Цифровой фазометр низких и инфранизких частот Советский патент 1980 года по МПК G01R25/08 

(54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР НИЗКИХ И ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ

1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения фазовых сдвигов.

Известен цифровой фазометр, содержащий два идентичных канала, в каждом из которых содержатся последовательно . соединенные усилитель-ограничитель и формирователь импульсов, подключенные к разным входам триггера, выход триггера через схему И подключен ко входу первого электронного счетчика, а второй &ХОД схемы И подключен через последовательно включенные кдюч и мультивибратор к генератору шума, вход второго электронного счетчика соединен с выходом вышеупомянутого ключа i Известный фазометр имеет недостатневозможность получения высокой точности измерения фазы, особенно в инфранизкочастотном диапазоне, так как начало и конец пачек импульсов не совпадает с началом и концом счетного интервшха электронного счетчика;

сложность схемы устройства;

большое время, требуемое для измерения фазовых сдвигов в инфранизкочастотном диапазоне.

Целью изобретения является расширение диапазона частот и повышение точности измерения,

10

Это достигается тем, что в цифровой фазометр низких и инфранизких частот, содержащих триггер, входы которого через формирователи импульсов и усилители-ограничители подключены к вход15ным зажимам прибора, причем в одном из каналов между входом триггера и выходом формирователя импульсов через тумблер подсоединен И1шертор, счетчик импульсов и элемент И, введены последовательно соединенные триггер, нормализатор уровня, интегратор, электронный ключ, фиксатор уровня и операционный усилитель, при этом вьгёод триггера

через два последовательно соединенных ждущих мультивибратора и разрядный ключ связан с интегратором, а выход первого ждущего мультивибратора подключен к управляющему .входу электронного ключа, а также введены преобразователь напряжение-период, соединенный с двумя источниками опорного напряжения, выход одного из которык подсоединён к нормализатору уровня, при этом ю преобразователь напряясение-период своим выходом подключен к одному из входов элемента И, другой вход которого соединен с первым и вторым триггерами, а выход - со счетчиком импульсов,

Кроме того, преобразователь напря жёние-период содержит два электронных ключа, интегратор, два блока совпадения и TpMrrepj входы которого соединены с выходами блоков совпадения, а выходы - 20 с входами электронных ключей, объединенный выход которых через интегратор подсоединен к объединенному выходу блоков совпадения.

Схема цифрового. фазометра представ- 25 лена на чертеже.

Устройство содержит источники опорного напряжения .Д.2, электронные ключи 3, 4,5 интеграторы 6, 7, схемы сравнения 8, 9, триггера 10,11, 12, усили- Зо тепи-ограничители 13, 14, формйрбВате-ли импульсов 15,16, инвертор 17, переключатель 18, Иодущие М5льтивибра -торы 19,2О, разрядный ключ 21,

счетчик 22, нормализатор уровня 23, 35 фиксатор уровня 24, операционный усилитель-инвертор 25, элемент И 26.:

Входные сигналы, сдвиг фаз между которыми необходимо измерить, постуriato-r на идентичные каналы усиления и 40 форми()Ов а11Ия, в из которых г-йШйШзя пЬСйёДоватёлбно соедийенные

усилитель-ограничитель 13 (14). и формирователь импульсов 15 (16). :

При установке переключателя 18 в 45 положение О на выходе триггера 11 вырабатьшаютсяимпульсы, длительность которых оказывается пропорциональной произведению периода входного сигнала на фазовый сдвиг.50

Эти импульсы поступают на вход триггера 12, ас его выхода iia нормализатор уровня 23 п ждущий мульти- . вибратор 19,

,..55

К моменту окончания действия импульса нормализатора уровня 23 йа выходе иштегратора 7 вырабать1вается напряжение, пропорциональное периоду входного сигнала.

Задним фронтом триггера 12 последовательно запускаются мультивибраторы 19 и 20, первый из которых управляет работой электронного ключа 5 и заряжает накопительный конденсатор аналогичного фиксатора уровня 24, а второй при помощи ключа 21 шунтирует емкость ииггегратора 7,

Напряжение с выхода фиксатора 24 и напряжение с выхода усилителя 25 поступают на Входы схем сравнё.ния 8 и 9 а на вторые И.Х входы подается выходное напряжение интегратора 6,

Если ключ 3 открыт к на в,ход интегратора 6 подается напряже1гае от источника 1, а выходное напряжение интегратора 6 достигает напряжения, подаваемого с усилителя 25, ахема сравнения 8 вырабатывает импульс, который перебрасывает триггер 10 в другое положение. Ключ 3 закрьюается, а ключ 4 открьшается, .. .

С этого момещ-а начинается перезаряд емкости интегратора 6. Как только вьгходное напряжение интегратора 6 достигает значения напряжения фиксатора уровня 24, схема сравнения 9 вырабатывает иМпульс, который вернет триг гер 10 в исходное состояние.

Собственная ч:астота возбуждения замкнутой системы регулирования интегратора 6 оказывается пропорциональной частоте в.ходного сигнала.

Импульсы триггера 11 и триггера 10 через элемент И 26 поступают на счетчик 22, по показаниям которого определяется фазовый сдвиг.

Частотный диапазон устройства может быть расширен как в область высоких, так и ипфранизкйх частот.

Формула из об р в т е н и я

1. Цифровой фазометр низких и инфранизких частот, содержащий триггер, которого через формирователи импульсов и усилители-ограничители подключены к входным зажимам прибора, причем в одном из каналов между входом триггера и выходом формирователя импульсов через тумблер подсоединен инвертор, счетчик импульсов и элемент И, о тл.и чающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот, пОвьпиения точности измерения, в него введе