Измеритель разности фаз двух переменныхнапряжений

Измеритель разности фаз двух переменныхнапряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 02. 04. 79 (21) 2745263/18-21 с присоединением заявки Ио— (23) Приоритет

Опубликовано 150291. Бюллетень Йо 6 (51)М. Кл.З

4 01 Я 25/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621 317 . 77 (088 8) : Датаопубликованияописания. 17 ° 02.81 (72) Авторы изобретения 1»

Н.К. куприк, А.и. диоииичеико и f,í. коэяикии

"Щ;у

11 (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ РАЗНОСТИ ФАЗ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ

НАПРЯЖЕНИИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использова.но для прецизионного измерения и индикации в цифровой форме малых разностей фаз между двумя периодическими процессами.

Известно устройство для измерения сдвига фаз, содержащее формирующее устройство, триггер, каскады совпадения, счетчик, умножитель частоты, преобразователь частоты, делитель частоты и триггер. Принцип его действия основан на подсчете числа счетных импульсов, частота которых находится в целочисленном отношении с 15 частотой измеряемых колебаний. Импульсы сгруппированы в пачки с длительностью, пропорциональной фаэовому сдвигу и обратно пропорциональной частоте колебаний, поступающих на 20 вход счетчика за время измерения, кратное периоду следования счетных импульсов (1) .

Недостаток устройства — малая точность измерения сдвига фаз.

Наиболее близким по технической сущности является устройство по способу измерения мгновенного значения разности фаз двух синусоидальных напряжений. В нем входы соединены через. 30

2 формирователи со входами двух триггеров, причем выход первого формирователя соединен со входом схемы И, выход которои подключен ко входу счетчика, а второй вход соединен через вторую схему И с выходами счетчика реверсивного (2).

Недостатком этого устройства является малая стабильность и узкий частотный диапазон.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Укаэанная цель достигается тем, что в измеритель разности фаз двух переменных напряжений, содержащий формирователи опорного и исследуемоу.о сигналов, выходы каждого из которых соединены с входами соответствующих триггеров, элемент И, выход которого связан со счетчиком, первый вход элемента И,с выходом формирователя опорного сигнала, а второй вход его— с выходом второго элемента И, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика, введены умножитель частоты, два дополнительных элемента

И и два делителя частоты, причем вход умножителя частоты соединен с выходом формирователя опорного сигнала, а выход — с первыми входами дополнитель805196

55 ных элементов И, вторые входы которых подключены к выходам триггеров, выходЫ дополнительных элементов И через делители частоты соединены с входами реверсивного счетчика, а выход второго элемента И вЂ” с вторыми входами триггеров и управляющими входами делителей частоты.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, устройство состоит из формирователей 1 и 2 опорного и исследуемого сигналов, триггеров 3 и 4, элементов

И 5-8, умножителя 9 частоты, делителей 10 и 11 частоты реверсивного счет,/ чика 12 и счетчика 13.

Формирователи 1 и 2 опорного и исследуемого сигналов своими выходами соединены с первыми входами соответствующих триггеров 3 и 4 выходы. которых соединены со вторымй входами элементов И 5 и б. Вход умножителя 9 20 частоты соединен с выходом формирователя 1 а выход — с первыми входами элементбв И 5 и б, выходы которых подключены к первым входам делителей

10 и 11 частоты,а выходы делителей 25

10 и 11 частоты в свою очередь, к соответствующим входам реверсивного счетчика 12, выходы которого соединены со входами элемента И 7. Выход элемента И 7 соединен с первым входом элемента И 8, а также с вторыми входами триггеров 3 и 4 и управляющими входами делителей 10 и 11 частоты. Второй вход элемента И 8 соединен с выходом формирователя 1, а выход - co входом счетчика 13.

Для измерения разности фаз Ч между опорным U и исследуемым V x напряО жениями фиксируют мОменты перехода входных сигналов через заданный уровень, соответствующий началу периода, 40 с помощью формирователей 1 и 2, .которые вырабатывают импульсные сигналы в начале периода обоих Напряжений, управляющие работой триггеров 3 и 4.

При подаче опорного сигнала уп- 45 равления на вход триггера 3, в момент, соответствующий началу периода опорного напряжения, он изменяет свое состояние. Сигнал с выхода триггера поступает на.второй вход элемента И

5, на первый вход которого поступает ,сигнал с умножителя 9 частоты. При этом открывается элемент И 5 и с его выл ода на вход делителя 10 частоты, наЯЬдящегося в нулевом состоянии, поступают импульсы с умножителя 9 частоты. С выхода делителя 10 сигнал частотой А Г

1где .F — частота входных сигналов;

A — - коэффициент умножения часто-. 60 ты; — коэффициент деления делителя 10 поступает на вход сложения реверсив ного счетчика 12. 65

Прн подаче исследуемого сигнала управления на вход триггера 4 в момент, соответствующий началу периода исследуемого напряжения, он изменяет свое состояние. Сигнал с выхода триггера 4 поступает на второй вход элемента И б, первый вход которого соединен с выходом умножителя 9 частоты. При этом открывается элемент

И б и с его выхода на вход делителя

11 частоты, находящегося в исходном состоянии, поступают импульсы с умножителя частоты 9. С выхода делителя

11 сигнал частотой

1 8 где В. — коэффициент деления-делителя

11, поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 12.

Количество импульсов вспомогатель,ных последовательностей, поступающих с выходов делителей 10 и 11 частоты, подсчитывают и постоянно сравнивают с помощью реверсивного счетчика 12.

"+" 4от ч 1 "-=Ьотсч o) +1 где й+- число импульсов, поступивших на вход сложения реверсивного счетчика;

N»- число импульсов, поступивших на вход вычитания реверсивного счетчика; с =Т вЂ "- время эквивалентное измеряемому фазовому сдвигу 4х ., Т вЂ” время, определяемое от момента t .=0 до момента, когда наступит равенство N+=N

Сигнал равенства N+=N», фиксируе- . мый установкой реверсивного счетчика

12 в исходное состояние, формируют элементом И 7.

Одновременно,,начиная с момента срабатывания триггера 3, подсчитывают количество переходов образцового напряжения. Для этого импульсы с выхода формирователя 1 через элемент

И 8 поступают на вход счетчика 13.

B момент фиксации равенства сравниваемых количеств импульсов вспомогательных последовательностей, mc 1 mes о1 Е т.е. в момент установки реверсивного счетчика 12 в исходное состояние, сигнал с выхода элемента И 7 закрывает элемент H 8 и прекращается счет переходов образцового напряжения с помощью счетчика 13, этот сигнал также устанавливает триггеры 3 и 4 и делители 10 и 11 частоты в исходное состояние.

Число N переходов, зафиксированное к этому моменту времени в счетчике 13, пропорциональное измеряемой разности фазЧт,и независимое от частоты входных сигналов, считают цифровым результатом измерения

К-1 - =.ь ° Б =1-F . Å чх Ь

Б . Б ч>с

4 отсч О БЬ 2 т ЬЬ 2 т БЬ

805196

tQ

Формула изобретения Составитель Н. Агеева

Редактор. M. Неджiyжeнкo., Техред H. Граб Корректор Г. Назарова

Заказ 08 2/66. Ти аж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Положительный эффект предлагаемого изобретения заключается в увеличении стабильности работы и в расширении частотного диапаэона устройства и достигается тем, что частота вспомогательных последовательностей определяется частотой исследуемых колебаний, а фазы этих колебайий жестко привязаны друг к другу, Измеритель разности фаэ двух переменных напряжений, содержащий формирователи опорного и исследуемого сигналов, выходы каждого из которых соединены с входами соответствующих триггеров, элемент И, выход которого связан со счетчиком, первый вход элемента И -, с выходом формирователя опорного сигнала, а второй вход его — с >0 выходом второго элемента И, входы которого соединены с выходамк реверсивного счетчика, о .т л и ч а ю шийся тем, что,.с целью повышения точности измерения, в него введены умножитель частоты, два дополнительных элемента И и два делителя частоты, причем вход умножителя частоты соединен с выходом формирователя опорного сигнала, а выход — с первьики входами дополнительных элементов И, вторые входы которых подключены к выходам триггеров, выходы дополнительных элементов И через делители частоты соединены с входами реверсивного четчика; а выход второго элемента Ис вторыми входами триггеров и управляющими входами делителей частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 382017, кл. Ц 01 R 25/08, 16.11.70.

2. Авторское свидетельство СССР

226028, кл. G 01 R 25/08,18.07.67.