Способ двухканального измерения изменений сдвига фаз гармонических сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к фазоизме- рительной технике и может быть использовано при создании фазометров в широком диапазоне частот,

Цзвестен способ, заключающийся в .преобразовании сигналов, разность фаз между которыми измеряется в две последовательности прямоугольных импульсов той же частоты, одна из которых (в канале переменной фазы) поступает на индикатор непосредственно, и другая IB канапе постоянной фазы) путем суммирования с последовательностью импульсов, полученных умножением частоты повторения импульсов канала постоянной фазы, преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов, выступающую в качестве электрической шкалы на экране индикатора, которая одновременно несет информацию о временном положении передних фронтов измеряемой последовательности импульсов канала постоянной фаэыЕ11.

. Недостатком этого способа является невысокая точность измерений,обуслов.геиная использованием индикатора в качестве оконечного элемента регистратора.

Известен также способ, заключающийся в совмещении двух электрических шкал, начала которых сдвинуты друг относительно друга на длительность измеряемого интервала, пропорционального измеряемому углу сдвига фаз, а деления одной шкалы отличаются от деления другой на требуемое значение ступени квантования 2.

10 Недостатком известного способа является невысокая точность измерений, обусловленная необходимостью поддержания на высоком уровне относительной стабильности периодов вход15ного сигнала и опорного напряжения, а также большое время измерения, зависящее от диапазона частот измеряемых напряжений.

Цель изобретения - повышение точ20ности измерений.

Цель достигается тем, что из гар монических напряжений, изменение сдвига фаз между которыми подлежит измерению, формируют две последова25 тельности прямоугольных импульсов той же частоты, которые используются для создания двух электрических шкал,начала которых сдвинуты друг относительно друга на интервал времени,про30 порциональный измеряемому сдвигу фаз. а эатям последовательности прямог угольных импульсов с частотой повторения, в целое число раз превыиающей частоту измеряемглх сигналов, вьшолняющих роль электрических шкал, пре.образуют в первую прерывистую последовательность с числом импульсов, пр порциональным, измеряемому сдвигу фаз и в суперпозицию двух лрерывистых последовательностей импульсов, одна из которых является продолжением пер вой прерывистой последовательности,а начало второй прерывистой последовательности совпадает с окончанием вре менного интервала, пропорционального измеряемому сдвигу,фаз, после чего из первой прерывистой последовательности и из суперпозиции последовательностей импульсов выделяют и подвергают точному .выпрямлению гармоники с частотами, равными частоте следования импульсов внутри прерывистых последовательностей. На фиг. 1 показана блок-схема одного из возможных вариантов реализации предлагаемого способа; ьа фиг.2 временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства. Блок-схема содержит формирователи 1 и 2 , преобразующие опорное и входное гармонические напряжения час изменения сдвига фаз тоты fz между которыми подлежат измерению в последовательности прямоугольных импульсов, триггер 3, запускаемый по двум входам и формирующий последовательности прямоугольных импульсов, длительность которт.х i пропор циональна измеряемому сдвигу фаз, ге нераторы 4 и 5, вырабатывающие последовательности прямоугольны.х импульсов с параметрами t.to-- и синхронизируекые соответственйо передними фронтами импульсов формирователя 1 опорного напряжения и задни ми фронтами импульсов триггера 3, элементы совпадений 6-8, избирательную систему 9, выделяющую из прерывистых последовательностей импуль, сов гармоники с номером ,- $ -точные выпрямители 10 и 11 соответственно каналов грубого и точного отсчетов, триггер 12, запускаемый по двум, входам и формирующий последовательности прямоугольных импульсов длительностью рТ, счетчик 13 импуль сов емкостью р, линейный смеситель 14, на два входа которого поступают .прерывистые последовательности импульсов с выходов элементов совпадений 7 и 8, избирательную систему 15, выделяющую из суперпозиции прерывистых последовательностей импульсов .гармонику с номером.. 6-Т ,Or Работает устройство, реализующее предлагаемый способ,следующим образом С ПОМОЩЬЮ, элемента б совпадений, на один из двух входов которого поступают импульсы длительностью t с выхода триггера 3, а на второй - им-. пульсы с выхода синхронизирующего генератора 4, осуществляется преобразование пропорционального измеряемому сдвигу фаз интервала времени tu в прерывистую последовательность :(пачку из щ измерительных импульсов. Точное выпрямление выделенной из прерывистых последовательностей пачек импульсов гармоники с номером ji-,no3., . 0 воляет грубо (с точностью до ±Atf i9d Гл измерять текущее значение сдвигa фaзф„ . Элементы 7 и 8 совпадений, управляемые выходным перепадом триггера 12, совпадающим с задним фронтом импульса длительностью tj,, формируют из последовательностей импульсов с параметрами ЕИ-СО-, вырабатываемых синхронизируемыми генерат орами 4 и 5, прерывистые последовательности в виде .пачек из р импульсов. Управляющий перепад напряжения триггера 12 заканчивается -после з&полнения счетчика 13 импульсов. Пода.ваемые на входы линейного смесителя 14 (сумматора) пачки импульсов со сдвигом между передними фронтами импульсов t, определяемым отклонением текущего значения сдвига фаз относительно Ц|... . ( С Точное выпрямление гармоники с нойером е Т/Гр , выделенной из суперпозиции пачек импульсов, позволяет измерять изменения сдвига фаз внутри - 52. интервала Одновременное измерение постоянных напряжений на выходах точных выпрямителей грубого и точного каналов позволяет с высокой точностью измерять изменения-сдвига фаз в диапазоне О-ЗбО. Формула изобретения Способ двухканального измерения изменений сдвига фаз гармонических сигналов, заключающийся в преобразовании сигналов, сдвиг фаз между которыми измеряется, в две последовательности прямоугольных импульсов той же частоты, которые используются для создания двух электрических шкал, начала которых сдвинуты друг относительно друга на интервал вр.емени, пропорциональный измеряемому сдвигу фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, последовательности прямо- угольных импульсов с частотой повторения, в целое число раз превышающей

частоту измеряемых сигналов, выполняющих роль электрических шкал, преобразуют в первую прерывистую последовательность с числсш импульсов, пропорциональных сдвигу фаз, и в суперпозицию двух пре| ывистых последовательностей иклульЬов, одна из которьк является продолжением первой прерывистой последовательности, а начало второй прерывистой последовательности совпада(эт с окончанием временного интервгша, пропорционального измеряемому фазовому сдвигу, после

чего из первой прерывистой Последовательности и из суперпозиции последовательностей импульсов :вШ1еп)Ьат и , подвергают точному выпрямлению гармоники с частотами, рабньа«1часто%-е следования импульсов внутри прерывис|тых последовательностей,/

Источники информации, принятые во внимани при экспертизе

1.Авторское свидвтельстао СССР 234513, кл. G 01 R 25/00, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 1324588, кл. G 01 R 25/00, 1972.

ФигЛ

/tfjfff/

t

г}№/5о 0кенР/1Я

г

lBVX99 tuWMiff ffff/fo/fa