Фазовый датчик Советский патент 1982 года по МПК G01R25/08 

(5А) ФАЗОВЫЙ ДАТЧИК

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для индикации сдвига фазы между двумя электрическими сигналами.

Известен фазовый детектор, имеющий неоднозначную характеристику (меняется угол наклона) на протяжении периода разности фаз сравниваемых сигналов l .

.Получить монотонную характеристику фазового датчика на протяжении периода разности фаз сравниваемых сигналов можно, установив на входах фазового детектора делителя частоты на два. Однако в этом случае появляется неопределенность исходного угла накло,на характеристики, которая объясняется тем, что , получаемый после деления частоты на два, может иметь одно из двух значений фазы, отличающийся на 180®. Эта неопределенность обусловлена как моментом начала деления частоты, гак и воздействием реальных помех.

которые всегда существуют в электрических схемах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фазометр, содержащий дЪа формирователя импульсов, соединенных с триггерными делителями частоты, выходы которых подключены к фазоаналоговому преобразователю, выход которого через третий формирователь импуль10сов и мультивибратор присоединен к схеме сравнения, второй вход которой соединен с выходом второго триггерного делителя частоты, а выход подсоединен к первому.триггер15ному делителю частоты 2.1,

Однако этот фазометр не может работать при постоянном сдвиге фаз между измеряемыми сигналами. Это связано с тем, что формирователь

20 импульсов в устройстве автоматической коррекции может фиксировать только моменты перехода выходного напряжения через нуль и не реагирует

на постоянное напряжение, т.е. постолнный.сдвиг фаз. . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем,что в фазовый датчик, содержащий два формирователя импульсов, два триггерных делителя частоты и фазоаналоговый преобразователь.при чем выход первого формирователя импульсов соединен с входом первого триггерного делителя частоты, а выходы обоих триггерных делителей частоты подсоединены к соответствующим входам фазоаналогового преобразователя ,бведен фазоинвертор, включенный между вторым формирователем импульсов и вторым триггерным делителем частоты, прямой и инверсный выходы которого соединены с входами для установки состояний 1 и О первого триггерного делителя частоты, а соответствующие выходы первого триггерного делителя частоты соединены с входами для установки состояния О и 1 второго триггерного делителя частоты.

На чертеже представлена структурная схема фазового датчика.

Устройство содержит два формирователя 1 и 2 импульсов, два.триггериых делителя 3 и t частоты и фазоаналоговый преобразователь 5.

Фазовый датчик работает .следующим образом.

На вход формирователей импульсов 1 и 2 поступают сигналы, например синусоидальные, между которыми необходимо индицировать сдвиг фазы. В формирователях 1 и 2 эти сигналы преобразуются в периодические последовательности ,импульсов. После этого сигнал с формирователя 2 импульсов поступает на фазоинвертор 6 и поворачивается на 180 .

Далее сигналы поступают на входы синхронизации триггерных делителей 3 и частоты, где происходит делени частоты в 2 раза. С выходов делителе 3 и импульсы поступают на фазоаналоговый преобразователь 5. где временные интервалы, пропорциональные сдвигу фазы, преобразуются в широтно-модулированные импульсы и затей в напряжение, величина и знак которого пропорциональны сдвигу фазы. В момент прихода импульса на вход синхронизации делителя 4 на прямом и инверсном выходах появляются логические 1 и О. Эти два сигнала поступают на входы для установки состояний 1 и О, соответственно делителя 3, что подготавливает предлагаёмый делитель к переходу в состояние 1. Это произойдет в момент прихода импульса с формирователя 1 импульсов. После этого с прямого и инверсного выходов делителя 3 сигналы

лотНических 1 и О поступают на выходы для установки состояний О и 1 соответственно делителя подготавливая делитель к переходу в противоположное состояние.

Таким образом, делитель подготавливает делитель 3 к переходу в состояние, аналогичное своему, а делитель 3 подготавливает делитель к переходу в состояние, противоположное

Q своему.

Данная автоматическая система коррекции позволяет в случае сбоя одного из триггерных делителей частоты перестроить работу второго триггера делителя частоты в следующий такт работы, чем устраняется ошибка индикации.

Фазовый датчик надежно работает при наличии помех, изменений уровня измеряемых сигналов, любом законе . изменения разности фазы, причем на выходе фазового датчика получается однозначная зависимость выходного напряжения от разности фазы между измеряемыми сигналами. Универсальный фазовый датчик выгодно отличается от известного тем, что в нем отсутствуют такие узлы, как третий формирователь импульсов, мультивибрат тор и схема совпадений, что приводит к лучшим показателям надежности.

Формула изобретения

Фазовый датчик, содержащий два формирователя импульсов,два триггерных делителя частоты и фазоаяалоговый преобразователь, причем выход первого формирователя импульсов соединен с

50 входом первого триггерного делителя частоты, а выходы обоих триггерных делителей частоты подсоединень( к соответствующим входам фазоаналогового. преобразоателя, о т л и ч а55 ю щ и и с я тем; ЧТО, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен фазоинвертор, включенный между вторым формирователем им5 . ;95 пульсов и вторым триггерным делителем частоты, прямой и инверсный выходы которого(Соединены с «ходами для установки состояниТ 1 и О первого триггерного делителя частоты, а соответствующие выходы первого тр+1ггерного делитеяя частоты соединены с входами. для установки соств 1 f t и 1 второго триггерного НИИ О делителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № «128523, кл. Н 03 К 3/Oit, 197. 2.Авторское свидетельство СССР 28305, кл. G 01 R 25/00, Э7 .