Инфранизкочастотный фазометр

Инфранизкочастотный фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 736004 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.75 (21) 2092393/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл -

G 01 R 25)00

Государстееииый комитет (53) УДК 621.317..77 (088.8) Опубликовано 25.05.80. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 28.05.80 по лелем изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретекия

В. Т. Кондратов и 1О. А. Скрипник (71) Заявитель

Киевский технологический институт легкой промышленности (54) ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЫИ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к информационноизмерительной технике и может быть использовано в фазометрической, акустической, гидролокационной, астрономической, медицинской и т. д. аппаратуре.

Известно устройство, состоящее из генератора кварцованной частоты, перестраиваемого декадного генератора частоты, смесителя, фильтра нижних частот, формирователя, исследуемого четырехполюсника, делителя напряжения, автоматического переключателя, полосового фильтра, фазочувствительного выпрямителя, фильтра постоянного тока, преобразователя постоянного напряжения в код, цифрового отсчетного устройства (1) . Этому устройству свойственна недостаточная точность измерения.

Известно также устройство для измерения фазовых сдвигов инфранизкочастотных напряжений, содержащее генератор кварцова иной частоты, перестраиваемый генератор, смеситель, делитель напряжения, фазоинвертор, дискретный фазовращатель, 20 фильтры, исследуемый 4-х полюсник, блок переключателей, формирователь, управляющее устройство и цифровое отсчетное устройство (2) .

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерения.

Это достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор кварцованной частоты, блок автоматических переключателей, соединенный по управляющим входам с генератором кварцованной частоты, а по выходам — с последовательно соединенными полосовыми фильтрами и усилителями-ограничителями, которые своими выходами подключены к первому и второму входам релейного синхронного детектора, подсоединенного выходом к цифровому отсчетному устройству, состоящему из интегратора, преобразователя постоянного напряжения в код и счетчика импульсов, введены первый и второй ключи, заторможенный мультивибратор, триггер, первый и второй одновибраторы и дискриминатор, вход которого подключен к выходу полосового фильтра . выход — к установленному входу триггера и к входу первого одновибратора, соединенного со счетчиком импульсов и с одним из входов триггера, второй вход которого подсоединен через заторможенный мультивибратор к выходу преобразователя постоянного напряжения в код, соединенного со счет736004 ным входом счетчика импульсов, при этом нулевой выход триггера подключен через второй одновибратор к цепи управления первого ключа, а единичный выход — к цепи управления второго ключа, выход которого соединен с входом преобразователя постоянного напряжения в код, вход второго ключа подключен к выходам параллельно соединенных интегратора и первого ключа, включенных на выходе релейного синхронного детектора.

На чертеже приведена функциональная «{) схема инфранизкочастотного фазометра.

Он состоит из блока автоматических переключателей 1, генератора 2 кварцсванной частоты, полосовых фильтров 3, 4, уcèëèòåлей-ограничителей 5, 6, дискриминатора 7, первого одновибратора 8, релейного синхронного детектора 9, триггера 10, интегратора 11, первого ключа 12, второго одновибратора 13, преобразователя постоянного напряжения в код 14, второго ключа 15, заторможенного мультивибратора 16, счетчика импульсов 17. 2о

Работа фазометра заключается в следующем.

Блок автоматических переключателей 1 совместно с генератором 2 кварцованной частоты формирует из ИНЧ сигналов „) $

uf(t} UMSin(2tt9f) И U2(t)=uNS)n(3lt+Va) напряжения !

up)(t1= "" gin ;;; „„ps)$(2n-{)mph +

+ J)t )+2i»((2»-t)e»(et-Pzt- — J- )}.

2 2

IJ„Zt(t)= 2," 7 —,, (e ({z;-)ирП={ — ptt - 2 )) - eoe ((z» -<)eu)et tpzt» et ) }, 35 (2) которые поступают соответственно, в измерительный и опорный каналы фазометра.

На релейный синхронный детектор 9 с выходов усилителей-ограничителей 5 и 6 поступают напряжения (}Ог SUó 7 .

{))={ n-{

tJin (2n-{ {2) t+(2N-{ (tt05(р+рД (2)){-«)(2n-{)(2N-{ )(2)2 -«)

Sin ((Rn -{)(2) gt -(2N -«) (.М -O,(2(2{), +@ )1

+ I (2{))-{). (2n-{)

56

И Uor (t) — — — Х . <

8 U0à

)()={ n-{

ace((2n-{ ()ф+(2{{-{)(-{ + У }1 (2N-«(2n -«) В результате перемножения на выходе детектора 9 формируется напряжение (((.)) (t) = U()(f (t) U {)) <(t) ° $2(Р =

32Uot U()а 8Щ

)(»»„„,Г2и-I z -zt )n(2> «) 02569«2а!п2((2{ -!) t+(2{){-{) (!),+O,25(2М-{)ду)+

+Zsin 2L(2п-{) {t)gt t 0 ц(2{)-{}д {р)— Sfn 2 (2)) -{) (2)gt + 0225 (2{)l-{) g e«) )+

+ ь!" 2)-(2))-{)(2)gt-(2М-«)Mt-(2М-f)q

-о,2 (2{,({)д! л в{„2((2 {}u)gt+ (2» <) 2» (22(i)yt pZZ(tfe. )22)} {2) где Sup — крутизна преобразов-ния детектора, а Л { с а — (1)), постоянная составляющая которого выделяется путем интегрирования напряжения (5) за время 0,5 Т:

2 05т

))нт=т ) (со(+)сй = 2. о (2 -{)""

» 1 (2»-e)2

Сумма (6) при U — — ) с и И вЂ” ) oo (в замкнутом виде) описывается выражением () инт = (Д о(()()а Ь(2(2 2.)2) О,БД {)=

= U() S)n 0254 У (! при 0 (0,56q) (д.

Выражение (7) характеризует собой синусоидальную зависимость выходного напряжения интегратора 1 от измеряемого фазового сдвига.

Формирование интервала времени интегрирования, равного полсвине периода ИНЧ сигналов. осуществляется следующим образом.

К выходу полосового фильтра 3 измерительного канала подключается дискриминатор 7, который формирует остроконечные импульсы, характериз". ющие моменты перехода через нуль огибающей первого гармоники преобразованного напряжения {1).

Импульсы с выхода дискриминатора 7 поступают на триггер 10 и переводят его в состояние, соответствующее «единице» на входе одновибратора 13. Г}ри этом одновибратор 13 переводит ключ 12 в разомкнутое состояние, при котором интегратор 11 работает в режиме интегрирования напряжения (5). Одновременно импульсы с дискриминатора 7 поступают на одновибратор 8, который формирует импульс сброса счетчика 17. Через половину периода (0,5 Т) задний фронт импульса сброса переводит триггер 10 в состояние, соответствующее

«единице» на входе пепи управления ключа 15. Г!роисходит,àìûêàíèå контактов ключа 15 на время, соответствующее этому

736004

5 состоянию триггера 10. Так как в исходном состоянии первый ключ 12 разомкнут, с интегратора 11 через ключ 15 напряжение поступает на преобразователь постоянного напряжения в код 14. Осуществляется заполнение счетчика 17 импульсами с выхода преобразователя 14. Импульсы с выхода преобразователя 14 поступают также н а вход заторможенного мультивибратора 16.

Время задержки его больше одного, но меньше двух периодов напряжения частоты следования импульсов заполнения счетчика 17.

По окончании следования импульсов заполнения счетчика 17 срабатывает заторможенный мультивибратор 16 и переводит триггер 10 в исходное состояние. Ключ 15 размыкается. Таким образом, формируется интервал времени преобразования постоянного напряжения в код. Задний фронт импульсов с триггера 0 запускает одновибратор 13, который вырабатывает импульс перевода интегратора 11 в исходное состояние.

Это осуществляется замыканием контактов ключа 12 на время, достаточное для полного разряда емкости интеграторра 11. Формирование интервала интегрирования по моментам перехода через ноль огибающей преобразованного напряжения (1) позволило исключить влияние второй гармоники инфранизкой частоты (см. второе слагаемое в выражении (5), на результат измерения, т. е. повысить точность измерения. В предложенном устройстве, в отличие от прототипа, использован метод интегрирования выходного напряжения синхронного детектора.

Принципиальным отличием метода интегрирования от фильтрации является то, что интегратор подключается к выходу СД на фиксированное время, кратное половине периода ИНЧ-сигналов. Это позволяет сократить длительность процесса измерения до половины периода входных ИНЧ сигналов.

Формирование блоком автоматических переключателей 1 напряжений вида (1) и (2) сделало предложенное устройство работоспособным от внешних сигналов.

Формула «зобретения

Инфранизкочастотный фазометр, содержащий генератор кварцованной частоты. блок автоматически. . переключателей, соединенный по управляюгцим входам с генера5 тором кварцованнои частоты, в по выходамс последовательно соединенными полосовыми фильтрами и усилителями-ограничителями, которые своими выходами подключены к первому и второму входам релейного синхронного детектора, подсоединенного Bblxoдом к цифровому отсчетному устройству, состоящему из интегратора, преобразователя постоянного напряжения в код и счетчика импульсов, отличагогцггг)ся тем, что. с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него ввведсны первый и второй ключи. заторможенный мультивибратор, триггер, первый и второй одновибраторы и д,cl

3S

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 467232, кл.601 R 25, 00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР ч "о 469096 к з С 0 1 R 25г 00 1973

736004

Составитель A. Старостина

Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетник

Тираж 1019 Подписное

Редактор Е. Гончар

Заказ 2418/36

llH ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4