Цифровой фазометр Советский патент 1981 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к электрсрадиоизмерительной технике и может быть использовано в фазоизмерительных системах. Известен цифровой фазометр, содержащий преобразователь фазового сдвига между двумя входными сигнала ми в длительность импульсов, генера тор высокой частоты, счетчик с инди кацией, элемент И, две пересчетные схемы с коэффициентом пересчета И, одна из которых включена на входе счетчика, а вторая - между преобра зователем фазового сдвига и входом триггера пуска. Между пересчетными схемами включен переключатель коэф циента пересчета 1 . Недостатками данного фазометра являются сложность и работоспособность только на одной частоте, на торой выполняется соотношение foBH - - - bt - 36-10 где fjjn,, - частота генератора высок частоты; m 1, 2, 3 На других частотах Fg входных сигналов или при нестабильной част те показания фазометра не соответствуют измеряемой разности фаз. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения фазового сдвига между двумя переменными напряжениями, содержащее умножитель частоты, связанный с первым элементом И, к выходу которого подключен счетчик импульсов, фазовременной преобразователь, подсоединенный ко входным клеммам устройства 2. Недостатком этого устройства для измерения фазовых сдвигов является узкий частотный диапазон, ограниченный сверху предельным значением входной частоты умножителя, формирующего квантующую последовательность импульсов. Если частота входных сигналов выше допустимого значения, то умножитель частоты либо перестает работать, либо умножает с большой погрешностью и измерения фазовь1х сдвигов невозможны . Цель изобретения - расширение частотного диапазона и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что цифровой фазометр, содержащий умножитель частоты, связанный с первым элементом и, к выходу которого подключен счетчик импульсов, фазовременной преобразователь, подсоединенный ко входным клеммам фазометра, дополнен делителем частоты с переменным коэффициентом деления, включенным между одним входом фазовременного преобразователя и умножителем частоты, а также вторым элементом И и делителем частоты, включенным между выходом делителя с переменным коэффициентом деления и первым входом второго элемента И, ко второму входу которого подсоединен выход фазовремеиного преобразователя, а вход второго элемента И соединен с одним из входов первого элемента И.

На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы устройства.

Фазометр состоит из фазовременного преобразователя 1, делителя 2 с переменным коэффициентом деления (ДПКД), умножителя 3 частоты, делителя 4 частоты, первого -элемента 5 И, второго элемента 6 и счетчика 7 импульсов.

Один из входов фазовременного преОразователя 1 подключен ко входу делителя 2 с переменным коэффициентом деления, выход которого поступает на вкод умножителя 3 частоты и делителя 4, а выход делителя 4 подключен к одному входу второго элемента б И, второй вход которого соединен с выходам фазовременного преобразователя 1, выход второго элемента б И соединен с одним из входов первого элемента 5 И, а второй вход соединен С выходом умножителя 3, выход-первого элемента 5 И соединен со входом счетчика 7 импульсов ,

Напряжение U V s i п oj t и Uj V sin (out -- H) фазовый сдвиг «f между которым измеряется, поступает на фазовременной преобразователь 1, который формирует временные интервалы, пропорциональные фазовому сдвигу Ч . Одновременно одно из входных напряжений делится по часто «а коэффициент Kg делителем 2 с переменным коэффициентом .деления. Коэффициент деления ДПКД 2, например, может принимать значения К 1, 2, 3, ..., 10, ..., 1000... .

Выходной сигнал ДПКД 2 умножаетс по частоте на постоянный коэффициен К умножителем 3 частотыj обеспечивакцим умножение по частоте с равномерным заполнением периода умножаемой частоты и делутся, например на 2,делителем 4 частоты, выходной сигнал которогр поступает на один из входов элемента 6 совпадения. Выходной сигнал фазовременного преобразователя 1 логически перемножается элементом б И с выходным сигналом

делителя 4 частоты. Серия из Kg импульсов, длительность которых равна t, , в каждом измерительном цикле с выхода второго элемента 6 И поступает на первый элемент 5 И, - Первый элемент 5 И обеспечивает прохождение импульсов , умноженной частоты, численное значение которой равно 36-10т -- , в течение

интервала времени л1 К t и.

О Счетчик 7 импульсов преобразует последовательность импульсов N, в цифровой код. Коэффициент умножения частоты выбирается обычно равным Kj «Зб-Ю , где m 1, 2, 3...

5 и результат измерений отсчитывается непосредственно в градусах или долях градуса. При значении коэффициента К п ДПКД частотный диапазон фазометра расширяется в сторону верхf. них частот соответственно в п раз. При этом результат измерения фиксируется в тех же единицах (градусах или долях градуса), определяемых выбранным значением коэффициента умножителя частоты. Действительно,

5 при К-а 1 фазовый интервал

Ч fcv - ,; число импульсов,

ZTT f В7

поступающее на счетчик 7 в измери К. Ч « тельном цикле Nvp- jip высоких

частотах при время, в течение которого квантующие импульсы поступают на счетчик 7 ДЬ-K -t - ГТ

5 число импульсов, поступающее на счётчик 7 в одном измерительном цикле

KvtFex. Ч Ч

N -

Ч21С FP К

l-fiT

вх -Э

Q Таким образом, в предлагаемом устройстве значительно ослабляются требования к широкодиапазонности умножителя частоты, который может работать лишь в узком диапазоне частот.

к.

BX-jimax

, г

vniH

где , - i-Toe и n(i-H)-l gзначения коэффициента деления ДКПД 2. Частотный диапазон фазоизмерителя Т1ри этом остается неизменным.

Формула изобретения

Цифровой фазометр, содержащий умножитель частоты, связанный с первым элементом И, к выходу которого

подключен счетчик импульсов, фазовременной преобразователь, подсоединенный ко входным клеммам фазометра, отл ичающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и упрощения устройства, он

дополнен делителем с переменным ко.эффициентом деления, включенным между одним входом фазовременного преобразователя и умножителя частоты, а также вторым элементом И и делителем частоты, включенным между выходом делителя с переменным коэффициентом деления и первым входом второго элемента И, ко второму входу которого подсоединен выход фазовременного

преобразователя, а выход второго элемента И соединен с одним-из входов первого элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при эксЛертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 216841, кл. G 01 R 25/00, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 387302, кл. G 01 R 25/00, 1973..

UtШшшмШиОД

uaf,,

Ш{в-