Эталон фазового сдвига между двумя напряжениями Советский патент 1979 года по МПК G01R25/04 

остроконечных импульсов, импульсно-фазовых детекторов и фазочувствителыюго элемента, дополнительным синтезатором частоты, двумя счетчиками и фазоиндикатором нуля, подключенным к выходным зяжнмам, при этом имнульсно-фазовые детекторы своими вторыми входами соединены с дополнительным синтезатором частот :,, выходы форм рователе 1 остроко ечных имг ульсов - с фазоизмерительны.м устройством, соединенным по выходу с одним из счетчиков, а фазочувствительны элемент но второму входу - с оиорн з м енератором и io выходу - с вторым счетчиком.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Эталон фазового сдвига между двумя напряжениями содержит опорный генератор 1, питаюии1Й два одинаковь х канала 2, 3, выполненных из последовательно соединенных перестраиваемого но частоте и фазе синтезатора частот 4 и 5, аттенюатора 6 и 7 и выходного зажима 8 и 9,два синтезатора частот 10, 11, дополнительный синтезатор частоты 12, фазоизмерительное устройство 13, два переключателя 14 и 15, два смесителя 16 и 17, дополнительное фазоизмерительное устройство 18, содержаилее два формир.ователя остроконечных импульсов 19 и 20, импульсно-фазовые детекторы 21 и 22, фазочувствительнь Й элемент 23, счетчики 24 и 2S и фазоиндикатор 26.

Эталон работает следующим образом. Опорный -енератор 1 может работать на частоте, на ример, 1 . Фазовый сдвиг между зажимами 8 и 9 задается синтезаторами частоты 4 и 5, в которые встроен) неточные круговые фазовращатели и смесители. Атте иоаторь 6 и 7 позволяют изменять выход Ь е напряжения в ределах до 40 дб.

Фазоизмерительная двухканальная 18 работает в двух режимах: измерение с двойным преобразованием частоты и измерение с одним преобразованием частоты.

Расс.мотрим измерение с двойным .преобразованием частоты.

Пусть синтезаторь 4 и 5 настроены так, что на выходы поступают сигналы с частотами 2 МГц. Перекл очатели 14 и 15 переводятся в первое положение. В синтезаторе частоты 10 устанавливают значение, например, 1999722,21 Гц. На выходе смесителей 16 и 17 отфильтровываются сигналы с частотами 277,78 Гц. После формирователей 19 и 20 остроконечных импульсов импульсы поступают на первое фазоизмерительное устройство, по второму входу которого поступает частота 10,0 кГц с выхода синтезатора частоты 11. На счетчике импульсов 24 получается грубое измерение фазы через интервал 10°, т.е. он показывает числа от О до 360°.

К общим входам импульсно-фазовых детекторов 21 и 22 1 одводится частота от синтезатора частот 12, равная 9,90 кГц. После указан ых детекторов будут иметь значение частоты, равные 100 Гц (277,78 Г 1-36- --9,900008 кГц).

Эти сигналы с фазой, умноженной в 36 раз, поступа от на фазочувствитель з1Й элемент 23, к которому поступает частота 1

Счетчик импульсов 25 считает фазу от О до 10° - 360/36 с погре нность о дискрет™ ™ -Io feoi7-crx « °этом же диапазоне частота равна, на 1ример, 6 кГц. Тогда от синтезатора 16 подводится частота 6277,78 Гц, а от синтезатора 17 - частота 9900,08. тоже имеем (277,78 Гц-36 -9900,08Гц) 100 . Измерение с одним преобразованием. С выходов 8 и 9 г оступает частота, апример, 6 кГц. Формирователи 19 и 20 формируют остроконечные импул,с), которые

запускают детекторы 21 и 22, ко тор)м входам которых 1оступает частота 6277,78 Гц. Счетчик импульсов 25 измеряет от О до 10°. Грубые измерения через 10° 1роизводятся счетчиком импульсов 24, для чего к устройству 13 подводится частота 6-36 216 кГц. Диапазон частот такого режима работы доходит «вниз до 20 Гц. Далее при инфра 1изких частотах начинается режим измерения фазы счета импульсов только

на счетчике 24 через устройство 13 при известной частоте, взятой в значении фазовой щкалы. Например, при частоте 0,01 Гц с выходов 8 и 9 синтезатор частоты 11 iaстраивается на частоту 3600 Гц, что обеспечивает погрешность в 0,001°. Для частоты

30 Гц синтезатор 11 настраивается на частоту 2 МГц, что обеспечивает сниже {ие погрешности до 0,004°.

Для установления нулевого сдвига фаз, т.е. для обеспечения возможности абсолютных измерений, используется фазоиндикатор 26. Как только при регулировке фазового сдвига в каналах эталона 2 и 3, а это производится круговыми фазовращателями, встроенными в блоки синтезаторов частоты 4 и 5, произойдет срабатывание фазоиндикатора 26, то этот момент означает появление нулевого сдвига фаз. При этом цифровые счетные устройства выводятся на нулевые значения встроенными в них регуляторами (на чертеже не показаны).

Чувствительность фазоиндикатора нулевого сдвига 26 ± 0,009-0,005°. Предлагаемый эталон фазового сдвига между двумя электрическими напряжениями рассчитан на диапазон частот от 0,01 Гц до 2 мГц, в связи с чем имеет два режима работы, для каж.юго из которых использован поддиапазон 2 МГц - 6 кГц и 6 кГц - 0,01 Гц.

Устройство может работать также в трех режимах, в этом случае тот же-исследуемый .диапазон частот от 0,01 Гц до 2 МГц раз