Цифровой фазометр

Цифровой фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(.""т

IiII 653577

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н-И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050376 (21) 2330326/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет — .

Опубликовано 2503.79, Бюллетень № 10 (5lj М. Кл.

601 R 25/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (63) УДК 621 ° 317.. .77 (088.8) Дата опубликования описания 250379 (72) Авторы изобретения

В.И.Тимофеев, Е.Б.Грейз и A.È.Èåõoâè÷ (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение касается измерительной техники и может быть использовано для измерения сдвига фаз электрических колебаний низкой частоты.

Известно устройство для измерения сдвига фаз, s котором для создания квантующих импульсов с частотой, кратной частоте исследуемого процесса, используются преобразователи период-напряжение и напряжение-частота (1).

Недостаткам устройства является наличие дополнительной погрешности измерения, обусловленной промежуточными преобразованиями, Наиболее близким по технической сущности к..предложенному является устройство., содержащее формирУющее устройство, соединенное через узел управления с входами первого и второго вентилей, дешифратор, соединен. ный с..первыми входами группы элементов И, счетчики и регистрирующий счетчик (2) .

Однако оно содержит преобразователь код-напряжение, управляющий. генератором ударного возбуждения, каждый иэ которых вносит дополнительные погрешности в результат измерения, Кроме того, перед началом измерений требуется время для предварительной установки частоты и последующей автоматической подстройки частоты генератора ударного возбуждения. При неправильном захвате частоты схемой автоподстройки (более чем однократное переполнение делителя) сдвиг фаэ замеряется неточно.

Цель изобретения - получение постоянной точности измерения сдвига фаз в широком диапазоне частот

Для этого цифровой фаэометр,.содержащий формирующее устройство, соединенное через узел управления с входами первого и второго вентилей, дешифратор, соединенный с первыми входами группы элементов,.И, счетчики и регистрирующий счетчик, дополнительно снабжен двоичным умножителем, входы которого соединены с выходами первого и регистрирующего. счетчиков, узлом вычитания импульсов, входы которого соединены с выходами второго вентиля и двоичного умножнтеля, а выход — с входом регистрирующего счетчика, генератором опорных частот, соединенным с другими входами группы элементов И. Вход второго счетчика через первый счетчик соединен с выходом первого вентиля. Выходы группы

3 653 элементов И через элемент ИЛИ соединены с входами первого и второго ,вентилей, а входы дешифратора соединены с выходами второго счетчика.

На чертеже приведена структурная схема предложенного фазометра.

Цифровой фазометр оодержит формирующее устройство 1, узел управления 2, вентили 3,4, первый счетчик 5, узел б вычитания импульсов., состоящий из элемента задержки 7, триггера 8 и вентиля 9, двоичный умножи- l0 тель 10, регистрирующий счетчик ll, второй счетчик 12, дешифратор 13, генератор опорных частот 14, группу элементов И 15 и элемент ИЛИ lб °

Устройство работает следующим )5 образом.

В исходном состоянии счетчики 11

12 и триггер 8 обнулены. Дешифратор

13 выдает сигнал на элемент И из группы элементов И 15, на другой вход которого поступает частота F .На первом такте работы устройства узел управления..2 формирует временной интервал Т, равный периоду измеряемых колебаний Т„ (Ты@ который подается на вентиль 3. Частота F, опорного генератора (максимальная частота на выходе генератора 14) выбирается из условия а

Хмакс где д4 заданная дискретность измерения сдвига фаз;

F - максимальная частота иэХ hhAKC меряемых колебаний.

Импульсы с частотой Рр, поступа- SS ющие на вентиль 3 через элемент И из группы 15, элемент 16, записывают ся в счетчик 5, емкость которого Ир соответствует заданной дискретности измерения сдвига фаз 40 а о д

При переполнении счетчика 5 в счетчик 12.. записывается один импульс, но частота, поступающая на вентиль 3,Ф этом:случае не изменится, Если до окончания временного интервала, пропорционального периоду измеряемой частоты, счетчик 5 не, переполнится импульсами частоты Fg, то на этом первый такт работы устройства заканчивается, В счетчике 5 записано зна-. .чение Ny

"1= О(Х ХМ „

577 4 поступать частота Fz/2, Если до окончания временного интервала, равного периоду измеряемых колебаний, счетчик 5 не переполнится импульсами частоты F /2, то на этом первый такт работы устройства заканчивается, В счетчике 5 записано значение К.

О

Fo и - g (тх Тх

Если..до окончания временного интервала,равного периоду измеряемых колебаний, счетчик 5 переполнится еще раз, то .в счетчике 12 будет записано три импульса, дешифратор 13 выдает сигнал на тот элемент И из группы 15, на другой вход которого поступает частота у /4, т,е. на вен. — . тиль 3 будет поступать частота F0/4, и т.д. до окончания временного интервала Т>. После окончания первого такта работы устройства на выходе элемента 16 устанавливается частота

©Ч.

I гДе В=Еnt C©ß 2 т

Х МИН

Ent - целая часть выражения в скобках.

В счетчике 5 записано значение й», Йщфг „(Т„-т„„2 ) Перед началом измерения устройство подготовлено для измерения сдвига фаэ на максимальной частоте, если же..частота измеряемых колебаний меньше, то устройство автоматически выбирает (подстраивает) частоту счета в зависимости от частоты измеряемых колебаний. На втором такте работы устройства узел управления 2 формирует временной интервал ; прямо пропорциональный измеряемому фазовому сдвигу 9© и обратно пропорциональный частоте измеряеьых колебаний о

-д Ф

360 которйй заполняется импульсами частоты F,, выбранной на первом такте работы устройства. Одновременно из

ИМпульсов астоты Рач в узле б вычитаются импульсы Гр,„, поступающие с выхода двоичного рмножителя 10 и ЗЬ!Х Я ф где т„ „„: и — -„-„—,:т и .

Если..до ОкончаниУГвремейного ин= тервала, равного периоду измеряемых колебаний, счетчик 5 переполнится еще раз, в сиетчике 12 будет записано два импульса, а дешифратор 13 выдает сигнал на элемент И из группы .15., на другой вход которого поступает частота Р©/2, т.е.(", на вентиль 3 будет бз где РВ - частота заполнения счетчиЬи х ка 11.

На выходе узла б вычитания импульсов формируетая разностная выходная частота ЬШх

Й Ъ р

ЗЫХ .СЧ q.g. "СЧ N+Н д которая кратна частоте исследуемых . колебаний ° Количество импульсов Nq

65357

Формула изобретения

Составитель А.Андриевский

Техред И.Асталош Корректор С. Шекмар

Редактор A.Øìåëüêèí

Тираж 696 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по..делам изобретений и открытий.

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

Заказ 1285/34 филиал ППП Патент, г.ужгород ул.Проектная,4 в регистрирующем счетчике 11 зависит только от измеряемого сдвига фаз рО ч ьых а ро

B предложенном цифровом фаэометре точность измерения сдвига фаз повышается за счет применения только дискретных функциональных узлов и элементов, кроме того, время измерения сдвига фаз не превышает двух периодов исследуемых колебаний. 10

Цифровой фазометр, содержащий формирующее устройство, соединенное через узел управления с входами первого и второго вентилей, дешифратор, соединенный с.первыми входами группы элементов И, счетчики и регистрирующий счетчик,.отличающийся

20 тем, что, с целью получения постоян7 6 ной точности измерения сдвига фаэ в широком диапазоне частот, он снабжен двоичным умножителем, входы которого соединены с выходами первого и регистрирующего счетчиков, узлом вычита ния импульсов, входы которого соединечы с выходами второго вентиля и дво ичного умножителя, а выход — с входом регистрирующего счетчика, генератором опорных частот, соединенным с другими входами группы элементов И, причем вход второго счетчика через первый счетчик соединен с выходом первого ве тиля, выходы группы элементов И через элемент ИЛИ соединены с входами первого и второго вентилей, входы дешифратора соединены с выходами второго счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

Р 353207, кл. @01 R 25/00, 1973.

2.. Смирнов П.Т, Цифровые фаэомет ры, Энергия:; Л., 1974.