Цифровой фазометр для измерения среднего значения сдвига фаз

Цифровой фазометр для измерения среднего значения сдвига фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.к ьво.„. °

if,.òÑð M j

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик («) 788026

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено ОЯ0179 (21) 2710430/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 151280 Бюллетень И9 46

Дата опубликования описания 20.1280 (5f)M. Кл 3

G 01 R 25/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621 317 .77(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Е. Тырса, В. В. Дюняшев и. A. Д. Зеня (71) Заявитель

Харьковский автомобильно-дорожный институт (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ.

СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ СДВИГА ФАЗ

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к фаэовым измерениям, и может быть использовано для измерения среднего значения сдвига фаз между двумя 5 периодическими сигналами.

Известен цифровой фазометр, содержащий формирующие устройства, триггеры, элементы И, два импульсных генератора с ударным возбуждением и счет- f0 чик импульсов f1).

Недостаток фазометра — недостаточная точность, обусловленная невысокой стабильностью частоты генераторов с ударным возбуждением. f5

Наиболее близким к изобретению. по технической сущности и достигаемому результату является цифровой фаэометс для измерения среднего значения сдвига фаз, работающий на принципе совпа- 20 дения регулярных импульсных последовательностей, содержащий ключи, формирователь импульсов, триггер, коммутатор, логический элемент И, линии задержки, схему запрета, генератор, 25 счетчик периодов и счетчики квантувщих импульсов (2g.

Недостатком фазометра является воэможность получения недостоверного результата, обуслоЪленная нефиксаиие9 3g счетчиком периодов импульсов, следующих непосредственно после первого и второго совпадения квантующего импульса с импульсами, сформированными иэ входных напряжений.

Цель изобретения — повыаение надежности работы путем исключения возможности получения недостоверного результата.

Цель достигается тем, что в цифровой фазометр для измерения среднего значения сдвига аз, содержащий первый и второй входные ключи, управляющие входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера, а выходы подключены ко входам формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом триггера и со входом электронного коммутатора, а второй вход элемента И соединен с выходом генератора квантующих импульсов и первыми входами первого и второго выходных ключей, первый выход электронного коммутатора подключен к первому входу третьего и второму входу первого выходных ключей, а второй выход подключен ко второму входу второго выходного ключа, причем к выхо788026

5Î

m T — (HTo/(K где (и/А).К (4) Ф дам первого и второго выходных ключей подсоединены счетчики квантующих импульсов, а к выходу третьего ныходного ключа подключен счетчик периодов, дополнительно введен формирователь импульсов, вход которого соединен со входом первого. входного ключа, а выход соединен с перным входом третьего выходного ключа..

На чертеже представлена структурная электрическая схема фазометра, газометр содержит входные ключи 1 и 2, триггер 3, формирователи 4 и Б импульсов, элемент И 6, электронный коммутатор 7, генератор 8 квантующих импульсов, выходные ключи 9-11, счетчик 12 периодов, счетчики 13 и 14 квантующих импульсов .

Фазометр работает следующим обра зом.

В исходном состоянии триггер 3 находится в первом устойчивом состоянии и удерживает входной ключ 1 открытым, а входной ключ 2 закрытым. Входные напряжения периода ТК, фазовый сдвиг между которыми необходимо измерить, подают на входные ключи 1 и 2. Для удобства описания в дальнейшем будем называть входное напряжение, подключенное к сткрытому входному ключу 1, опорным напряжением, а входное напряжение, подключенное к входному ключу

2, измеряемым напряжением. Опорное напряжение через входной ключ 1 поступает на формирователь 4 импульсов непосредственно на формирователь 5 импульсов. Последние в моменты переходов поступающих на них напряжений через нуль н одном направлении (положительном или отрицательном) формируют прямоугольные импульсы длительностью поступающие с выхода формирователя 4 импульсов на первый вход элемента И б, а с выхода формирователя. 5 импульсов на.первый вход выходного ключа 9, соединенного со входом счетчика 12 периодов. Квантующие импуль сы длительностью C и с периодом сле. дования т с выхода генератора 8 кнантующих импульсов поступают на второй вход элемента И. б и на первые входы выходных ключей 10 и 11, соединенных со входами счетчиков 13 и14 квантующих импульсов соответственно.

5 (Q

При совпадении во времени импульса сформированного из опорного напря жения, с квантующим импульсом срабатывает элемент И б и импульс совпадения с его выхода поступает на вхо-. ды электронного коммутатора„7 и триггера 3. Триггер 3 перебрасывается во второе устойчивое- состояние, закрывая входной ключ 1 и открывая входной ключ 2, через который к формирователю

4 импульсов подключается измеряемое напряжение, а электронный коммутатор

7 срабатывает и на его обоих выходах г аянляется единичный уровень напряжения, который открывает выходные ключи

9-11. В счетчике 12 периодов начинают поступать через формирователь 5 и открытый выходной ключ 9 опорные импульсы, а в счетчик 13 и 14 квантующих импульсов через выходные ключи 10 и

11 соответственно начинают поступать с выхода генератора 8 кнантующие импульсы.

При совпадении во времени импульса, сформированного формирователем 4 импульсов измеряемого напряжения, с квантующим импульсом снова срабатывает элемент И б. Импульс совпадения с его выхода возвращает триггер 3 в исходное состояние, закрывая входной ключ 2 и открывая входной ключ 1, через который к формирователю 4 импульсов поцключается опорное напряжение.

Поступая на вход электронного коммутатора 7 этот же импульс совпадения снимает единичный уровень напряжения с его первого выхоДа, закрывая выходной ключ 11. Тем самым в счетчике 14 квантующих импульсов сформируется код m.

Когда импульс, сформированный из опорного напряжения, совпадает с квантующим импульсом, с выхода элемента

И б снимается третий -импульс совпадения, который, поступая на вход электронного коммутатора 7, снимает единичный уровень напряжения с его второго выхода и закрывает выходные клю,чи 9 и 10. Тем самым в счетчике 12 периодов зафиксируется код А, а в счетчике 13 квантующих импульсов код и.

Далее коды А, m и и и значения т вводятся н ЭЦВМ для вь числения искомого сдвига фаз.

Из временной диаграммы работы фазометра можно записать следующие равенства

mто — ту К (1) т5 = n . то (2) где К вЂ” число целых периодов входного напряжения от первого до второго сонпадения импульсов.

Из выражения (2) имеем т =(и/К)т„(3)

Подставляя значение т из (3) н (1) получим

Код Ч,получим последовательным вычитанием из кода m кода И/А, пока остаток не станет меньше и/А.

Искомый сдвиг фаз определяется в

ЭЦВМ из выражения (5)

У учитывая выражение (3) и (4).

788026

Формула изобретения

Составитель E Мосолков

Редактор М. Ткач Техред H..8абурка. Корректор И. Муска

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Заказ 8344/52

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из описания работы фазометра, в нем исключена возможность получения недостоверного результата измерения. Это достигается тем, что вместо последовательного подключения на вход счетчика периодов обоих входных напряжений с временной задержкой, обусловленной элементом И, триггером и ключом, имеющего место при работе известного фазометра, в предложенном фазометре на вход счетчика периодов поступает через отдельный формирова- 10 тель импульсов опорное напряжение.

При этом временная задержка для этого напряжения отсутствует.

Ожидаемый положительный эффект выражается в исключении возможности по- )5 лучения недостоверного результата измерения, что приводит к повышению надежности работы фазометра.

Цифровой фазометр для измерения среднего значения сдвига фаз, содержащий первый и второй входные ключи, управляющие входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера, а выходы подключены ко входам формирователя импульсов, выход формирователя импульсов с эедннен с первым зходом элемента И выход которого соединен со счетным входом триггера и со входом электронного коммутатора, а второй вход элемента

И соединен с выходом генератора квантующих импульсов и первыми входами первого и второго выходных ключей, первый выход электронного коммутатора подключен к первому входу третьего и второму входу первого выходных ключей, а второй выход подключен ко второму входу второго выходного ключа, причем к выходам первого и второго выходных ключей подсоединены счетчики квантующих импульсов, а к выходу третьего выходного ключа подключен счетчик периодов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него дополнительно введен формирователь импульсов, вход которого соединен со входом первого входного ключа, а выход соединен с первым входом третьего выходного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 231665, кл. G 01 К 25/00, 1967.

2, Авторское свидетельство СССР

М 381038, кл. G 01 R 25/00, 05. 09. 74.