Моноимпульсный фазометр

Моноимпульсный фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (» j 65998 I

Союз Совстскнх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.12.75 (21) 2195624/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51) М, Кл. G 01 R 25/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень М 16 (53) УДК 621.317.77 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (72) Авторы изобретения

В. Я. Супьян, В. Д. Рудык и С. Н. Горбатюк

Винницкий политехнический институт (71) Заявитель (54) МОНОИМПУЛЪСНЫЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и предназначено для измерения разности фаз моноимпульсных сигналов.

Известны фазометры для измерения разности фаз радиоимпульсных напряжений с цифровым индикатором разности фаз (1).

Однако они обладают низкой точностью измерения, низким быстродействием и неудобны в эксплуатации. Короткое время 1р действия напряжения, в котором заключена информация о исследуемом фазовом сдвиге, значительно усложняет автоматизацию процесса измерения моноимпульсных сигналов. 15

Известен фазометр, содержащий фазовые детекторы, фазосдвигающую цепь 90, усилители и индикатор на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) (2).

Низкая точность измерения и низкое быстродействие такого фазометра не дают возможности использовать его при измерении разности фаз моноимпульсных сигналов, а при использовании фоторегистрации результата измерения с экрана ЭЛТ требуется длительная подготовка прибора к работе, длительная обработка и расшифровка результатов измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения разности фаз моноимпульсных сигналов.

Это достигается тем, что моноимпульсный фазометр, содержащий два фазовых детектора, фазосдвигающую цепь 90, включенную между первым входом второго фазового детектора и вторым входом первого, и усилители, снабжен амплитудными детекторами, элементом совпадения, двумя дифференцпрующими цепями, ограничителями импульсов положительной и отрицательной полярности, управляющим триггером, фазоинвертором, цепями, состоящими из двух резисторов и двух конденсаторов, мостовыми схемами, опорным тахогенератором, электродвигателем, сельсином, низкочастотным фазометром мгновенного значения разности фаз, усилителем-ограничителем, причем вход первого амплитудного детектора соединен с первым входом второго фазового детектора, а вход второго амплитудного детектора — с первым входом первого и вторым входом второго фазового детектора, выходы обоих амплитудных детекторов через элемент совпадения, первую дифференцирующую цепь и ограничитель импульсов положительной полярности подключены к первому входу управляющего триггера, выход которого через фазоинвертор подключен к мостовым схемам, включенным между резисторами, подключенными к выходам фазовых детекторов, и конденсаторами, подключенными к входам

659981 усилителей, выходы которых подключены к статорным обмоткам сельсина, роторная обмотка которого, соединенная механически с валом электродвигателя и опорного тахогенератора, электрически подключена к 5 входу усилителя-ограничителя и одновременно к одному из входов низкочастотного фазометра мгновенного значения разности фаз, второй вход которого подключен к выходу опорного тахогенератора, выход уси- 10 лптеля-ограничителя через вторую дифференцируюшую цепь и ограничитель импульсов отрицательной полярности подключен к второму входу управляющего триггера.

На фиг. 1 изображена структурная схема 15 предлагаемого моноимпульсного фазометра; на фиг. 2 — диаграммы напряжений, поясняющие его работу, Фазометр содержит фазовые детекторы 1, 2, фазосдвпгаюгцую цепь 90 3, мостовые схемы 4, 5, усилители 6, 7, амплитудные детекторы 8, 9, элемент совпадения 10, дифферепцпрующую цепь 11, ограничитель импульсов 12 положительной полярности, управляющий триггер 13, фазопнвертор 14, 25 электродвигатель 15, низкочастотный фазометр 16 мгновенного значения разности фаз, усилитель-ограничитель 17, дифференцируюшую цепь 18, ограничитель импульсов 19 отрицательнои полярности, опорный тахогенератор 20, сельсин 21 и цепи, состоящие из резисторов 22 и 23 и конденсаторов 24 и 25.

Фазометр работает следующим образом., 35

Входные моноимпульсные напряжения, изображенные на фиг. 2, а, б, U,(t) — U,.-„sin р O(t (-.„

U,(t)== 0 при —.„(/ - Т

U,(t) = UÄÄ sin; t+y) при 0(t(„

U (t) = 0 при -.„(1(Т гдето„,, и U„,, — амплитуда входных напряжений; т„— длительность исследуемых 45 импульсов;

Т вЂ” период повторения импульсов, поступают на входы фазовых детекторов 1 и 2, причем напряжение U,(t) поступает 50 на второй вход фазового детектора 1 через фазосдвигаюшую цепь 3.

Напряжения на выходе нелинейных элементов фазовых детекторов соответственно равны

U, = К,U„,,U„,, sin (ot cos (u)t + у) O(t(-.„, U, = К,И„„И„,, sin

Эти напряжения поступают на входы фильтров, состоящих из резистора 22 (23), мостовой схемы 4 (5) и конденсатора 24 (25). Во время перекрытия входных моноимпульсных напряжений ti — t мостовыс 65 схемы 4 и 5 открыты напряжением, подаваемым через фазош.вертор 14 с управляющего триггера 13. Форма напряжения на выходе управляющего триггера 13 изображена на фиг. 2, в. Постоянная времени цепи: резистор 22 (23), открытая мостовая схема 4 (5), конденсатор 24 (25) выбраны из условия обеспечения требуемой фильтрации и времени запоминания сигнала

2г. (где Ы вЂ” скорость вращения ротора сельсина).

Напряжения на выходе этих цепей равны

U, =- А, cos;.;

U, А,sing, где Ai —— К1У„„U„„„,;

А2 —— К2Ь и;, U„,, °

В момент окончания перекрытия импульсов U)(t) и Ug(t), 1=1 перепад напряжения с выхода элемента совпадения 10, прошедший через дифференцирующую цепь 11 и ограничитель импульсов 12 положительной полярности, поступает на управляющий триггер 13 и перебрасывает его, закрывая мостовые схемы 4 и 5. Форма напряжения на выходе ограничителя импульсов 12 положительной полярности изооражена на фиг. 2, г.

Постоянная времени цепи: резистор 22 (23), закрытая мостовая схема 4 (5), конденсатор 24 (25) становится достаточно большой, и можно считать, что напряжение на выходе этой цепи сохраняется равным

Uq u Uq на время 1) т„. Этп напряжения через усилители 6 и 7 поступают на статорные обмотки сельсина 21. Напряжение на роторной обмотке сельсина 21, механически связанной с валом электродвигателя 15 и вращающейся с частотой Q, равно

U, = К,А, cos y cos Qt+ К,А, з1пр sin Qt =

=Bcos(9t+ р), где К> и К4 — коэффициенты трансформации при К3А1 — — К4А2 — — В. Напряжение Ь 7 соответствует кривой I, изображенной «;а фиг. 2, д.

Таким образом, в роторной обмо гкс сел:.сина 21 получено низкочастотное напряжение, фаза которого имеет фазовый сдвиг, соответствующий разности фаз исследуемых моноимпульсных напряжений относительно напряжения опорного тахогенератора, который механически связан с электродвигателем 15. Это напряжение соответствует кривой II на фиг. 2, д. Измерение разности фаз между напряжениями Uq и U производится низкочастотным фазометром

16 мгновенного значения, на который подаются эти напряжения. При этом следуег иметь в виду, что изменения напряжения на входе усилителей 6 и 7 за счет некоторого возможного разряда конденсаторов 24 и 25 приведет только к уменьшению ампли659981 туды U, но не повлияет на фазовые соотношения.

Для возвращения фазометра в исходное состояние после окончания измерений напряжение с роторной обмотки сельсина 21 5 подается на вход усилителя-ограни ителя

17. Форма напряжения на выходе усилителя-ограничителя 17 изображена на фиг. 2, е.

Выходное напряжение усилителя-ограничителя обрабатывается дифференцирующей 10 цепью 18 и импульсом положительной полярности, соответствующим окончанию периода колебаний U, прошедшим через ограничитель импульсов 19 отрицательной полярности, который перебрасывает управ- 15 ляющий триггер 13 в исходное состояние, Форма напряжения на выходе ограничителя импульсов отрицательной полярности изображена на фиг. 2, г. Мостовые схемы 4 и 5 открываются, и происходит быстрый 2о разряд конденсаторов 24 и 25 через малые сопротивления нагрузок фазовых детекторов, фазометр возвращается в исходное состоя н и е.

Формула изобретения

Моноимпульсный фазометр, содержащий два фазовых детектора, фазосдвигающую цепь 90, включенную между первым входом второго фазового детектора и вторым Зо входом первого, и усилители, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения разности фаз моноимпульсных напряжений, он снабжен амплитудными детекторами, элементом совпаде- Зб ния, двумя дифференцирующими цепями, ограничителями импульсов положительной и отрицательной полярности, управляющим триггером, фазоинвертором, цепями, состоящими из двух резисторов и двух конден- 40 саторов, мостовыми схемами, опорным тахогенератором, электродвигателем, сельсином, низкочастотным фазометром мгновенного значения разности фаз, усилителемограничителем, причем вход первого амплитудного детектора соединен с первым входом второ".îфазового детектора,,а вход второго амплитудного детектора — с первым входом первого и вторым входом второго фазового детектора, выходы обоих амплитудных детекторов через элемент совпадения, первую дифференцирующую цепь и ограничитель импульсов положительной полярности подключены к первому входу управляющего триггера, выход которого через фазоинвертор подключен к мостовым схемам, включенным между резисторами, подключенными к выходам фазовых детекторов, и конденсаторами, подключенными к входам усилителей, выходы которых подключены к статорным обмоткам сельсина, роторная обмотка которого, соединенная механически с валом электродвигателя и опорного тахогенератора, электрически подключена к входу усилителя-ограничителя и одновременно к одному из входов низкочастотного фазометра мгновенного значения разности фаз, второй вход которого подключен к выходу опорного тахогенератора, выход усилителя-ограничителя через вторую дифференцирующую цепь и ограничитель импульсов отрицательной полярности подключен к второму входу управляющего триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР

¹ 354559, кл. G 01R 25, 00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 339875, кл. G 01R 25/00, 1972.

659981 ти г, Фиг. 2

Составитель В. Новицкий Корректоры: Л. Орлова и Е. Осипова

Редактор Е. Караулова

Заказ 570/15 Изд. № 283 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2