Инфранизкочастотный фазометр

Инфранизкочастотный фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советсннх

Социалистических республик

OllN

ИЗОВ

К АВТОИ:К© (6t) Дополнительное (22)Заявлено 17.0 с присоединением з (23) Приоритет—

Опубликовано

Дата опублик

РкухаРстаехныВ комитет

CCCP ао дваэм яэвбуетенхй а етхрнтяй (72) Авторы изобретения

В.Т.Кондратов, Ю.А.Скрипник и P.Ë.Грттгоръяи "

t 1

Ф

Институт кибернетики Академии Наук Укваинскюй CCP . ь-,, „, Л ГГ, (7)) Заявитель (54) ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЬИ. ФАЗОИЕТР

Изобретение относится, к информаци.онно-преобразовательной и измерительной технике и может быть использовано как по прямому назначению, так и в системах ФАПЧ инфраниэкочастотных генераторов, в системах автоматического регулирования и управления длительно протекающими процессами, в фазочувствительных вольтметрах.

Известен инфранизкочастотный фаэометр, содержащий в каждом канале автома тический переключатель, усилитель,фаэочувствительный выпрямитель и перемножи- тель, генератор высокой частоты дискретизации, интегратор и отсчетно-регист15 рирующее устройство 1 .

Однако устройству присуще большое время измерения, обусловленное необходимостью интегрирования (с целью исключения влияния высших гармоник, особенно второй) выходного напряжения фазочувствительного выпрямителя в те чение времени, кратном периоду или. полупериоду сравниваемых по фазе сигпалов. Кроме того, сам интегратор вносит в результат измерения погрешность, обусловленную как временной нестабильностью его, так и недостаточной точностью интегрирования. Длительность протекания переходных процессов также накладывает ограничение на быстродействие процесса измерения.

Известен низкочастотный фазометр, содержащий два идентичных канала, состоящих из последовательно соединенных переключателя и усилителя-ограничителя, высокочастотный генератор, соединенный со входами управления, переключателей и отсчетно-регистрирующий блок (2).

Известному фазометру присущи низкое быстродействие и точность Hsмерения фазовых сдвигов инфранизкочастотных сигналов.

Укаэанные недостатки обусловлены необходимостью использования в известном техническом решении индика95 4 каналы 5 и 6, второй и четвертый преобразовательные каналы 7 и 8, квадратурный фаэовращатель 9, первый фазочувствительный выпрямитель 10, второй сумматор 11, второй фазочувствительный выпрямитель 12, фильтр 13 нижних частот, отсчетно-регистрирующий блок 14, высокочастотный генератор 15.

Усилительно-преобразовательные ка-. налы 5-8 состоят из переключателя 16 и усилителя-ограничителя 17 (фиг.2).

Со входными клеммами фазометра соединены входы первого и второго нормализаторов 1 и 2 амплитуд. К выходу первого нормалиэатора 1 амплитуд подключены соединенные между собой первые входы сумматора 3 и вычитателя 4.

К выходу второго нормализатора 2 ампли туды подключены соединенные между собой вторые входы сумматора 3 и вычитателя 4, а также входы второго усилительно-преобразовательного канала 7 и квадратурного фазовращателя 9.

Выходы первого сумматора 3, вычитателя 4 и квадратурного фазовращателя 9 соединены со входами соответственно первого„ третьего и четвертого усилительно-преобразовательных каналов 5,6 и 8.

Выходы высокочастотного генератора соединены со входами управления переключателей, .

Выходы первого и второго каналов

5 и 7 подключены ко входам первого фазочувствительного выпрямителя 10, а выходы третьего и четвертого каналов — со входами второго фазочувствительного выпрямителя 12.

Выходы фазочувствительных выпря мителей 10 и 12 соединены со входами второго сумматора 11, выход которого через фильтр 13 нижних частот подключен к отсчетно-регистрирующему бло ку 14.

Переключатель 16 и усилитель-ограничитель 17 каждого усилительно-преобразовательного канала соединены между собой последовательно.

Работа инфраниэкочастотнаго фазометра заключается в следующем.

На входы нормализаторов 1 и 2 амплитуд поступают соответственно инфранизкочастотные, сигналы

3 8345 тора с большой постоянной времени, кратной периоду сравниваемых по фазе сигналов.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в инфранизкочастотный фазометр, содержащий первый и второй усилительно-преобразовательные каналы, состоящие из последовательно соединен- . 10 ных переключателя и усилителя-ограничителя, высокочастотный генератор, соединенный со входами управления переключателей и отсчетно-регистрирующий блок, введены первый и второй 15 фазочувствительные выпрямители, третий и четвертый усилительно-преобразовательные каналы, фильтр нижних частот, квадратурный фазовращатель,первый и второй нормализаторы амплитуд, 20 первый и второй сумматоры и вычита- тель, первый вход которого соединен с первым входом первого сумматора и через первый нормализатор — с первой входной клеммой фазометра, вторые 25 входы первого сумматора и вычитателя соединены со входом квадратурного фазовращателя и со входом второго усилительно-преобразовательного канала и через второй нормализатор амплитуд - 30 со второй входной клеммой фазометра, выходы первого сумматора, вычитателя и квадратурного фазовращателя соединены со входами соответственно первого, третьего и четвертого усилительно- . 35 преобразовательных каналов, выходы третьего и четвертого усилительнопреобразовательных каналов соединены со входами второго фазочувствительного выпрямителя, выход которого со- 40 единен с одним из входов второго сум1 матора, второй вход которого соединен с выходом первого фазочувствительного выпрямителя, а выход через фильтр нижних частот, — с о счетно-регистри- 45 рующим блоком, выходы первого и вто-, рого усилительно-преобразовательных каналов соединены соответственно спервым и вторым входами первого фаэочувствительного выпрямителя. 50

На фиг.1 приведена функциональная схема инфранизкочастотного фазометра; на фиг.2 - выполнение усилительнопреобразовательных каналов.

)5

Устройство содержит первый и второй нармализаторы 1 и 2 амплитуд, первый сумматор 3, вычитатель 4, первый и третий усилительно-преобразовательные с равными амплитудами и фазовым сдви

0 () = 0„„чи д Ь (4)

Инфранизкочастотный сигнал (4) с выхода нормализатора. 2 амплитуды поступает также на вход квадратурного фазовращателя 9.и на вход усилительно-преобразовательного канала 7. 15

В результате суммирования сигналов (3) и (4) на сигнальный вход первого усилительно-преобразовательного канала 5 с выхода сумматора 3 поступает суммарный сигнал, а с выхода вычита- 20 теля 4 на сигнальный вход второго усилительно-преобразовательного канала 6 поступает разностный сигнал.

С помощью квадратурного фазовращателя 9 сигнал (4) сдвигается по фао зе на 90 . В результате на сигнальный . вход третьего усилительно-преобразовательного канала 7 поступает сигнал

7 н

40

50

5 834 гом . Нормализаторы 1 и 2 амплитуд осуществляют уравнивание амплитуд инфранизкочастотных сигналов. В результате на первый и второй входы сумматора 3 и вычитателя 4 поступают соответственно сигналы

В усилительно-преобразовательных каналах 5-8 сигналы дискретизируются, усиливаются и ограничиваются по амплитуде. Дискретизация сигналов осуществляется с помощью автоматического переключателя 16, входящего в состав каждого усилительно-преобразовательного канала.

С помощью фазочувствительных выпрямителей 10 и 12 сигналы перемножаются и поступают на сумматор 11.

Далее полученный сигнал фильтруется фильтром 13 нижних частот.

С помощью отсчетно-регистрирующего блока 14 осуществляется регистрация напряжения, пропорционального измеряемому фазовому сдвигу.

В предлагаемом фазометре увеличение быстродействия и повьппение точности достигается за счет подавления . второй гармоники инфранизкой частоты в выходном напряжении, что позволяет исключить из фазометра интегрирующие устройства, которые в известных устройствах увеличивают время измерения до одного или нескольких периодов

595 6 инфранизкой частоты и сами вносят погрешность в результат измерения.

Формула изобретения

Инфранизкочастотный фазометр, со" держащий первый и второй усилительно-преобразовательные каналы, состоящие из последовательно соединенных переключателя и усилителя-ограничителя, высокочастотный генератор, соединенный со входами управления переключателей и отсчетно-регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повьппения точности, в него введены первый и второй фазочувствительные выпрямители, третий и четвертый усилительно-преобразовательные каналы, фильтр нижних частот, квадратурный фазовращатель, первый и второй нормализаторы амплитуд, первый и второй сумматоры и вычитатель, первый вход которого соединен с первым входом первого сумматора и через первый нормализатор амплитуд — с первой входной клеммой фазометра,.вторые входы первого сумматора и вычитателя соединены со входом квадратурного фазовращателя и со входом второго усилительно-преобразовательного канала и через второй нормализатор амплитуд — со второй входной клеммой фазометра, выходы первого сумматора, вычитателя и квадратурного фазовращателя соединены со входами соответственно первого, третьего и четвертого усилительно-преобразовательных каналов, выходы третьего и четвертого усилительно-преобразовательных каналов соединены со входами второго фазочувствительного выпрямителя, выход которого соединен с одним из входов второго сумматора, второй вход которого соединен..с выходом первого фазочувствительного выпрямителя, а выход через фильтр нижних частот — с отсчетно-регистрирующим блоком, выходы первого и второго усилительно-преобразовательных каналов соединены соответственно с первым и вторым входами первого фазочувствительного выпрямителя. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Скрипник Ю.А. Модуляционные измерения параметров сигналов и цепей. М., "Сов.радио",1975, с.llO.

2. Авторское свидетельство СССР

У 451965, кл. G Ol R 25!00, 26.02.73.

834595

Составитель Н.Агеева

Ре актор М. Лысогорова Тех едН. Бабурка Ко екто G.lllexMap

Заказ 4097/70 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIH "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4