Коммутационный преобразователь разности фаз Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 

I

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, преимущественно фазо- измерительной.

По основному авт. св. № 5О4985 известен коммутационный преобразователь разности фаз периодических сигналов на широкий диапазон частот без предварительной установки нуля, содержащий переключатель в одном из каналов с сигнальными входами по двум каналам, генератор коммутационных импульсов, подсоединенный к переключателю, усилителиогриничителн, элементь И, ИЛИ и триггеры в обоих каналах, соединенные соот ветствующим образом, усилитель и фильтр нижних частот, последовательно соединевные между собой.

Однако в этом случае имеет место значительная амплитудно- зовая погрешнсчугь. Это объясняется тем, что переключение триггеров в обоих каналах производится только по одному из фронтов, ограниченных по уровню входных синусоидалных сигналов. Таким образом, несмотря

на ,то, что фазовый детектор построен по двухполупернодной схеме, преобразование ннформгщии осуществляется по однополупериодному принципу. Как известно, двузо полупериодный принцип преобразования позволяет значительно уменьшить амшиьтудно-фазовую погрешность, обусловленную асимметрией уровней ограничения синусоядалыяых сигналов.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что коммутационный преобразователь разности фаз, содержащий переключатель в одном нз каналов с сигнальными входами по двум каналам, генератор коммутационных импульсов, подсоединенный к переклю чателю, последовательно соединенные усилители-ограничители триггеры и логические элементы И, ИЛИ в обоих каналах, а также усилитель подключенный к фильт ру нижних частот, снабжен в каждом канале формирователем mvinynbcoB и счетч ком-делителем на три, причем вход фо; мирователя импульсов подключен к выход усилителя-ограничнггеля, а его выход- к счетному входу счетчика-делителя на три выход которого в опорном канапе подклю чен ко входу триггера и к шине сброс счетчика-Делителя на три коммутируемог канала, а в коммутируемом канале - ко входам двух элементов И, На чертеже дана функциональная схем коммутадио1Шого преобразователя. Устройство содержит переключатель 1 генератор 2 коммутационных импульсов, усилители-ограничители .3 и 4, формирователи 5 и б. импульсов,счетчики-делители на три 7 и 8| логические элементы И , Триггеры 13 и 14, логичес кий элемент ИЛИ 15, усилитель 16, фильтр 17 нижних частот. Преобразователь работает следующим образом. Формирователи 5 и б вырабатывают короткие импульсы, соответствующие моментам перехода входных сигналов через нуль, частота следования которых в два раза больше частоты исследуемых сигналов. Счетчики-делители 7 и 8, пропуская каждый третий имп,ульс, формиPJTOT на входах элементов 9 и 10 и триг гера 14 последовательность коротких импульсов с частотой следования в полтора раза ниже исследуемых сигналов В один из полупериодов коммутации на выходах триггеров 13 и 14 формирую ся прямоугольные импульсы, с частотой, втрое меньшей частоты исследуемых сигналов. Логический элемент И 11 формирует импульсы длительностью 1 , На вы ходе элемента И 12 аналогично формируются импульсы длительностью & -, сдвинутые на полтора пер1юда кюследуемых сигналов. Выходные илгпульсы логических элементов И 11 и 12 объединяются элементом ИЛИ 15 и поступают через устоитель 16 на фильтр 17 нижних частот. Частота следования импульсов на выходе элемента ИЛИ 15 увеличивает ся вдвое, В следующий полупериод коммутации на выходах логических элементов И 11 и 12 формируются импульсы длительностью т - -zr . При непрерывной работе переключателя 1 на выходе фильтра 17, параметры которого выбираются из услов1ш: fKOM cp fc, где частота 1«)ммутации, Рср- частота среза фильтра 17; f (. - частота исследуемых сигналов, выделяется прямоугольное напряжение частоты коммутации с амплитудой, пропорцийнально 5 разности фаз входных сигналовДля исключения влияния коммутационных помех, приводящих к сбоям, установочные входы триггера 13 коммутируемого канала подключены к выходам логических элементов И 9 и 10, с помошью которых триггер 13 по сигналам с выхода счетчика-делителя на три 7 постоянно уст(анавливается в определенное состояние, зависящее от состо$шия триггера 14 опорного канала. Кроме того, щина Сброс счегчика-делигепя на три 7, находящегося в коммутируемом канале, подключена к выходу счетчика делителя на три 8 опорного канала. Все это обеспечивает правильную работу счетчика-делителя на три 7 и триггера 13 и устраняет сбои в работе преобразователя, обусловле1гаые неизбежным появлением дополнительных нуль-переходов входного сигнала усилителя-ограничителя 3 в момент переключения переключателя 1, Триггеры 13 и 14 переключаются сиг. налами, сформированными от обоих фронтов выходных сетналов усилителей-ограничителей 3 и 4, т, е, как от положительных, так и отрицательных нуль-переходов. Таким образом, введение дополнительных узлов в известный преобразователь обеспечивает квазидвухполупериодный принцип преобразования, что пр1шодит, в конечном счете, к повыяеншо точности преобразования. Применение предлагаемого устройства в измерителе разности фаз позволило уменьшить амплитудно-фазовую погрешность фазометра до О,О5 (в известном0,1 ) при изменении уровня на каждый 10 дБ диапазоне частот 0,02-200 кГц и до ОД (О,25 ) на каждые 1О дБ в диапазоне частот 0,2-1 МГц. Формула изобретения Коммутационнь1й преобразователь разности фаз по авт. св. № 5О4985, о тличающийся тем, что, с целью новыщения точности преобразования, он снабжен в каждом канале формирователем импульсов и счетчиком-делителем на три, причем вход формирователя импул1)Сов под56559866

ключей к выходу устятепя-ограничителя и к шине Сброс счетчика-делителя на а его выход - к счетному входу счетчика- три коммутируемого канала/ а в коммутиделетеля на три, выход которого в опор- руемом канале - ко входам двух логичесНОМ канале подключен ко входу триггераких элементов И.

о-5