Цифровой фазометр для измерения фазовых сдвигов между переменными напряжениями

Цифровой фазометр для измерения фазовых сдвигов между переменными напряжениями

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 478264 (6|) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено19.06.73.(2|) 1934430/18-10 (613 М. Кл.

G- 61m 25/00 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делаьл нзооретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.07.75.Бтоллетень № 27 (45) Дата опубликования описания 23.01.7 (бЗ) УДК

621. 3 17. 77 2. (088.8 ) (72) Авторы изобретения

Р. В. Коровин и А. Г. Беззапонов (71) Заявитель

КИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ФАЗОВЪ|Х СДВИГОВ МЕЖДУ ПЕРЕМЕННЫМИ

НАПРЯЖЕНИЯМИ (54) 10

Изобретение относится к области радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения фазовых соотношений в радиоэлектронной аппаратуре, а также в системах автоматического контроля и управления, использующих фазовый способ представления информации.

Известны фазометры, содержащие двухканальный преобразователь частоты, идикатор нулевого фазового сдвига, дискретные фазовращатели со схемой их управления, устройство смещения частоты входных напряжений.

Известные фазометры характеризуются пониженным быстродействием и невозможностью работы в режимЕ слежения.

Кель изобретения — повышение бысч родействия и расширение функциональных возможностей фазометра.

Поставленная цель достигается тем, что выходы формирователей коротких импульсов подключены к раздельным входам триггера, выход которого через мостовую схему задержки связан с одним из входов управления ключевой схемы, вто(рой вход управления которой связан с вы ходом реверсивного счетчика, а импульсный вход подключен к выходу генератора импульсов, который также связан с первым входом реверсивного счетчика через временной селектор; второй вход временного селектора подключен к выходу мостовой схемы задержки, а выход ключевой схемы подключен ко второму входу реверсивного счетчика и к входу управляе мого дискретного фазоврашателя; при этом между входом схемы совпадения, управляющей этим фазоврашателем, и выходом соответствующего формирователя коротких импульсов включен элемент задержки.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого фазометра.. Смесители 1 и оО 2 подключены к входам каналов фазометра. К одному из входов смесителя 2 подключено также устройство смешения частоты входных напряжений 3, выходы которого подключены ко вторым входам о5 I смесителей. 1 и 2.

478264

Кроме того, устройство смешения частоты входных напряжений связано с вььходами дискретных фазоврашателей - пересчетнык. схем 4, 5,— к входам которых через схему совпадения 6 подключей ймпульсный генератор 7. Выходы сМесНТелей подключены через фильтры 8 и 9 к . ° формирователям 10, 11 коротких импульсов по моментам переходов синусоидальных напряжений на входах фильтров через нулевые значения. Вход одной из пересчетных схем 5 через схему совпадения

12 и элемент задержки 13 связан с выходом формирователя 11. Выходы триг1 геров этой пересчетной схемы подключены к пифровому отсчетному устройству 14

Выходы формирователей 10, 11 подключены к схеме совпадения 15, связанной с симметричным триггером 16, а также к раздельным входам триггера 17. Тригrep 16 подключен к схемам совпад ения

12 и 18, Триггер 19 и одновибратор 20 подключены к выходу схемы совпадения выход триггера 19-к схеме совпадения

l6, выход одновибратора 20-к триггерам

16 и 19. Выход триггера 17 подсоеди -,. нен к входу мостовой схемы задержки 21, - выход которой соединен с первым входом схемы совпадения 22 и ключем 23. ВтоЪ рой вход ключа 23 соединен с выходом реверсивного счетчика 24. Выход генератора 7 связан со вторым входом схемы совпадения 22. Выход ключа 23 подсоединен к входу пересчетной схемы 5 и к вычитаюшему входу реверсивного счетчика 24. Узлами фазометра являются двухканальный преобразователь (элементы 1, 2, 8, 9), устройство смещения частоты входных напряжений 3, индикатор нулевого фазового сдвига (элементы 10, 11, 15), схема управления диск ретными фазоврашателями (элементы 6, 7, 12, 16,, 18, 19, 20).

Устройство работает следующим образом.

Сииусоидальные напряжения U и 0 фазовый сдвиг которых подлежит измереишо, поданы на входы смесителей 1, 2 двухканального преобразователя частоты.

Наиpнжeииe (3 также подаио на вход

2 устройства смешения частоты входных иаиряжеиий 3, которое работает таким образол1, что на выходах устройства, связанных со смесителями 1 и 2, формиру ют<.я иаиряжеиия ирямоугольной формы, 4

< частота которых отличается от частоты входных напряжений фазометра на величиравную, значению частоты выходных ну ° напряжений дискретных фазоврашателей

4 и 5.

Напряжения разностной частоты выделяются при помощи фильтров 8 и 9; формирователи 10 и 11 осуществляют формирование: коротких импульсов в моменты перехода этих напряжений через нулев ые значения. Короткие импульсы с выходов формирователей 10 и 11 подаются на входы схемы совпадения

15 15; на вход элемента задержки 13, а также на входы триггера 17. Формирующий импульс, длительность которого пропорциональна сдвигу фаз, поступает на

20 вход мостовой схемы задержки 21, работающей таким образом, что на ее выходе имеется импульс, длительность которого равна разности между длительностями входного импульса и времени задержки, а передний фронт сдвинут по отношению к переднему фронту входного импульса на время задержки. (Если входной импульс короче времени задержки, то импульс на выходе схемы отсутствует).

Выходной импульс, снимаемый с мостовой схемы задержки 21, подается на схему совпадения 22, Импульсы с генератора 7 через схему совпадения 22 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 24. Задним фронтом импульса с мостовой схемы задержки открывается ключ 23 и через него поступают импульсы от генератора 7 на вь читаюший вход реверсивного счетчика и на пересчетную схему 5. После возвращения в исходное нулевое состояние реверсивный счетчик 24 закрывает ключ 23. Таким образом, импульсы, про шедшие через ключ 23, поступают на вход дискретного фазоврашателя 5 и производят скачкообразное измеиеиие фазы выходного напряжения TDð0 фазо- вращателя ио отношению к выходном у напряжению другого фазоврашателя. Путем соответствующего подбора времени задержки схемы 21 можно за один период разностной частоты уменьшить фазовый сдвиг между выходными сигналами смес-ителей 1 и 2 до достаточно малой величины, позволяющий за 1 — 2 периода разностиой частоты иолвосткио скомпенсировать фазовый сдвиг, входных

1 . напряжений и получить отсчет, 47 Ж64

Точное совпадение фаз выходных напряжений фаэоврашателей произойдет через несколько периодов разностной час-. тоты. После совпадения коротких импуш сов выходных напряжений формирователей

10 и 11 выходным импульсом схемы

16 совпадения 15 опрокидывается триггер запирается схема совпадения 12 и подготавливается схема совпадения 1 . В

18. В момент заполнения дискретного фаэоврашателя 4 коротким импульсом, получен ным на выходе схемы совпадения 18, опрокидывается триггер 19 и запускается

l одновибратор 20. Триггер 19 запирает схему совпадения 6 и прекращает подачу импульсов генератора 7 на входы дискретных фазоврашателей. При этом значение кода., зафиксированное положениями триггеров фазоврашателя 5, соответствует измеряемому фазовому сдвигу с дискретностью, определяемой коэффициентом, пересчета схем фазовращателей. Визуальный отсчет фазового сдвига осушествляется с помошью цифрового отсчетного устройства 14.

Одновибратор 20 предназначен для выдержки времени индикации. После возврашения сдновибратора 20 в исходное ! положение задним фронтом его напряжения производится установка в исходное положение триггеров 16 и 19, что соответствует началу нового цикла.

В режиме слежения за медленно меняюшимся или постоянным сдвигом фаз после первого измерения фазы напряжений с формирователей 10 и 11 совпадают. Импульс формирователя 11 поступает на элемент задержки 13, который задерживает импульс на время, больше длительности прохождения того же импульс» через схему совпадения 15 и триггер

16. За это время успевает закрыться схема совпадения 12, и импульс формирователя 11 не проходит на вход пересчетной схемы 5. Предмет изобретения

Цифровой фаэометр для измерения фазовых сдвигов между переменными напряжениями, содержаший двухканальный преобразова10 тель частоты, устройство смешения частоты входных напряжений, индикаторов нулевого фазового сдвига, дискретные фазоврашатели со схемой их управления, отсчетное устройство, о т л и ч а ю15

l ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и обеспечения работы в режиме слежения, он снабжен дополнительным триггером, мостовой схемюй задержкой, временным селектором элементов задержки, ключевой схемой и счетчиком, причем раздельные входы дополнительного триггера связаны с выходами формирователей коротких импульсов индикатора нулевого фазового сдвига, а выход — через мостовую схему задержки связи с одним из входов управления ключевой схемы, второй вход управления которой соединен с выходом реЗО версивного счетчика, а импульсный вход ключевой схемы соединен одновременно с выходом генератора импульсов через временной селектор, вторым входом связанного с выходом мостовой схемы задержки и со вторым входом реверсивного счетчика, а выход ключевой схемы подключен ко второму входу реверсивнюго счетчика и ко входу управляемого дискретного фазоврашателя, при этом меж4О ау входом схемы совпадения управляю— шей дискретным фазоврашателем и выходом соответствующего формирователя ко-, ротких импульсов включен элемент задержки.

47 8264

Д (1рохорова ехред A.Камышникова "1 1 H.ÀóK

Корректор

Релактор

Т.Иванова

Ивд. И IO$8

Заказ () стг)2 1 и раж

11олиисиое

l lj)(диривтиг <11,lit:tt l >, Москва, 1 -Б9, !"е!)еасковсhûÿ ггво"

llll1111l!11 осударственпого коми гига Соти та Миггггстров СССР ио делам нлобреасивй и огкргатий

Москва, 11 ll)35, 1 аушскяя иаб., 4