Цифровой фазометр

Цифровой фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р>741187 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 050178 (21) 2562518/18-21 (51) / . Кл.2

G R 25/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти и (23) Приоритет— (53) УДК 621 317. .373 (088.8) Опубликовано 158680. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 20 . 06 . 80

А. В . Власенко, В. Б . Давыдов, Е. Б . Давыдова и Ю. A. Топоров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. B . .И. Ульянова (Ленина) (5 4 ) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения фазового сдвига между контрольным синусоидальным сигналом и сигналом с выхо- 5 да линейной или нелинейной системы автоматического управления.

Известен цифровой фазометр, содержащий генератор счетных импульсов, формирователи, электронные ключи, 10 триггеры, делитель частоты, счетчик импульсов, узлы для уменыаения ггогрешности измерений (1).

Известен также корреляционный цифровой фаэометр, содержащий формирователи, электронный ключ, коррелятор, дифФереицирующую.цепочку, линейки ортогональных фильтров, перемножите" ли, фильтры низкой частоты, сумматор (2) . 20

Недостатком известных цифровых фаэометров является недостаточная точность при исследовании фазовых характеристик.

Цель изобретения — повьыение точ- 25 ности при исследовании фазовых характеристик нелинейных систем.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор конт- З() рольных сигHaJIoB ключ, счетчик и. блок индикации, а также формирователь, выход которого соединен со вторым входом ключа, введен делитель частоты, формирователь интервала измерения, дополнительный формирователь и дополнительный ключ, причем первый выход генератора контрольных сигнал ов чере з делитель час то ты соединен с первым входом дополнительного ключа, второй выход генератора контрольных сигналов соединен со входом формирователя интервала измерения и со входом дополнительного формирователя через формирователь, выход формирователя интервала измерения — с третьим входом ключа и вторым входом дополнительного ключа, а выход дополнительного формирователя соединен с третьим входом дополнительного ключа, выход которого соединен со вторым входом счетчика.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового фазометра; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие сущность работы цифрового фаэометра.

Цифровой фазометр содержит генератор 1 контрольных сигналов, делитель

2 частоты, формирователь 3 интервала

741187

50 — ЪЬО (5)

N тл т

60 (= - — " (б) Ь C ч Л 2 Л измере ния, формирователь 4, допол нительный формирователь 5, ключ 6 дополнительный ключ 7, реверсивный счетчик 8, блок 9 индикации.

Для пояснения работы цифрового фазометра на фиг. 2 и 3 введены следующие обозначения:

U (t) — синусоидальный сигнал генератора контрольных сигналов, который подается на вход исследуемого объекта;

UBbw(t) — сигнал с выхода йсследуемого объекта, который подается на входы формирователей 4 и 5;

Uqgb (t) — первая гармоника сигнала с выхода исследуемого объекта.

Иэ Фиг. 2б следует:

> У

А 0 (1) так как в случае симметричной нелинейности (t tg) = (2, 18), где С вЂ” интервал времени, соответствующий фазовому сдвигу между ПВК <) «b (t):

à — интервал времени от начала периода кривой Ugg (t) до конца полочки кривой

Uew< (")Зная Г,, фазовый сдвиг Ч можно определить следующим образом: ъ60 . (/ (2)

Т где Т вЂ” период сигнала U8g(t) .

Заполняя интервал импульсами частоты f можно найти число

К, = C f Ä (3) откуда С, = =N Тл

Н1 (4) л где Т =—

1л

Подс тавл яя (4 ) в (2), имеем:

Выдерживая соотношение Т = Зб0, 10 Тл, к — 0,1,2,3..., получим

Ч=М лO

Ч т. е. показанием фазометра является фазовый сдвиг непосредственно в градусах.

П зскольку сформировать интервал Гу весьма сложно, ниже предлагаеется решение, исключающее необходи- мость формирования непосредственного интервала

Раскрывая формулу (3), получим

Вычисление N< по формуле (б) пред) лагается осуществить с помощью ревер сивного счетчика, имеющего суммирующий и вычитающий входы.

На суммирующий вход счетчика в те чение интервала подаются квантующие импульсы частоты f< . На вычитаю щий вход счетчика в течение времени, равному 2ьС, подаются квантующие импульсы частоты Ел/4. В этом случае

2Ы - = — Ы .

1 ь

4 2

10 На фиг . 2 и 3 заметно, что за время одного периода Т, интервал dt.повторяется дважды (Фиг. 24) либо суммарная длина целой полочки А и частей Ь(-Л и а С2 двух других по)5 лочек также равна 2 h. С (фиг. ЗВ) .

Квантующие импульсы частоты f и

f /4 предполагаются несовпадающими во времени, что необходимо для обеспечения правильной работы реверсив;0 ного счетчика.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 контрольных сигналов вырабатывает синусоидальный сигнал

25 частоты f, который подается íà вход исследуемого объекта, а сигнал с выхода объекта поДается на входы формирователя 4 (выполненного, например, на двух компараторах и триггере с

З0 раздельным запуском) и дополнительного формирователя 5 (например выполненного на компараторе). На выходе формирователя 4 получаем импульсы длительностью С (фиг. 2б), на выходе дополнительного Формирователя 5 — длительностью Ь((Фиг. 24) . На делитель

2 частоты с коэффициентом деления, равным четырем, подается квантующая частота f причем:

f =>60 (О X

С выходов формирователя 4 и дополнительного формирователя 5 импульсы (и h,Ь поступают соответственно на ключ б и дополнительный ключ 7. Интервал времени 2 квантуется частотой

f, интервал времени b, (квантуется частотой йл/4, и сформированные таким образом пачки импульсов поступают соответственно на суммирующий (+) и вычитающий (-) входы реверсивного счетчика 8. Управление ключом б с дополнительным ключом 7 осуществляется формирователем..интервала измерения 3 (выполненного, например, на компараторе и счетчике импульсов с дешифратором), на выходе которого формируется интервал времени, равный одному периоду Т (фиг. 2z.и 32.), либо нескольким периодам Т, что дает всэмсжность получить усредненный фазовый сдвиг. Результат измерения индицируется блоком 9 индикации.

При отсутствии полочки (ЬС =О, ГЧ = ) реверсивйый счетчик

8 работает только в режиме суммирования.

741187

К исаефачогщ ойеиюу формула изобретения

Цифровой фаз ометр, содержащий последовательно соединенные генератор контрольных сигналов ключ, счетчик и блок индикации, а также фОрмирователь, выход которого соединен со вторым входом ключа, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности при исследовании фазо-, вых характеристик нелинейных систем, в него введены делитель частоты, формирователь интервала измерения, дополнительный формирователь, дополнительный ключ, причем первый выход генератора контрольных сигналов через делитель частоты соединен с первым входом дополнительного ключа, второй выход генератора контрольных сигналов соединен со входом формирователя интервала измерения и со входом дополнительного формирователя через формирователь, выход формирователя интервала измерения — с третьим входом ключа и вторым входом дополнительного ключа, а выход дополнительного формирователя соединен с третьим входом дополнительного ключа, выход которого соединен со вторым входом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 417741, кл . G 01 R 25/00, 23 ° 06 .72.

2. Смирнов П. Т. Цифровые фаэометры. Энергия, 1974.

741187

Заказ 3323/5

Тираж 1019

Подписное

ЦНИИПИ 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

Составитель В. Еремеев

Редактор П. Макаревич Техред Н. Бабурка Корректор А. Гриценко