Фазометр
Иллюстрации
Реферат
Использование: измерительная техника , измерение разности фаз периодических непрерывных и радиоимпульсных сигналов. Сущность изобретения: устройство содержит: 2 усилителя-формирователя 1, 2, 3 блока (3, 4, 5) регулируемой временной задержки, 1 измеритель (6) временных интервалов , 1 схему 7 совпадений, 1 индикатор 8, 2 переключателя 9, 10. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОЦиАлистических
РЕСПУБЛИК (!9) (! )) (5ц5 G 01 R 25/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вю F < (21) 4835319/21 (22) 05.06.90 (46) 30.08.92. Бюл, % 32 (71) Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" (72) М.А. Еленский (56) Измерения в электронике. Справочник.
В.А. Кузнецов, В.А. Долгов, В.Н. Коневских и др. / Под ред. В,А. Кузнецова, M.: Знергоатомиздат, 1987, с. 322, рис. 8.37. (54) ФАЗОМЕТР (57) Использование: измерительная техника, измерение разности фаз периодических непрерывных и радиоимпульсных сигналов.
Сущность изобретения: устройство содержит: 2 усилителя-формирователя 1, 2, 3 блока (3, 4, 5) регулируемой временной задержки, 1 измеритель (6) временных интервалов, 1 схему 7 совпадений, 1 индикатор 8, 2 переключателя 9, 10. 3 ил.
1758579
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в измерительных стендах, в различных радиоизмерительных установках, Кроме того, предлагаемый фазометр может быть использован как обычный прибор-измеритель разности фаз пе риодических непрерывных и радиоимпульсных сигналов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому прибору является известный фазометр.
Однако известный фазометр не позволяет измерять разность фаз, несущих колебания радиоимпульсных сигналов. При подаче на входы радиоимпульсных сигнаnosего нормальная работа нарушается: возникают "скачки, хаотические изменения, значительные колебания и нестабильности показаний цифрового индикатора.
Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей фазометра, обеспечение с его помощью сТабильных, устойчивых измерений разности фаз с более высокой точностью для радиоимпульсных и непрерывных периодических сигналов, На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого фазометра; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие принцип его,действия, на фиг, 3 — схема 7 совпадений, В состав предлагаемого устройства (фиг, 1) входят усилители формирователи 1 и 2, блоки 3 — 4 регулируемой временной задержки, измеритель 6 временных интервалов, схема 7 совпадений, индикатор 8, переключатели 9 и 10.
Блоки 1, 3, 4, переключатель 9, измеритель 6 временных интервалов образуют измерительный тракт фазометра, а блоки 2, 5, 7, 8 и переключатель 10 — его сигнальный тракт, Измерительный тракт обеспечивает формирование временного интервала т р пропорционального измеряемой разности фаз ЬP < Р 360 (Т вЂ” период
"нес Л Р частоты несущих колебаний радиоимпульса), его измерение и запоминание полученного результата. Сигнальный тракт обеспечивает сравнение значений временных задержек двух каналов, формирование импульсного сигнала в момент их равенства и световую сигнализацию этого момента.
Предлагаемый фазометр работает следующим образом.
Первоначально производится калибровка фазометра на частоте несущей сигнала с помощью радиоимпульсных или непрерывных периодических сигналов, С этой целью переключатели 9 и 10 переводятся в положения, при которых замыкаются их контакты 1 — 3, а на блоках 3 — 5 устанавливаются значения временных заДЕ РжЕ K, P а В Н Ы X таад 3 = таад 4 = зад 5
= зад Узад Тнес/2 (для Ap < 180 ) или
2 о
2 о
10 3 таад — — Тнес/2 (для Лр 180 ) или при неизвестных данных о интервале для hp), Затем на первый и второй входы фаэометра подается сигнал и производится более точная установка значенир временной задерж15 ки в блоке 4. Подрегулировка этой задержки осуществляется до момента формирования импульса на выходе схемы 7 совпадений и возникновения светового сигнала на индикаторе 8. После этого переключатель 10 пе20 реводится в положение, при котором замыкаются его контакты 3 — 2 и, аналогично предыдущему, подрегулируется задержка в блоке 3. Таким образом, в результате этих операций достигается точное равенство
25 значений всех трех задержек, с учетом параметров схемы 7 совпадений, с помощью которой сравниваются значения временных задержек для сигналов в первом и втором каналах фазометра при условии, когда Лу
30 = 0 и сигналы на его вход подаются от одного источника, Далее производится измерение искомого значения разности фаз, для чего переключатели 9 и 10 устанавливаются соответственно в положения — на замыкание
35 контактов 2 — 3 и замыкание контактов 3-1, Опорный сигнал поступает на вход 2, а измеряемый (с определенным фазовым сдвигом по отношению к опорному) — на вход 1, в результате. от сигнала блока 1 одновре40 менно запускаются блоки 3, 4, а от сигнала блока 2 — блок 5. Затем регулируется значение временной задержки в блоке 4 (в сторону уменьшения). Регулировка производится
2 "нес
45 от значения "ад = 3 2
При регулировке в блоке 4 его выходной сигнал поступает на схему 7 совпадений, в которой сравниваются временные задержки сигналов первого и второго каналов фа50 эометра. Очевидно, что для получения равенства этих задержек первоначальное значение заДеРжки таад 4 должно быть уменьшено на значение thy, т, е.
2 Тнес
55 ХзадЬ =тзад4 the =3 2 they B
ЭТОМ СЛуЧаЕ 7зад4 + Лф — Тзад5 И На ВЫХОДЕ
4 схемы 7 совпадений возникнут импульсы, а на индикаторе 8-световой сигнал. При этом
1758579 измеритель временных интервалов 6 измерит значение тзадз тэад4 = — Тнес/2 (— Тнес 2 — уф) =
3 3
= 14p которое будет индицироваться его цифра- 5 вым индикатором и им зафиксируется под действием блокирующего импульса от схемы совпадений 7 (см. фиг. 2).
На фиг. 2а изображены входные сигналы, поступающие на фазометр, а на фиг. 10
2б — сигналы в двух каналах на выходе усилителей формирователей. На этих рисунках отмечены разность фазану и соответствующий ей временной интервал the . На фиг.
2в и 2 г показаны импульсы на выходе блоков временных задержек при калибровке и измерениях разности фаз. На этих фигурах отмечены значения устанавливаемых задержек для указанных операций. На фиг. 2д представлены результирующие импульсы 20 на выходе схемы совпадений, а также тат временной интервал тД<р, который измеряется блоком 6. Значения временных задержек в блоках 3 — 5 могут регулироваться вручную или с помощью кодовых сигналов от ЭВМ или какого-либо источника кодовых сигналов. Например, в случае выполнения этих блоков на базе ждущих мультивибраторов с регулируемой длительностью импульсов, значения задержек могут быть изменены при регулировке постоянной времени задающих цепочек (как правило, с помощью изменений величин резисторов в базовых цепях п/и триодов, указанных узлов) или же путем изменений напряжений источников зарядов (разрядав) таких цепочек (как правило, с помощью изменений напряжений в базовых цепях и/и триодов, указанных узлов).
Схема 7 совпадений состоит из каскада совпадений (элемент 11), образованного гогическим узловым 2И-НЕ, ждущего мультивибратора (элементы 12 и 13) и выходного каскада (элемент 14). Схема работает следующим образом. Входные сигналы, сформи- 45 рован ные из несущих колебаний радиоимпульсов, в виде кратковременных импульсов напряжения поступают: на вход
1 с блока 5, на вход 2 — с блоков 4 или 3 (в зависимости от положения переключателя
10). В случае совпадений во времени импульсов на входах "1" и "2", на выходе элемента 11 формируется сигнал, запускающий ждущий мультивибратор. Импульсное напряжение на выходе "6" этого узла, воздействуя на светодиод (индикатор
"инд"), вызывает его свечение. Ток светодиода создает перепад напряжения на резисторе 560 Ом, Этот перепад после дифференцирования (цепочка 0,47 мкф — 2 кОм), передается на вход элемента, работающего в режиме инвертара. а с его нагрузки (9,1 кОм) — на измеритель 6 временных интервалов (импульс блокировки).
С помощью предлагаемого фазаметра возможно измерение разности фаз для одиночных радиаимпульсных сигналов. Другой особенностью предлагаемого фазометра, является построение его измерительности части на базе метода сравнения, который, как известно, обеспечивает более высокую точность, чем метод абсолютных измерений. Кроме того, так как в предлагаемом фазометре измеряемый временной интервал формируется от сигналов, поступающих от одного источника, значения этого интервала и показания измерителя временного интервала {блок 6) мало зависят от изменений уровня входного сигнала прибора, что также способствует повышению его точности. Формирование временного интервала за время одного периода сигнала (см. фиг, 2), обеспечивает для фазометра небольшое измерительное время, определяемое, в основном, быстродействием измерителя 6 временных интервалов.
В связи со всеми укаэанными факторами предлагаемый фазаметр обладает значительно большей точностью чем прототип при измерениях как на радиоимпульсных, так и непрерывных периодических сигналах, причем точность его измерений не зависит от характера этих сигналов (радиоимпульсный или непрерывный периодический).
Формула изобретения
Фазометр, содержащий два канала, первый из которых состоит из включенных последовательно первого усилителя-формирователя, первого блока регулируемой временной задержки и измерителя временного интервала, а на входе второго канала включен второй усилитель-формирователь, вход которого является вторым входам устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в первый канал seepçè второй блок регулируемой временной задержки и первый переключатель, а во второй канал — второй переключатель и последовательно соединенные третий блок регулируемой временной задержки, схема совпадения и индикатор, вход третьего блока регулируемой временной задержки соединен с выходом второго усилителя-формирователя, второй вход схемы совпадения подключен к третьему контакту второго переключателя, а выход — к третьему входу измерителя временных ин1758579 She тервалов, первый вход которого соединен с вторым контактом второго переключателя, а второй вход — с первым контактом второго, переключателя и выходом второго блока регулируемой временной задержки, вход ко- 5 торого соединен с выходом первого
Ю
ОВИР бл.1 усилителя-формирователя, подключенного своим входом к третьему контакту первого переключателя, к первому контакту которого подключен вход второго усилителя-формирователя, а второй контакт является первым входом устройства.
1758579
1 о Еф
%з
Составитель С. Чернякова
Редактор С. Лисина Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская
Заказ 2997 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5.
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101