Двухполупериодный цифровой фазометр Советский патент 1978 года по МПК G01R25/08 

сти 12, элементы И 13 и 14, триггеры 15-17, счетчик 18, ключи 19 и 20 и дешифратор 21.

Схема работает следующим образом.

Входные сигналы, между которыми измеряется фазовый сдвиг, иоступают через первый вход фазометра на формирователь 1 оиорного сигнала, а через второй вход и коммутатор 3 - иа формирователь 2, формирующие короткие импульсы в момент переходов через иуль исследуемых сигналов. Полученные импульсы с формирователя 1 подаются через переключатель 4, а с формирователя 2 непосредственно на триггеры 5 и 6, выделяющие временные иптервалы между переходами через нуль входных напряжений. Выходиые импульсы триггеров подаются па первые входы элемента 7, на вторые входы которого ностунают квантующие импульсы генератора 8, сдвннутые по фазе один относительно другого на 180°, а на третьи входы его - строб, онределяющий время измерения.

С выхода элемеита 7 начки квантующих имнульсов через элемент 9 поступают иа счетчнк 10.

Калибровка ирибора перед началом измерений и с определеиным периодом, задаваемым блоком 11 во время измерепнй, произ1ЮДИТСЯ следующим образом.

По комаиде от блока 11 коммутатор 3 подключает опорный сигнал, поступающий на вход формирователя 2. При этом дискриминатор 12 через элемент И 13, заиускаемый от блока 11, обесиечивает такое состояние триггера 15, при котором через переключатель 4 триггер 5 запускается импульсом, соответствующим началу положительного нолунериода входного сигнала, полученным в формирователе 1, и возвращается обратио нмнульсом, соответствуюн им началу отринательного полупернода, полученным в формирователе 2. Аналогично триггер 6 запускается импульсом, соответствующим началу отрицательного нолуиериода на выходе формирователя 2.

Сформированные импульсы на выходах триггеров 5 и 6 будут соответствовать сдвигу фаз 180°. По учитывая, что в измерительный счетчик, как будет пояспено ниже, предварительно было записано 180°, ноказания счетчика должны соответствовать нулевой разности фаз, или 360°.

В реальиых условиях формирователи 1 и 2 имеют неидентичные амплитудно-фазовые и частотно-фазовые характеристики, в результате чего ноказаиия счетчика будут отклоняться от 360° в ту или ииую сторону.

Полагая, что это отклонение не превышает значения ±фмакс, величина фмакс с обратным знаком предварительно заннсывается в измер1ггельный счетчик но сигнал} от блока автоматики 11. Одновременно счетчнк 18 и тригге)ы 16 и 17 устанавливаются в нулевое состояние, причем емкость счетчика 18 выбирается равной грлгакс. Таким образом, перед началом счета в измерительном счетчнкс записано 180° - фмаксС поступлением на элемент 7 строба, оиределяющего время измерения, начки квантующих имнульсов поступают на счетчик 10. К моменту окончання строба в счетчике 10 оказывается записанным количество импульсов, иронорниональное 360° - фмакс-Ьбф, где бф - погренпюсть, обусловленная неидентичностью формирующих устройств. читывая, что бф фмакс. счетчик 10 оказывается иезанолиениым. В момент окончания строба запускается триггер 16, открывающий элемент И И, через который импульсы с генератора 8 поступают на счетчик 18 н параллельно через элемент ИЛИ 9 иа счетчик 10.

Импульс переполнения с выхода счетчика 10 возвращает триггер 16 в исходное состояние, закрывая элемент 14 и в счетчике 18 оказывается записанным значение фмакс - бф. При отрицательном знаке ногрешноети бф

количество имиульсов, поступивших иа счетчнк 18, оказывается больше фмакс, и импульсом нереиолнения опрокидывается триггер 17, а в счетчике 18 оказывается записанным значение бф.

Перед началом иоследующих измерений сдвига фаз между сигналами, ностунающими на первый и второй входы в младшие разряды счетчика 10 записывается при цифровой код эквивалентный фмакс - бф, а в старшне разряды зиачеиие 360° - фмакс. В целом в счетчике 10 оказывается записанным код, эквивалентный 360° - Дф.

При в младших разрядах записывается ве,1ичииа бф, а старшие разряды остаются

в нулевом состоянии.

При измерении фазовых сдвигов вблизи значений 0° н 360° триггер 15 переключается в противоположпое состояние. При этом заннсь младших разрядов счетчика 10 остается

прежней, а в старших разрядах заиисывается 180° -Аф нри и 180° ирн . Управление ключами 20 записи старших разрядов производится сигналамн, постунающнми с триггеров 15, 17 через дешифратор 21.

Таким образом, ирн любом значении и знаке погрешности Аф, ее величина оказывается запнсаииой в измерительном счетчике с обратным знаком и, следовательно, вычитается из результата измерения, существенно новышая точность измерений.

Автоматизация этого нроцесса значительно повышает экснл}атационные характеристики фазометра.

Формула изобретения

Двухполупериодный цифровой фазометр, содержащий элемент ЗИ-2ИЛИ, соединенный через первый формирующий триггер,

электроиный переключатель и иервое формируюн ее устройство с первым входом фазометра, через второй формирующий триггер, второе формирующее устройство и коммутатор - со вторым входом фазометра, через элемент

ИЛИ - с измерительным счетчиком, неносрсдственно - с генератором квантующих импульсов н блоком автоматики, через дискриминатор скважности, элемент И и триггер - с электронным переключателем, отличающийся тем, что, с целью новышения точности и быстродействия, в него вевдены дополнительный счетчик, два дополнительных триггера, две группы ключей, дешифратор, причем дополнительный счетчик соединен с блоком автоматики, первым дополннтельпым триггером, с элементом ИЛИ и через группу ключей - с установочными входами измерительного счетчика, второй донолпительный трнггср соединен с блоком аитоматикн. пзмерпте;1ьным счетчиком и через элемент И -с дополнительным счетчпком и генератором, дешифратор соединен с триггером, первым дополнительным триггером и через вторую грунпу ключей с измерительным счетчиком, нервой гр -нпой ключей п блоком автоматпкп.

Источп1 кп ппформацпи, припятые во RHiiManiie нри экеперт зе I. Скрппнпк 1О. Л. Коммутацнонные пнфроиые измерительные Hj)ii6opbi. М., 197-1 с. 84, рнс. 3-4.

-, -