Цифровой фазометр Советский патент 1980 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано при построении цифровых фазометров и преобразователей сдвига фаз в код.

Известен цифровой фазометр, содержащий два формирователе сигналов перехода опорного -и исследуемого напряжений через нулевые значения, соответствующие началам периодов, для триггера, два генератора пилообразного напряжения, две схемы сравнения, схему совпадения, два счетчнка, цифроаналогрвый преобразователь, делитель напряжения, генератор ступенчатого изменяющегося напряжения и инд икатор 1.

Недостатком известногоцифрового фааометра является пониженная точность измерения.

Цель изобретения - пов ыщение точности. , :,

Цель изобретения дост1итается тем, что в цифровой фазометр, содержащий первый и второй формирователи, генератор пилообразного напряжения, генератор ступенчатого напряжения, первый вход которого соединен с выходом делителя напряжения, элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом генератора ступенчатого напряжения, а выход подсоединен ко (Второму входу- того же генератора и к индикатору .через счетчик,Элемент совпадун,ия и первый триггер, выход которого соединен через конденсатор с входом запуска генератора ступенчатого напряжения, введены второй, третий, четвертый и пятый триггеры, дополнительный элемент совпадения, импульсный усилитель, автоматический переключатель, пиковый дет&ктор, дополнительный формирователь, дополни10тельный конденсатор и одновибратор, причем выход одновибратора соединен с вторым входам генератора пилообразного напряжения, выход которого через первый выход автоматического переключателя и15пиковый детектор соединен с входом делителя напряжения, а через второй выходавтоматического переключателя подсоединен к второму входу элемента сравнения, первый вход второго триггера соединен с

20 входами первого и третьего триггеров и через формирователь соединен с выходом элемента совпадения и через дополнительный формирователь подсоединен к выходу импульсного усилителя, входу одновибрато25ра и второму входу второго триггера, .выход которого соединен с одним из входов генератора пилообразного напряжения, вы-ход третьего триггера соединен с управляющим входом дополнительного элемента,

30 совпадения, выход которого подсоединен

через втор,ой формирователь, четвертый триггер и добавочный конденсатор к входу импульсного усилителя и одному из входов пятого триггера, выход -которого соединен с управляющим входом элемен а совпадения, первый вход, автоматического переключателя и управляющий вход генератора ступенчатого напряжения соединены.

Структурная схема цифрового фазометра -приведена па чертеже.

Цифровой фазометр содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры 1-5, элемент совпадения 6, дополнительный элемент совпадения 7, первый и второй формирователи 8 я 9, дополнительный формирователь 10, одновибратор 11, генератор пилообразного напряжения 12, .импульсный усилитель 13, автоматический переключатель 14, элемент сравнения 15, счетчик 16, индикатор 17, пиковый дете,ктор 18, делитель напряжения 19, генерадор ступепчатого напряжения 20, конденсатор 2 и добавочный конденсатор 23.

Цифровой фазометр работает следующим образом.,

При поступление сигнала «пуск на один из входов триггера 5 последний опрокидывается и при этом открывается элемент совпадения 6. В момент перехода опорного напряжения через нулевое значение, соответствующее началу периода, на выходе формирователя 8 формируется импульс, который поступает на входы триггеров /, 2 и 5, и все три триггера опрокидываются. Выходной сигнал триггера 8 открывает элемент совпадения 7, а выходной сигнал триггера 2 запускает генератор пилообразного напряжения 12.

Триггер / вместе с конденсатором 21 формируют сигнал такой полярности, иоторый-не переключает автоматического переключателя 14 и, не 3anyckaeT генератора ступенчатого напряжения 20. Нарастающее пилообразное напряжениГе через первый выход автоматического переключателя 14 подается на пиковый детектор /8, IKOTOрый запоминает его текущее максимальное значение, и через делитель напряжения 19 - на генератор ступенчатого напряжения 20, где используется в качестве образцового напряжения для образования «ступеньки. Пилообразное напряжение нар астает в течение полупериода опорного напряжения.

В момент перехода опорного напряжения через нулевое значение, соответствующее середине периода на выходе формирователя 10 формируется импульс,.который опрокидывает триггер 2 и тем сам-ым останавливает генератор пилообразного напряжения 12. Тот же импульс -одновременно с подачей на вход триггера 2 поступает на вход одновибратора П, на выходе которого образуется импульс необходимой длительности и полярности, способный установить на выходе генератора пилообразного напряжения /2 нулевое напряжение. Таким образом на выходе пикового детектора 18 образуется напряжение, величина которого пропорциональна половине периода опорного напряжения, а амплитуда ступеньки однозначно определяется полупериодом (периодам) опорного напряжения. Если в промежутке времени между появлениями импульсов на выходах формирователей 8 н 10 исследуемое напряжение переходит через нулевое значение, соответствующее началу периода, на выходе формирователя 9 формируется импульс, который опр окидывает триггер 4. Триггер 4 вместе с конденсатором 22 формируют импульс такой полярности, который не способен опрокинуть триггера 5, и тот же импульс, усиленный шипульсным усилителем,

не способен опрокинуть триггер 2 и запустить одновибратор 11. При формировании формирователем 8 второго импульса, который по времени соответствует 0:Кончанк,о предыдущего периода опорного напряжения и началу последующего, одновременно опрокидываются триггеры / и 2. При этом шмпульс, формируемый триггером / и конденсатором 21, переключает автоматический переключатель 14 во второе положевне (к выходу генератора пилообразного напряжения 12 подключается один из входов .элемента сравнения 15} и запускает генератор ступенчато изменяющегося напряжения 20, выход крторого подключен к

второму входу той же схемы сравнения.

Элемент сравнения 15 формирует импульсы при равенстве двух входных напряжений. При сравнении нарастающего пилообразного напряжения с амплитудой ступеньки элемент сравнения 15 формир ет импульс, который поступает на счетчик /б, а также формирует очередную ступеньку генератора 20. В момент сравнения нарастающего пилообразного напряжения с новым напряжением на выходе генератора 20 (в данном случае равным двум амплитудам ступеньки) на выходе элемента сравнения 15 фор1мируется второй импульс, который вновь поступает на счетчик 16 и

формирует очередную ступеньку в генераторе-- 20. Этот процесс повторяется до тех пор, пока второй импульс с выхода формирователи 9 не перебросит три1ггер 4, а последний после конденсатора 22 вырабатывает и-мпульс такой полярности, который перебрасывает триггер 5, в результате чего элементсовпадения 6 закрывается.

Одновременно импульс с .триггера 4 через конденсатор 22 подается на вход импульсного усилителя 13, выходной сигнал которого опрокидывает триггер 2 и тем самым останавливает генератор пилообразноного напряжения 12. Тот же сигнал поступает на одновибратор 11, выходной сигнал

которого устанавливает на выходе генера