SU478264A1 - Цифровой фазометр дл измерени фазовых сдвигов между переменными напр жени ми - Google Patents

Description

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

(54) ФАЗОВЫХ СДВИГОВ МЕЖДУ ПЕРЕМЕННЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ

Изобретение относитсд к области радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  фазовых соот нбшений в радиоэлектронной аппаратуре, а также в системах автоматического конт рол  и управлени , использующих фазовый способ представлени  информации. Известны фазометры, содержащие двух канальный преобразователь частоты, ип- дикатор нулевого фазового сдвига, диск ретные фазовращатели со схемой их управлени , устройство смещени  частоты входных напр жений. Известные фазометры характеризуютс  пониженным быстродействием и невозможностью работы в режиме слежени  Цель изобретени  - i. повыщение быстродействи  и расширение функциональных возможностей фазометра. Поставленна  нель достигаетс  тем, Ч-1-О выходы формирователей коротких им пульсов подключены к раздельным входам триггера, выход которого через мостовую схему задержки св зан с одним из входов управлени  ключевой схемы, вто- рой вход управлени  которой св зан с вы ходом реверсивного счетчика, а импупьс ный вход подключен к выходу генератора импульсов, который также св зан с первь1М входом реверсивного счетчика через временной селектор; второй вход временного селектора подключен к вьосоду мостовой схемы задержки, а вьгход ключевой схемы подключен ко второму входу реверсивного счетчика и к входу управл в мого дискретного фазовращател ; при этом между входом схемы совпадени , управл ющей этим фазовращателем, и вьь ходом соответствующего формировател  коротких импульсов включен элемент задержки. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого фазометра,. Смесители 1 и 2 подключены к входам каналов фазомет ра . К одному из входов iсмесител  2. подключено также устройство смещени  частоты входных напр жений 3, выходы которого подключены ко вторым входам смесителей - 1 и 2. Кроме того, устройство смещени  час тоты входных напр жений св зано с вььходами дискретных фазовращателей - пересчетныгс схем 4, 5,- к входам которых через схему совпадени  6 подключён йм пульсный генератор 7. Выходы смесителей подключены через фииьтры 8 и 9 к форм овател м 1О, 11 коротких импуль сов по моментам переходов синусоидальных напр жений на входах фильтров через нулевые значени . Вход одной из пересчетных схем 5 через схему совпадени  12 и элемент задержки 13 св зан с выходом формировател  11. Выходы триг I геров этой пересчетной схемы подключены , к цифровому угсчетному устройству 1 Выходы формирователей 10, 11 подключены к схеме совпадени  15, св занной с симметричным триггером 16, а также к раздельным входам триггера 17. Триггер 16 подключен к схемам совпадени  12 и 18. Триггер 19 и одновибратор 20 подключены к выходу схемы совпадени  18, выход триггера 19-к схеме совпаден 16, выход одновибратора 2О-к триггерам 16 и 19. Выход триггера 17 подсоедивен к входу мостовой схемы задержки 2 вькод которой соединен с первьхм входом . схемы совпадени  22 и ключом 23. Вт « рой вход ключа 23 соединен с выходом реверсивного счетчика 24. Выход генератора 7 св зан со вторым входом схемы совпадени  22; Выход ключа 23 под соединен к входу пересчетной схемы 5 и к Вычитающему входу реверсивного счетчика 24. Узлами фазометра  вл ютс  двухканальный преобразователь (элементы 1, 2, 8, 9), устройство смещени  частоты входнь,1Х напр жений 3, индикатор нулевого фазового сдвига (элементы 10, 11, 15), схема управлени  диск ратными фазовращател ми (элементы 6, 7, 12, 16„18, 19, 20). Устройство работает следующим образом . Синусоидальные напр жени  U, U фааовый сдвиг которых подлежит измерению , поданы на входы смесителей 1, 2 диухканального преобразовател  частоты. Напр жение Ur, также подано на вход устройства смещени  частоты входных напр жений 3, которое работает таким образом, что на вь1Ходах устройства, св  паиных со смесител ми 1 и 2, формиру- I югс  напр жени  пр моугольной формы. частота которых отличаетс  от частоты входных напр жений фазометра на величину , равнутО-аначению частоты выходных напр жений дискретных фазовращателей 4 и 5, Напр жени  разностной частоты выдел ютс  при помощи фильтров 8 и 9; формирователи 10 и 11 осуществл ют формирование: , коротких импульсов в моменты перехода этих напр жений через нулев(ые значени . Короткие импульсы с выходов формирователей 10 и 11 подаютс  на входы схемы совпадени  15, на вход элемента задержки 13, а также на входы триггера 17. Формирующий импульс, длительность которого про- порциональна сдвигу фаз, поступает на вход мостовой схемы задержки 21, работающей таким образом, что на ее выходе имеетс  импульс, длительность которого равна разности между длительност ми входного импульса и времени задержки, а передний фронт сдвинут по отнощению к переднему фронту входного импульса на врем  задержки. (Если входной импульс короче времени задержки, то импульс на выходе схемы отсутствует). Выходной импульс, снимаемый с мостовой схемы задержки 21, подаетс  на схему совпадени  22, Импульсы с генератора 7 через схему совпадени  22 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 24. Задним фронтом импульса с мостовой схемы задержки открываетс  ключ 23 и через него поступают импульсы от генератора 7 на вььчитающий вход реверсивного счетчика и на пересчетную схему 5. После возвращени  в исходное нулевое состо ние реверсивный счетчик 24 закрывает ключ 23. Таким образом,импульсы, прощедшие через ключ 23, поступают на вход дискретного фазовращател  5 и производ т скачкообразное изменение фазы выходного напр жени  этого фазовращател  по отношению к выходному напр жению другого фазовращател . Путем соответствующего подбора времени задержки схемы 21 можно за один период разностной частоты уменьшить фазовый сдвиг между вь1ходными сигналами смес..--ителей 1 и 2 до достаточно малой величины, позвол ющий за 1-2 периода разностной частоты полностьк скомпенсировать фазовый сдвиг, входных напр жений и получить отсчет.

Точное совпадение фаз выходных напр жений фазовращателей произойдет че рез несколько периодов разностной час оты. После совпадени  коротких импульсов выходнь1х напр жений формирователей lO и 11 выходным импульсом схемы совпадени  15 опрокидываетс  триггер 16. запираетс  схема совпадени  12 и подготавливаетс  схема совпадени  18. В момент заполнени  дискретного фазовращател  4 коротким импульсом, полученным на выходе схемы совпадени  18, опрокидываетс  триггер 19 и запуск тс  дновибратор 20. Триггер 19 запирает схему совпадени  6 и прекращает подачу импульсов генератора 7 на входы дискретных фазовращателей. При этом значение кода, зафиксированное положени ми триггеров фазовращател  5, соответствует измер емому фазовому сдвигу с,дискретностью , определ емой коэффициентом , пересчета схем фазовращателей. Визуальный отсчет фазового сдвига осуществл етс  с помощью цифрового отсчетного устройства 14.

Одновибратор 20 предназначен дл  вьщержки времени индикации. После возвращени  одновибратора 20 в исходное положение задним фронтом его напр же- {и  производитс  установка в исходное положение триггеров 16 и 19, что соответствует началу нового цикла.

В режиме слежени  за медленно мен ющимс  или посто нным сдвигом фаз после первого измерени  фазы напр жений с формирователей 1О и 11 совпадают . Импульс формировател  11 поступает на элемент задержки 13, который задерживает импульс на врем , больще длительности прохождени  того же импульса через схему совпадени  15 и триггер 16. За это врем  успевает закрытьс  схема совпадени  12, и импульс формиI ровател  11 не проходит на вход пересчетной схемы 5.

Рредмет иэобретени 

Цифровой фазометр дла измерени  фазовых сдвигов между переменными напр жени ми , содержащий двухканальный преобразова.

тель частоты, устройство смещени  частоты входных напр жений, индикаторов нулевого фазового сдвига, дискретные фазовращатели со схемой их управлени , отсчетное устройство, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повыщени  быстродействи  и обеспечени  работы в режиме слежени , он снабжен дополнительным триггером, мостовой схемой задержкой, временным селектором элементов задержки, ключевой схемой и счетчиком, причем раздельные входы дополнительного триггера св заны с выходами формирователей коротких импульсов индикатора нулевого фазового сдвига , а вьгход - через мостовую схему задержки св зи с одним из входов управлени  ключевой схемы, второй вход управлени  которой соединен с вькодом ре . версивного счетчика, а импульсный вход I ключевой схемы соединен одновременно с вь1ходом генератора импульсов через временной селектор, вторым входом св занного с выходом мостовой схемы за держки и со вторым входом реверсивного счетчика, а выход ключевой схемы подключен ко второму входу реверсивного счетчика и ко входу управл емого дискретного фазовращател , при этом меж-

ду входом схемы совпадени  управл ю щей дискретным фазовращателем : и выходом соответствующего формироватедю ксн ротких импульсов включен элемент задержки .

nm

I