Устройство для измерения сдвига фаз инфранизкочастотных сигналов

Устройство для измерения сдвига фаз инфранизкочастотных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)1!) б00474«

Со)ов Фоеотмки

Социалистическим

Ресоублии ())1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.04.76 (21) 2341561/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 07.04.78 (51) М. Кл 2 С 01R 25/00

Государствемиый комитет

Совета Мииистрав СССР (53) УДК 621.317.77 (088.8) во делам мзвбретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

В. С. Барланицкий, Ю. А. Скрипник и Д. П. Орнатский

Киевский технологический институт легкой промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СДВИГА ФАЗ

И НФРА Н ИЗКОЧАСТОТН ЫХ С И ГНАЛО l) 1 1:!ОбрстсHlic 01 носи iс<>I к измери!ОJII>IIOII технике и может быть использовано для измерения разности фаз двух перемеHH«Ix напряжений ипфранизкой частоты.

11звсстсн фазометр, позволяющий определить сдвиг фаз в инфранизком диапазоне чаcroT t1)В таком устройстве для обеспечения независимости показаний от частоты угол сдвига определяется как частное от деления двух напряжеHI й, при !сM в д(лимом используется

II

llpeo0paaol>aTcJ1H длит с. !ьпОсти в Ilàïð|1ÿ(синс используются и !|гсгр а торы.

Однако врсмснная нестабильность интеграторов, изготовленных i!a базе операционных усилителей, пепдепти и!Ость характеристик каналов формирования временных интервалов, пропорциональных сдвигу фаз и периоду, снижают точность измерения. Для повышения точности необходима ручная установка нуля устройства. Однако при измерении в диапазоне частот из-за ручной установки нуля значительно снижается быстродействие всего устройства, что недопустимо в автоматических пзмерите1ьпых приборах.

Пелью изобретения является обеспечение автоматической коррекции в процессе измерения в . епрерывном диапазоне частот.

:-)то дост! гастс11 за счсгтог0, что устройство для пзмсрсния сдвига фаз ннфранизкочас-!

От ых сп llaJIO!;, Одержащсс формирователи

КОРОТК!1. 115!и) .1« 0«, ОД!1П ИЗ ЬО 1 ОРЫХ ПО ВХО5 ду соедш|еп;ерсз к.-|юш с в. Одами усгроиства, а 10pOII через (разовращате;!ь со вторым входом ус ро11с!ва, 110 выходам формиро«ат(.ли коротких импу;1ьсов через триггеръ|, liliT(i palÎ )I>l, клlоч, Ii) ль-Орган соединепь! с

)o прсооразоватслсм время — - код, генератор такто«ых пм!!ульсов, цифровой OrcПО СilaО<1(СПО PCI IICTPO:>I, ДВУМЯ схем ам и соьч адсп )! и тр ш сром, счетный вход ко Ороl О подк. !!0

25 второго ключа, и выход — с цифровым отсчетНЫМ OJIOI(O!

Ha

3 ляемый фазовращатель 7, формирователь 8 коротких импульсов, триггер 9 с раздельным входом, интеграторы 10, 11, ключ 12, нуль-орган 13, преобразователь 14 время — код, схемы 15, 16, совпадения, регистр 17, цифровой отсчетный блок 18.

С приходом первого тактового импульса от гснератора 1 триггер 2 устанавливается в единичное состояние, при этом замыкается ключ

4 и размыкается ключ 3, связанные соответственно с единичным II нулевым выходами триггера 2. По моментам перехода через нуль входного напряжения U2 в данном такте в первом канале формирователем 5 формируются короткие пусковые импульсы, воздействующие на счетный вход триггера 6. Длительность прямоугольного импульса па выходе триггера 6 равна длительности периода Т входного напряжения Uz.

На вход второго канала фазовращатель 7 постоянно подается напря>кение U, которое преобразуется, как и в первом канале, в пусковые импульсы формирователем 8, воздействующие на один из раздельных входов триггера 9; на его второй вход поступают импульсы с выхода триггера 6. Таким образом, триггер 9 запускается импульсом с выхода первого канала и возвращается в исходное состояние импульсом со второго канала.

Если каналы фазометра полностью идентичны, то триггер 9, запустившись импульсом с выхода первого канала, тут же возвращается в ис. одное состояние импульсом с выхода второго канала.

При наличии некоторого фазового разбаланса между каналами, например из-за смещения нуля в одном из них, па выходе триггера 9 появляется прямоугольньш импульс, длительность которого соответствует этому разбалансу.

Интегратор 10 заряжается постоянным напряжением с выхода триггера 6 в течение периода Т. Второй интегратор 11 заря>кается те vI же напряжением с выхода триггера 9 в течение длительности импульса, после чего интегратор переходит в режим запоминания.

По окончании периода Т задним фронтом импульса с единичного выхода триггера 6 включается преобразователь 14 время — код

14, напряжение снимается с входа интегратора 10, и его выход подключается ко входу интегратора 11 ключом 12, цепь управления которого соединена с нулевым выходом триггера 6. С этого момента начинается разряд интегратора 11 до нуля. В момент равенства нулю напряжения интегратора 11 срабатывает нуль-орган 13 и, подавая управляющий импульс на второй вход преобразователя 14, выключает его. Код па выходе преобразователя

14 соответствует фазовой неидентичности каналов и не зависит от частоты исследуемых сигналов.

В первый такт коммутации поло>кение триггера 2 таково, что разрешающий потенциал— на выходе схемы 16 совпадения, а запреща5

4 ющий — на входе схемы 15 совпадения и код с выхода преобразователя 14 переписывается в регистр 17. Далее код, записанный в регистре, воздействует на управляющий вход фазовращателя 7, компенсируя таким образом фазовую неидентичность каналов.

С приходом второго тактового импульса от генератора 1 замыкается ключ 3 и размыкается ключ 4. На вход первого канала поступает напряжение Uf, а на вход второго — напряжение Uq. Интегратор 10 заряжается, как и в первом такте, в течение времени Т. Длительность прямоугольного импульса на выходе триггера 9 во втором такте соответствует фазовому сдвигу на данной частоте, и в течение этого времени заряжается интегратор 11.

Далее процесс преобразования повторяется аналогично первому такту, и на выходе преобразователя 14 появляется код, который соответствует измеряемому фазовому сдвигу, и в него не входит ошибка из-за неидентичности каналов.

Во втором такте коммутации разрешающий потенциал появляется на входе схемы 15 совпадения, а запрещающий — на входе схемы

16 совпадения. Цифровой код, соответствуюший фазовому сдвигу, переписывается в блок

18, на цифровом табло которого индицируется результат измерения в единицах условных веЛИЧИН.

С приходом третьего тактового импульса от генератора 1 схема возвращается в исходное состояние, замыкается ключ 4, размыкается ключ 3, и процесс коррекции погрешности и измерения повторяется. 1 аким образом, из результата измерения исключается ошибка, вносимая каналами устройства вследствие неидентичности и нестабильности их звеньев.

Формула изобретения

Устройство для измерения сдвига фаз инфранизкочастотных сигналов, содержащее формирователи коротких импульсов, один из которых по входу соединен через ключи с входами устройства, а второй через фазовращатель — со вторым входом устройства, по выходам формирователи коротких импульсов через триггеры, интеграторы, ключ, нуль-орган, соединены с преобразователем время — код, генератор тактовых импульсов, цифровой отсчетпый блок, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматической коррекции в процессе измерения в непрерывном диапазоне частот, оно дополнительно снабжено регистром, двумя схемами совпадений и триггером, счетный вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, единичный выход его соединен с управляющим входом одного кл|оча и со входом первой схемы совпадения, выход которой через регистр соединен с управляющим входом фазовращателя, второй вход ее соединен с одним из входов второй схемы совпадения, и с выходом преоб600474

Составитель А. Самарченко

Корректоры: Л. Орлова и О. Тюрина

Те;сред Л. Гладкова

Редактор Н. Ваничева

Заказ 368/5 Нзд. Ко 335 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Подписное

Типография, пр. Сап нова, 2 разователя время — код, при этом другой вход второй схемы совпадения соединен с нулевым выходом триггера и управляющим входом второго ключа, а выход — с цифровым отсчетным блоком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Троицкий Ю. В. Инфранизкочастотный фазометр, Изд-во Вузов СССР «Приборостроение», 1971, № 1, с. 14.