Устройство измерения сдвига фаз между двумя сигналами Советский патент 1979 года по МПК G01R25/00 

. . 1 . Изобретение относится к устройствам контроля систем автоматического управления летательными аппаратами, предназначено для измерения фазовых сдвигов между сигналами на входе и выходе исследуемых объектов, а т;акже может использоваться в электроизмерительной технике. . Известно устройство для измерения сдвига фаз между двумя сигналами, содержащее вольтметр и измеритель фазового сдвига 1. Однако оно применимо только для низких частот и при отсутствии в сигнале постоянныхсметеНИИ.. . Известно акже устройство, содержащее генератор гармонических колебаний, усилитель, блок фазовых сдвигов и блок индикации 2. Оно,требует равенства амплитуд сигналов, что усложняет процесс измерения и снижает точ ность измерения фазового сдвига. Кроме того, его нельзя использовать для измерения фазового сдвига сигналов нелинейной формы. Цель изобретения - повышение точ:ности измерения фазовых сдвигов как линейных, так и нелинейных сигналов, повышение чувствительности схемы, сокращение вЕ)емени измерения. Для достижения этой вели в устройство измерения сдвига фаз между двумя сигналами, содержащее генератор гармонических колебаний, подключаемый ко ВХОДНШ4 зажимам исследуемого объекта, блок регулируемого фазового сдвига, связанный с выходом генератора гармонических колебаний и с лимбом, и индикатор, введены модульный элемент и инерционный блок, инвертор и блок мажоритарной логики с тремя входами, один из которых через инвертор соединяется с вьаходными зажимами .исследуемого объекта, другой вход с выходом блока регулируемого фазового сдвига, а третий - с выходом инерционного блока, вход которого подключен к выходу блока мажоритарной логики; при этом выход блока мажоритарной логики через модульный элементСоединен с блоком индикации. На чертеже представлена структурная электрическая .схема устройства измерения сдвига фаз между двумя сигналами. Устройство содержит генератор 1 гармонических колебаний, выход кото702315

рого подключается ко входу исследуемого объекта 2; блок регулируемого фазового сдвига 3, электрически связанный с выходом генератора 1 и механически, соединенный с лимбом 4, проградуированным в величинах фазового сдвига; модульный элемент 5; блок индикации 6, инерционный блок 7, инвертор 8 и блок мажоритарной логики 9. с тремя входами, один из которых через инвертор 8 электрически связывается с выходом исследуемого объекта 2, другой вход - с выходом блока регулируемого фазового сдвига 3, а третий - с выходом инерционного блока 7, вход которога связан с выходом блока мажоритарной логики 9 цепью положительной обратной связи. Выход блока 9 через модульное устройство 5 -электрически связан с индикатором б.

Устройство работает следующим образом. -

Сигнал с- генератора 1 подается на исследуемый объект 2;и одновременно на блок регулируемого фазового сдвига 3. При, этом лимб 4 вншеден на-нуль Сигнал с исследуемого объекта 2 через инвертор 8 поступает на первый вход блока мажоритарной логики 9, а сигнал с блока регулируемого фазового сдвига 3 - на второй вход. На третий вход блока 9 поступает сигнал с инерционного блока 7.

Свойство блока мажоритарной логики 9 таково, что в каждый момент времени ,он сравнивает три поступающих на вход сигнала и формирует на выходе блока сигнал, который в данный момёнт является средним.

Блокмажоритарной логики 9 вщполняет следующую операцию: Xgy max min()min ()min (х x

Поэтому в случае, когда фазовый сдвиг исследуемого объекта 2 больше фазового сдвига блока регулируемого фазового сдвига 3, сигнал с блока мажоритарной логики 9 отличается от нуля,

с блока 9 поступает

Сигнал X

вых

через модульный элемент 5, где выпрямляется, в индикатор 6. При этом стрелка индикатора отклоняется от нулевого положения на какой-то угол. По мере уменьшения фазового сдвигамежду сигналами с исследуемого объек.та 2 и блока; регулируемого фазового сдвига 3 посредством увеличения фазового Сдвига блока 3 с помощью лимба 4 уЙёйШаСёТсЯ и амплитгуда вьзходного сигнала. Лимбом 4 устанайливают та.кое значение фазового сдвига, при котОр ом: стрелка индикатора 6 возвратилась бы к нулю. .Это говорит о равенстве фаз указаннЕлх сигналов. При это фазовый сдвиг, считываемый с лимба 4 равеТнфазовому сдвигу сигнала на выходе исследуемого объекта.

При дальнейшем увеличении фазового сдвига, вносимого блоком регулируемого фазового сдвига 3, сигнал с блока мажоритарной логики 9 отличается от нуля и имеет противоположную 5 полярность, но модульный элемент 5 выпрямляет его, и стрелка индикатора 6 вновь отклоняется от нуля, что свидетельствует о сдвиге фаз между сигналами с исследуемого объекта 2 и с 0 блока регулируемого фазового сдвига 3 .

Таким образом, равенство фазовых сдвигов сигналов с исследуемого объекта 2 и блока регулируемого фазо5 його сдвига 3 наблюдается только тогда/ когда стрелка индикатора 6 находится внулевомположении.

В данном устройстве измерение фазовых сдвигов не зависит от формы и

0 амплитуды сигналов, что -позволяет применять его для исследования не только линейных, но и нелинейных объектов. , ,

Кроме того, наличие инерционной

5 положительной обратной связи блока мажбритарнойлогики 9 через инерционный блок 7 с единичным крэффициентом усиления позволяет повысить точность измерения и чувствительность устройства посредством запоминания сигнала на выходе блока мажбритарной Логики 9 в течение каждого полуперирда, а также ускорить измерение.

Формула изобретения

Устройство измерения сдвига фаз ежду двумя сигналами, содержащее генератор гармонических колебаний, подключаемый .ко входным зажимам исследуемого объекта,блок регулируемого

фазового сдвига,связанные., с выходом Генератора гармойических колебаний и с лимбом,и индикатор, о т л и ч а ющ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения и чувствительности схемы, а также сокращения времени измерения, в него введенымодульный элемёнт, инерционный блок, инвертор и блок мажоритарной логики с тремя входами, один из которых через инвертор соединяется с выходными зажимами исследуемого 0бъекта, другой - с выходом блока регулируемого фазового сдвига, а третий - с выходом инерционного блока, в.ход которого подключен к выходу блока мажоритарной логики, при этом выход блока мажоритарной логики через модульный элемент соединен с блоком индикации.

Источники информации.

уп пр-йнятыевЬ внимание при экспертизе

1.Прибор НФ-2. Техническое описание, 1963,

2.Теснек Ю.И. и др. Измерения частоты и фазы электрических колеба 5 НИИ, М., 1965, с. 27 (прототип).