемножителей соединены с одними из входов сумматоров-накопите..ей, другие входы цифровых .перемножителей соединены между собой и

подключены к выходу регистра, выходы одного из сумматоров накопителей подключены к первым входам сумматора непосредственно, а, выходы другого сумматора-накопителя подключены ко вторым входам сумматора через инверторный

блок.

На чертеже приведена структурная схема цифрового фазометра.

Цифровой фазометр состоит из двух каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные датчики , 2 синусоидального напряжения, усилители-ограничители 3, 4 дискретзаторы 5, 6, цифровые перемножлтели 7,8, суммато- . ры-накопители 9, iO, регистр 11, сумматор 12, инверторный блок 13. Цифровой фймметр работает следующим образом. На входы усилителей-ограничителей 3 и 4 с выходов датчиков 1 и 2 постуаааот два синусоидальных сигнала, близких по частоте и сдвинутых по фазе. На вход регистра 11 поступает целеуказание об ожидаемой частоте входньк сигналов в виде числа вл- 2 где Рд - частота даскретизации; РВХ - частота входного сигнала; п - число рйрадов сумматора-накопителя 9(10) Один входной сигнал, пройдя усилитель-ограничитель 3, преобразуется в меандр, который в дискретизаторе 5 подвергается дискретизации по времени и в виде импульсов единичной амплитуды поступает на цифровой перемножитель 7. На другой вход цифрового перемножителя 7 поступает меандр, снимаемый со старшего разряда сумматора-накопителя 9. Так как на сумматор-накопи-, тель 9 с регистра 11 каждый такт дискретизации Гг г -J /F приходит код Мцу, на выходе старшего разряда сумматора-накопителя 9 будет меандр, частота которого соответствует ожидаемому значению FBJC Число импульсов, идущих со знаком + или -, на выходе цифрового перемножителя зависит от фазового соотношения между входным меандром и меандаом на выходе старшего разряда сумматора-накопителя. Если фазовый сдвиг между ними равен 90°, то число импульсов со знаком + равно числу импульсов со знаком -. В дальней шем такое, фазовое рассогласование поддержи1ается автоматически. Если фазовое рассогласование отлично от 90 (если частоты меандров, подаваемых на цифровой перемножитёль, не равны между собой), то число импульсор, снимаемых с цифрового перемножителя со знаком +, больше или меньше числа импульсов со знаком - в зависимости от знака рассогласования частот меандров. Частота меандра на выходе старшего разряда изменяется, и фазовый сдвиг между меандрами прихо; лт в норму. Информация о мгновенной фазе одного входного сигнала в параллельном коде подается с выхода сумматора-накопителя 9 на один из входов сумматора 12 и другого входного сигнала с выхода сумматора-накопителя 10 через инверторный блок 13 на вход сумматора 12, который складьшает эв коды и вьщает код мгновенной разности фаз между входными сигналами:1Г / 1Г i--VT-lVT),-,Код Д определен на интервале 0°-360° и всегда положителен. Поскольку получение величины Дф осуществляется в каждый дискретный момент времени путем вычитания фаз сигналов, то предлагаемый цифровой фазометр является инвариантным к частоте входных сигналов, кроме того, не возникает никаких трудностей при измерении мальгх фазовых сдвигов, и результаты измерений всегда привязаны к конкретным дискретным моментам времени. Формула изобретения Цифровой фазометр, содержащий Два канала для измерения мгновеьшой разности фаз между двумя синусоидальными сигиалами, в каждом канале которого включен даетик синусоидального напряжения, выходом связанный с входом усилителя-ограничителя, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности и надежности измерений мгновенной разности фаз, в него введены дополнительно в ксждом канале дискретизатор, цифровой перемножитель, сумматор-накопитель, а такж регистр, инверторный блок и сумматор , причем дискретизаторы подключены к выходам усилителей-ограничителей выходы дискретизаторов соединены с одним из входов цифровых перемножителей, другие входы которых подключены к старшим разрядам выходов сумматоров-накопителей, а выходы: цифровых neper шожителей соединены с одними из входов сумматоров-накопителей, другие входы цифровых перемножителей соединены между собой и подключены к выходу регистра, выходы одного из сумматоров-накопителей подключены к первым входам сумматора непосредственно, а выходы другого сумматора-накопителя подключены к вторым входам сумматора через инверторный. блок. Источники информации, принятые во В1Шмание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР, № 3313.30, Ш.04.70 М. кл G 01 R 25/00 (прототип).