Фазометр Советский патент 1978 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и предназначено для измерения разности фаз синусоидальных напряжений. Известные фазометры для измерения разности фаз синусоидальных напряжений содержат фазосдвигающую цепь -у, корреляторы, генератор опорного напряжения и блок определения tg в 1. Для рнботы таким измерителем в широком диапазоне частот необходимо создать широкополосное расщепление входных сигналов на - , однако практически такие фазорасш,епители работоспособны лишь на фиксированной частоте и незначительное отклонение lacTOTbi сигнала от заданного значения npHiBOдит к большой погрешности измерения. Этот фактор ограничивает частотный диапазон известных измерителей и уменьшает возможность их применения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является фазометр, содержащий два фазовых детектора, фазовращатель на 90°, два усилителя и электронно-лучевой индикатор 2. Недостаткам такого фазо-метра является малый частотный диапазон, ограниченный практически одной фиксированной частотой, что вызвано трудностями получения фазового в широком диапазоне частот. Цель изобретения - расширение частотного диапазона измерений разности фаз синусоидальных напряжений. Для этого в фазометр, содержащий два фазовых детектора, первые входы которых соединены с первой входной шиной фазометра, а второй вход первого фазового детектора соединен с второй входной шиной фазометра, два усилителя, выходы которых подключены к электронно-лучевому индикатору, введены два пиковых детектора, умножитель частоты на четыре, формирователь коротких импульсов и селектор импульсов, причем второй вход второго фазового детектора подключен к второй входной шине фазометра и к входу умножителя частоты на четыре, выход которого через формирователь коротких импульсов соединен с входом селектора импульсов, выходы которого .подключены к управляющим входам фазО|Вых детекторов, а выходы детекторов через пиковые детекторы подключены ко входам усилителей. Это исключает необходимость создавать широкополосное расщепление входного сигнала. На чертеже представлена структурная схема фазометра. Фазометр содержит умножитель / частоты на четыре, подключенный к входу фазометра и последовательно соединенный с формирователем 2 коротких ИМ пульсов и селектором 3 импульсов, который одним из выходов лодключеш к управляющему входу фазового детектора 4, а .вторьм - к управляющему входу фазового детектора 5, измерительные входы фазовых детекторов подключены к пходам фазометра, выходное напряжение фазовых детекторов обра батывается пиковыми детекторами 6 ц 7 и подается соответственно на усилители 8, 9, выходное па пряжение которых поступает на отклоняющие пластины лндикатора 10.

Устройство работает следующим образом.

Для узкополосного сигнала сдвиг фаз гармонических составляющих на

практически соответствует смещению полуволн сигнала на четверть периода высокочастотного колебания. Поэтому вместо широкополосного рас:цепления входного сигнала на -.j- можно

брать парные отсчеты мгновенных значений оазности фаз, сдвинутые на четверть периода :зысо1кочастотных колебаний.

При подаче на Вх. 2 опорного напряже1ШЯ это напряжение обрабатывается умножителем частоты / и поступает на формирователь коротких импульсов 2, на выходе которого формируются короткие имлульсы, соответ-твующие нулевому переходу выходного па лряжения умножителя /. Период выходных импульсов формиро.вателя длительностью /а .оответствует периоду частоты 4/ (/;.- ча:тота выходного сигнала). РЬшульсы с выхода формирователя коротких импульсов поступают на вход селектора 3, на один из выходов которого поступают четные импульсы, ; на другой - нечетные. Таким образом, на выходе селектора импульсов сформированы птсчетные импульсы, соответствующие Д ие;}иода входного колебания.

Выходные четные имлульсы селектора поступают на фазовый детектор 4, а нечетные - иа фазовый детектор 5. Фазовые детекторы 4 л 5 производят отсчет измеряемой разности фаз напряжений, действующих на Вх. 1иВх. 2 голько в момент воздействия на детекторы :;тсчстнь х импульсов селектора, длительностью отсчета /„ и сдвинутых относительно друг друга на /4 периода. Импульсы с выхода фазовых детекторов, песущие информацию о разности фаз измеряемых сигналов, растягиваются во времени с помощью пиковых детекторов 5 и 7.

1аким образом, выходное напряжение пиковых детекторов б и 7 соответственно равно

,.,..0 5 Л181Пср(/„)

н 1 yBb, A,COS-(t,) ,

« |

где: ф - измеряемый сдвиг фаз;

k и /«2 - коэффициенты :преобразований;

п - число отсчетов;

Л 1 1 t/2; ЛЕ Й2 i (2; и Hz - амплитуды входных напряжений.

Напряжения с выходов пиковых детекторов после усиления в усилителях 5 и 5 поступают па отклоняющие нласти:ны индикатора 10, па котором нрсисходнт индикация измеряемой разности фаз в полярной системе координат.

Испытания данного фазометра показали возможность получения (коэффициента перекрытия частотного диапазона до 1000 без переналадки и регулирсзки схемы.

Формула изобретения

Фазометр, содержащий два фазовых детектора, иервые входы которых соединены с

первой входной шиной фазометра, а второй вход первого фазового детектора соединен с второй входной шиной фазометра, .a усилителя, выходы которых подключены к электронно-лучевому нндикато.ру, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерений разности фаз сииусоидальных наиряжений, в пего введены два ииковых детектора, умножитель частоты иа четыре, формирователь коротких импульсов и селектор импульсов, причем второй вход второго фазового детектора подключен к второй входной шине фазометра и к входу умножителя частоты на четыре, выход которого через формирователь коротких импульсов соедииен с входом селектора импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам фазовых детекторов, а выходы детекторов через пиковые детекторы подключены к входам усилителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Пестриков В. Е. Фазовые радиотехнические системы. М., «Сов. радио, 1968.

2. Белавин О. В., Вейцель В. А., Ульянов В. С. Коротковолновые радиопеленгаторы. М., «Оборонгиз, 1959.