Измеритель разности фаз

Измеритель разности фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ с. е я !, .(., у( В71 1492

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-еу (22) Заявлено 27.0672(21) 2500634/18-21 (51)М. Кл. с присоединением заявки Nо

С Ol R 25/00

Государственный комитет

СССР но делан изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621 . 317 . 77 (088.8) Опубликовано 25.01.80. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 250180 (72) Авторы изобретения

В.Я.Живица и Ю.А.Скрипник (71) Заявитель (5 4 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ФАЗ

Изобретение относится к области измерительной техники и может при" меняться в информационно-измерительных системах, используемых в проьишленности и научных исследованиях.

Известен измеритель разности фаз (1j, в котором механический фаэовра-. щатель заменен электронным, где использован в качестве фазовращателя триггерный делитель частоты.

Напряжения, сдвиг фаз между которыми должен быть измерен, поступают на входы двух идентичных каналов, состоящих из смесителей, фильтров, ограничителей. Выходные сигналы ограничителей поступают на входы

Фазового детектора, выходной сигнал которого управляет записью инФормации в один из двух делителей частоты, включенных в соответствующие гетеродинные цепи смесителей.

Таким образом, в один из каналов фазометра вводится компенсирующий сдвиг фаз. Отсчет производится после окончания процесса уравновешивания по разности чисел, записанных в триггерные счетчики. Цена младшего разряда, оказывающая существенное влияние на точность измерения, равна а Р = 360 /Нт, где и — коэффициент деления триггерных счетчиков.

Известен также измеритель разности фаз, сос то ящи и из набора фаз ов ращателей, номинальные значения которых соответствуют ряду 180 90 о о и т т

45 ° .. 180 /2, ключей, эакорачивающих вход-выход фазовращателей, фазового детектора, фильтра нижних частот, устройства управления ключами, цифрового индикатора (2) .

Измеряемые напряжения, сдвиг фаэ между которыми должен быть измерен, подаются на входы фазового детектора. Первое напряжение подключается на первый вход фазового детектора через П последовательно включенных фазовращателей, которые могут закорачиваться управляемыми ключами. Второе напряжение на второй вход фазового детектора подключается непосредственно. Сигнал с выхода фазового детектора через фильтр нижних частот регулирует компенсирующий фазовый сдвиг посредством включениявыключения фаэовращателей. Конец процесса уравновешивания определяется моментом равенства нулю выхадного напряжения фазового детектора.

Результат измерения индицируется

711492

t0

Измеряемые напряжения поступают на входы цифрового измерителя 1 квадранта и сигнальные входы фазовых модуляторов 2, 3. Цифровой измеритель 1 квадранта вырабатывает код, соответствующий квадранту, в котором

25 находится измеряемая разность фаз.

Код квадранта поступает на входы блока 12 формирования результата, где он используется для формирования старших разрядов измеряемого фазово30 го сдвига. Кроме того, код квадранта управляет работой дешифратора 7 четных квадрантов и дешифратора 8 нечетных квадрантов . Предположим, что измеряемая разность фаз находится

35 в третьем квадранте. Тогда дешифратор 8 нечетных квадрантов вырабатывает разрешающий потенциал на первом входе элемента 10 И. Так как на вторые входы элементов 9, 10 И поступают прямоугольные импульсы с выхода широтно-импульсного модулятора 7, то они проходят только через элемент И, на первом входе которого есть разрешающий потенциал. Таким образом, прямоугольные импульсы с выхода элемента 10 И поступают на управляющий вход Фазового модулятора 3, который каждым приходящим импульсом сдвигает фазу одного иэ измеряемых сигналов на У/P. на время, равное длительности

50 импульса, при отсутствии импульса фазовый модулятор пропускает сигнал беэ изменений ° Следовательно, на сигнальные входы фазового детектора

4 поступают измеряемые сигналы, — 55 один из которых модулирован по фазе на два уровня 0 иУ/2 с частотой модуляции, задаваемой широтно-импульсным модулятором б. Постоянная составляющая напряжения с выхода фаэо6О вого детектора 4 через фильтР 5 нижних частот поступает на управляющий вход широтно-импульсного модулятора б и изменяет скважность выходных прямоугольных импульсов до тех пор, пока постоянная составляющая на входе фильтра 5 нижних частот не цифровым индикатором после окончания процесса уравновешивания в соответствии с номинальными значениями включенных фазовращателей.

Недостатком этих измерителей разности фаэ является низкая точность измерения, фазового сдвига.

Целью изобретения является повы-. шение точности измерения фазового сдвига в диапазоне частот при автоматизации процесса измерения. Это достигается тем, что в измеритель разности Фаз, содержащий фазовый детектор, фильтр нижних частот, подключенный к выходу фазового детектора, цифровой измеритель квадранта, подключенный входами к Вход ным клеммам измерителя разности фаз, а выходами — ко входам дешифраторов четнык и нечетйых квадрантов,цифровой измеритель временных интервалов и цифровой"индикатор, введены два фазовых модулятора и два элемента

И, первые входы которых подключены к выходам соответствующих дешифраторов, а выходы соединены с управляю щими входами модуляторов, сигнальные входы которых подключены к входным зажимам измерителя разности фаз, а выходы к соответствующим входам

Фазового детектора, широтно-импульсный модулятор, управляющий вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, а выход соединен со вторыми входамя элементов И и входом цифрового измерителя временных интервалов, блок формирования результата, входы которого подключены к соответствующим выходам цифрового измерителя квадранта и цифровогс измерителя вре— манных интервалов при этом, выходы блока формирования результата соединены со входами цифрового индикатора.

На чертеже приведена блок-схема измерителя разности фаз.

Измеритель разности фаэ состоит из цифрового измерителя 1, квадранта, фазовых модуляторов 2, 3, фазового детектора 4, фильтра 5 нижних частот широтно-импульсйого модулятора б, дешифратора 7 четных квадрантов, дешифратора 8 нечетных квадрантов, элементов 9, 10 И, цифрового измерителя 11 временных интервалов, блока

12 Формирования результата, цифрового индикатора 13. Входные клеммы измерителя разности фаз подключены ко входам цифрового измерителя 1 квад ранта и входам соответствующих фазовых модуляторов 2, 3. Выходы фазовых модуляторов 2, 3 подключены к входам фазового детектора 4, выход которого соединен со входом фильтра

5 нижних частот. Выход фильтра 5 нижних частот соединен с широтноимпульсным модулятором б. Выход широтно-импульсного модулятора б соединен сс вторыми входами элемен,тов 9, 10 И и входом цифрового измерителя 11 временных интервалов, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 12 формирования результата. Выходы цифрового измерителя 1 квадранта соединены со входами дешифратора.7 четных квадрантов и входами дешифратора 8 .нечетных квадрантов, выходы дешифраторов 7-8 четных и нечетных квадрантов соединены с первыми входами соответствующих элементов 9, 10 И. Выходы элементов 9, 10 И подключены к управляющим входам соответствующих фазовых модуляторов 2, 3. Выходы цифрового измерителя 1 квадранта соединены с соответствующими входами блока 12 формирования результата, выходы которого соединены с цифровым индикатором 13.

711492

Формула изобретения

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Заказ 9002/32

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, у

Ю I 3 л. Проектная,4 станет равной нулю. На этом процесс уравновешивания заканчивается. Цифровой измеритель 11 временных интервалов кодирует длительность импульсов широтно-импульсного модулятора б и выдает код длительности импульса на вход блока 12 формирования результата.Код длительности импульса формирует младшие разряды измеряемого сдвига фаэ.Кодированная информация блока

12 формирования результата управляет работой цифрового индикатора 13, который визуализирует результат измерения °

Процесс измерения разности фаэ разбит на два.этапа: первый — грубое оценивание с точностью до квадранта, второй — компенсационное преобразование фазового сдвига в пределах квадранта во временной интервал с последующим кодированием временного интервала . Код результата грубого оценивания формирует старшие разряды измеряемой разности фаз, код компенсационного измерения разности фаз в пределах одного квадранта формирует младшие разряды изме- >> ряемого фазового сдвига. Точность измерения разности фаз в пределах кваДранта определяется соотношением между периодом выходного сигнала широтно-импульсного модулятора и периодом квантующих импульсов цифрового .измерителя временных интервалов. Например, при частоте импульсов широтно-импульсного модулятора равной 1000 Гц и частоте квантую- 35 щих импульсов цифрового измерителя временных интервалов 10 МГц абсолютная погрешность измерения разности фаз в предел квадранта может быть снижена до + 0,01" . 40 и, Измеритель разности фаэ, содержащий фазовый детектор, фильтр нижних частот, подключенный к выходу фазового детектора, цифровой измеритель квадранта, подключенный входами к входным клеммам измерителя разности фаз, а выходами — ко входам дешифраторов четных. и нечетных квадрантов, цифровой измеритель временных интервалов и цифровой индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения фазового сдвига в измеритель разности фаэ введены два Фазовых модулятора, два элемента И, первые входы которых подключены к выходам соответствующих дешифраторов, а выходы соединены с управляющими входами модуляторов, сигнальные входы которых подключены к входным зажимам измерителя разности фаз, а выходы к соответствующим входам фазового детектора, широтноимпульсный модулятор, управляющий вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, а выход соединен со вторыми входами элементов И и входом цифрового измерителя временных интервалов, блок формирования результата, входы которого подключены к соответствующим выходам фазового измерителя квадранта и цифрового измерителя временных интервалов, при этом выходы блока формирования Результата соединены со входами цифровoro индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

)924591 4, кл. G 01 R 25/00, 1959, 2. Авторское свидетельство СССР.

9278870, кл. G 01 R 25/04, 1960.