Цифровой фазометр с постоянным измерительным временем

Цифровой фазометр с постоянным измерительным временем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

263743

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлсно 30.Х.1968 (М 1280173/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.11.1970. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 16Х1.1970

Кл, 21е, 36/03

МПК G Olr

УДК 62 1.317.72 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР С ПОСТОЯННЫМ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ВРЕМЕНЕМ

Изобретение относится,к области фазовых измерений цифровыми фазометрами с постоянным измерительным временем.

Известные цифровые фазометры с постоянным измерительным временем, содержащие формирующие устройства, управляемый триггер, электронные ключи, квантующий генератор, измерительный счетчик и времязадающую схему, имеют сравнительно невысокую точность измерения.

Предлагаемый фазометр:позволяет повысить точность измерения за счет того. что снабжен устройством синхронизации времязадающей схемы и выполненный из последовательно включенных логических элементов, реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя устройством анализа и управления частотой квантующего генератора, два входа которого подключены к выходам одного из формирующи устройств, два других входа— к выходам времязадающей схемы и квантующего генератора соответственно, а выход усгройсгва анал 1за и управления соединен со входом квантующего генератора.

На фиг. 1 представлена упрощенная блоксхема предлагаемого фазометра; на фиг. 2— блок-схема устройства анализа и управления; на фиг. 3 приведены временные графики напряжений.

Блок-схема фазометра содержит формирующие устройства 1 и 2, управляемый триггер

8, электронные ключи 4 и 5, измерительный счетчик б, квантующий генератор 7, времяза5 дающую схему 8, выполненную из делителя частоты 9 и триггера 10, устройство 11 синхронизации времязадающей схемы, устройство 12 анализа и управления частотой квантующего генератора.

Io На вход фазометра,поступают синусоидальные сигналы Us>, и U,x, (фиг. 3,а, б). Формирующие устройства 1 и 2 преобразуют входной сигнал в остроконечные импульсы, привязанные по времени к положительным перехо13 дам через нуль входного сигнала (фиг. З,в,г).

Эти импульсы поступают на вход управляемого триггера 8. С триггера cíèìàåòñÿ прямоугольный нот пульс (фиг. 3, д), длительность которого равна временному сдвигу между

20 входными сигналами, и подается на ключ 4, на второй вход которого поступают квантующие импульсы. Времязадающая схема формирует импульс, равный по длительности времени измерения. После нажатия кнопки

23 устройства 11 синхронизации импульс с формирующего устройства 2 переворачивает триггер 10. Напряжением с триггера открывается ключ 5 и квантующие импульсы начинают проходить на ключ 4 и делитель частоты 9.

3Q После прохождения импульсов через делитель

263743

9, он выдает импульс, который переворачивает триггер 10 в исходное положение, и ключ

5 закрывается. Ошибка измерения связана с тем, что за цикл измерения укладывается не целое число периодов сигнала ЛТ О или

ATg+0 (фиг. З,е, ж). Для исключения указанной погрешности необходимо изменить время измерения так, чтобы либо ЛТ1 либо ЛТ стало равным нулю. Поскольку время измерения определяется частотой квантующего генератора 7 1„=-М„, где t„,— период сигнала квантующего генератора, изменить время измерения можно путем изменения частоты квантующего генератора. Сигнал,рассогласования который изменяет частоту кванту)

Г) ющего генератора, формирует устройство 1анализа и управления.

В случае, если лежит в пределах от 0 т, Т до /g, на квантующий генератор подается положительное напряжение, приблизительно пропорциональное аТ>, которое увеличивает частоту квантующего генератора и время измерения уменьшается, Увеличение частоты происходит до тех пор, пока ЛТ1 не станет ьт, равным нулю. Если лежит в пределах or

>j> до 1, т. е. - в пределах от 0 до j, устЬТ., 1, ройство анализа и управления выдает на квантующий генератор отрицательное напряжение, приблизительно пропорциональное Л7, которое уменьшит частоту квантующего генератора и тем самым увеличит время измерения.

Устройство анализа и управления (фиг. 2) работает следующим образом.

В исходном состоянии все электронные ключи 18, 14, 15, 16, 17 находятся в закрытом состоянии. Концом импульса, формирующего время измерения, триггер 18 переворачивается (фиг. З,и) и ключи 13 и 14 открываются.

Квантующие импульсы поступают на,реверсивный счетчик 19 (фиг. 3, к). Счетчик,работает на суммирование.

Первым после окончания измерения импульсом с формирующего устройства, соответствующим положительному переходу через нуль входного сигнала, триггер 18 переворачивается в исходное состояние и ключи 18 и 14 закрываются. В реверсивном счетчике 19 записывается число, пропорциональное ЛТ>, Далее ,работа схемы зависит от величины расстройки. В случае, если ЛТ )0,5 Т через 1=0,57 на вход открытого ключа 14 с формирую щего устройства проходит импульс, соответствующий отрицательному переходу через нуль входного сигнала. Этот импульс проходит через триггер 20 и переворачивает его в противоположное состояние (фиг. З,л). При этом открывается ключ 15 и импульс с формирующего устройства по цепи I проходит на триггер 21, имеющий счетный вход; триггер переворачивается и открывается ключ 1б. Кванту5

1ощпс импульсы проходят через этот ключ на реверсивный счетчик 19, Счетчик работает на вычп ганне. Следующим импульсом с формирующего устройства по цепи l триггер 2l переворачивается в исходное состояние и ключ с5 закрывается. Концом импульса с триггера

2l i.ðиггер 20 также переходит в исходное состояние. В .это время в реверсивном счетчп«е 19 записано отрицательное число, пропорциональное по модулю ЛТi.

1-1апряжение с триггеров 18 и 20 подается на схему 22 «ИЛИ» (фиг, З,м). После возвращения триггера 20 в исходное состояние триггер 28 переворачивается и ключ 17 открывается. Квантующие импульсы начинают поступать на распределитель 24 (фиг. 3, и). Первьш «вантующии импульс поступает на первую схему совпадения «И» (схема 25) и двоичное число, записанное в первой ячейке реверсивного счетчика, переписывается в первую ячейку сумматора 26. Вторым квантующим импульсом переписывается в сумматор двоичное число второй ячейки и т. д. по и-й ячейки. (и+.1) -м квантующим импульсом триггер

2 переворачивается в исходное состояние и ключ 17 закрывается (фиг. 3, n). Этим же импульсом,реверсивный счетчик 19 устанавливается в нулевое состояние.

Цифроаналоговый преобразователь 27 преобразует число, записанное в сумматоре, в напряжение, «огорое корректирует частоту кванip ющего генератора.

В случае, если ЛТ (0,5 Т, импульс с формирующего устройства по цепи ll не проходит на триггер 20. Тогда в момент возвращения триггера i8 в:исходное состояние через ячейку или дифференцирующую цепочку 28 триггер 2d переворачивается, ключ 17 открывается и далее процесс происходит аналопично описанному.. Число, записанное в,реверсивном счетчике, переписывается в сумматор. В этом случае в реверсивном счетчике записано положительное число, пропорциональное ЛТ .

Число, записанное в сумматоре, преобразуется в напряжение, которое корректирует частоту кв антующего генератора.

Как видно из работы устройства, после подачи на вход сигналов требуется некоторое время для проведения коррекции частоты. Это не увеличивает время измерения,,поскольку измерения обычно производятся на фиксированной частоте и в процессе измерения коррекция частоты не производится.

Предмет изобретения

Цифровой фазомет р с постоянным измерительным временем, содержащий формирующие устройства, управляемый триггер, электронные ключи, квантующий генератор, измерительный счетчик и времязадающую схему, от.шатающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, фазометр снабжен устройством синхронизации времязадающей схемы и выполненным из последовательно:вклю263743 чснных логических элементов, реперсиBHQI счетчика и цифроаналогового преобразователя устройством анализа,и управления частотой квантующего генератора, два входа которого подключены к выходам одного из формируюшпх устройств, два других входа — к;выходам врем язадающей схемы и квантующего генератора соответственно, а выход устройства анализа и управления соединен со вхо5 дом квантующего генера ора.,263743

Ф г

Составитель Г. H. Кучеренко

Редактор H. С. Коган

Техред А. А. Камышникова

Корректор H. С. Сударенкова иив

Заказ 1503 5 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета Но делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж,-35, Раугпская иаб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2