SU691777A1 - Цифровой двухполупериодный фазометр - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ДВУЖЮЛУПЕРИОДНЫЙ ФАЗОМЕТР

-. , 1 ..

Изобретение относитс  к области приборостроени  и может быть использовано при построении точных фазометров.

Известен способ построени  точных фазометров, основанный на коррекции амплитудно-фазовой погрешности (А ФП), заключающийс  в сн тии амплитудно-фазовых характеристик П -го числа образцов одной модели фазометра, статистической обработке их, установлени  граничных интербалов (дисперсии), за которые не выход т значений АФП исСледуемь1х фазометров и составлении графиков поправок прилагаемых ко всем фазометрам данной модели l.

Этому Способу коррекции АФП свойственна очень больша  трудоемкость и низка  точность, так как с помощью графиков поправок корректируетс  лишь усредненное значение АФП, полученное в ограниченном числе испытаний и на .раниченном числе образцов фазометра, кроме того,значение АФП фазометра зависит от частоты его входных сигналов.

|не учитываемой в данном способе. Указанный способ не применим в случае автоматических тамерёнйй.

Также Известно устрсйство с автома-

.ТИЧ9СКОЙ коррекцией фазочастотной составл ющей систематической погрешности фазовых измереннй, содержац1ее входные устройства, фазовременной преобразователь , врем задающее устройство, сшзанное с квантую1аим генератором и узлом упра.вленк , элемент И, соединенный с фазовременным преобразователем, врем задающим устройством,узлом управлени  и счетчиком импульсов 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  Сложность и низка  точность, так как в них невозможна коррекци  амплитудно-фазовой погрешности - доминирующей погрешности электронных фазометров .

Claims (1)

1. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений при одновременном упрощении устройства. Дл  этого фазометр, содержащий входной блок, фазовременной преобразователь, врем задающий узел, соединенный одним входом с квантующим генератором, вто рым - с блоком управлен1ш, а выходом с элементом И, который вторым своим входом подключен к фазовременному преобразователю , третьим входом - к блоку управлени , а выходом - к счетчику импульсов , снабжен последовательно соединенными УЗЛОМ анализа амплитуд и часто ты входных сигналов, подключённым к выходам входного блока, управл емым усилителем, узлом управл емых RC фазосдвигаюших делителей, двухканальным ком мутатором и узлом электронных переключателей , св занным также с входным бло ком, блоком управлени  и фазовременным прео бразователем, при этом входы управлени  управл емых RC фазосдвигающих делителей и двухканального коммутатора бЪедйненй с узлом анализа амплитуд и частоты входных сигналов и блоком управлени , один Из выходов узла управл емых RC фазосдвигающих делителей подключ е йГтакже к узлу анализа амплитуд и частоты входных сигналов, второй вы5:од которого соединен с двухканальным коммутатором и блоком управлени , кроме того, он снабжен св занным с фазовременным преобразователем, врем задаю щим устройством и узлом управлени  так тируемым распределителем импульсов и. сумматором, выходы которого подключены к.входам счетчика импульсов и блоку управлени , а входы к выходам тактируемого распределител  импульсов. Структурна  электрическа  Схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит входной блок 1, узел анализа 2 амплитуд и частоты входных сигналов, управл емый усилитель 3, узел управл емых RC фазосдвигающих делителей , двухканальный коммутатор 5, узел 6 электронньтх переключателей, фазовременной преобразователь 7, врем задающий узел 8, квантующий генератор 9, блок управлени  10, элемент И 11, такт руемый распределитель импульсов 12, счетчик импульсов .13 и сумматор 14. Устройство работает следующим образом . Сигналы и и U2 разность фаз которых измер етс , с выхода входного блока 1, поступают через узел б на входы фазовременного преобразовател  7, сос- то щего из формирующих устройств и управл емого триггера, выходные импульсы которого с длительностью tif, пропорциональной измер емой разности фаз, поступают на элемент И 11. Стартовый импульс блока управлени  10 разрещает формирование измерительного интервала врем задающему узлу 8, состо щему, например, из элемента совпадений, делител  частоты и RS триггера, устанавлива  RS триггер в единичное состо ние, и частота f квантующего генератора 9 через элемент совпадений врем задающего узла 8 поступает .на вхОд элемента И 11. Выходные серии импульсов Nvp элемента И 11, пропорциональные измер емой разности ФазУ,,д, просчитываютс  счетчиком импульсов 13. При отклонении амплитуды или частоты входных сигналов от стационарного состо ни  в узле анализа 2 амплитуд и частоты входных сигналов вырабатываетс  команда на перевод фазометра в режим коррекции, поступающа  на блок управлени  10, и управл ющее напр жение, поступающее на управл емый усилитель 3 и узел 4. С выхода узла анализа 2 на вход управл емого усилител  3 поступает .больщий по амплитуде входной сигнал , С. помощью управл ющего напр жени , вырабатываемого в узле анализа 2 амплитуд и частоты входных сигналов, коэффициент передачи управл емого усилител  3 и величина электронноуправл емых сопротивлений резисторов узла 4 измен ютс  до момента равенства входных и смоделированных сигналов. Резисторы диффереНцирующей и интегрирующей цепей имеют одинаковый закон регулировани . По сигналу узла управлени  10 узел 6 подключает входы фазовременного преобразовател  7 к выходам двухканального коммутатора 5, исходное положение , которого определ етс  узлом анализа 2 амплитуд и частоты входных сигналов в зависимости от того, к какому сигналу и или и 2 подключен вход управл емого усилител  3. , . Стартовый импульс блока управлени  10 разрешает формирование измерительгного интервала врем задающему узлу 8, в течение которого серии импульсов , пропорциональные разности фаз выходных сигналов RC пассивных фазовращающих делителей узла 4, с выхода тактируемого распределител  импульсов 12 в первом такте режима коррекции поступают на первый вход сумматора 14. В конце иэмерительного интервала, определ емого noHBneFineM импульса на выходе делител  частоты узла 8, в сумматоре 14 накоплен код (.,-. Н- где И1тг 0,1.2.-.- коэффициент фазоимпульс ного преобразовани , определ ющий заданную . точность и разрешающую способность фазометра} Ч и Ч - фазовые сдвиги, вноси т Ч мые идеальными пассивными дифференцирующей и интегрирующей RC цеп ми , дл  которых справедливы соотношени  R1 R2 R;С1 С2 С; Д VP тр и йМ ц - дополнительные фазовые сдвиги вследствие отклонени  реальных величин элементов пассивных цеп от идеальных значений; Р - фазочасто.тна  погрешнос ( ) фазометра; - амплитудно-фазова  по . грешность фазометра. Далее во втором такте режима коррек- ций по сигналу блока управлени  10 коммутируютс  пассивные фазосдвигающие RC делители узла 4 таким образом, что первоначальные функции этих цепей и их подключение не измен ютс , но дифференцирующа  цепь при этом состоит из Элементов С2, R2, а интегрирующа  - из элементов R1, С1. По стартовому импульсу блока 10 вновь производитс  преобразование разности фаз выходных Сигналов . пассивных RC фазосдвигаю1цих делителей в кодМ1(2. поступающий на второй вход сумматора 14 и суммируемый с кодом .К S/-° irz- u,,-. Й Чфчп лМ д П. 4 Дополнительные фазовые сдвиги вследствие неравенства элементов R1 и R2 С1 и С2 -дЧ также ДМ1, + 2 попарно равны и противоположны по знатак как M-v. - 90 , что следует из известного равенства шЯС -arctg :. Суммарный код в сумматоре 14 равен N,(-(80 ,„ 2лЧд „У В третьем такте режима коррекции по очередному стартовому импульсу блока 10 в фазометре происходит преобразование длительности периода входной частоты в код, квантование интервалов Tg)(, в течение измерительного интервала осуществл етс  уменьшенной вдвое квантующей частотой. Серии импульсов N-O. пропорциональные полупериоду входной частоты, с выхода тактируемого распределител  импульсов R поступают на третий вычитающий вход сумматора 14. К концу измерительного интервала остаточный код сумматора 14 равен , N--lo(.2Д fдф„V Далее по сигналу блока 10 фазометр переходит в режим измерений,-на входы фазовременного преобразовател  7 подключаютс  выходы входного блока 1 и в каждом измерительном цикле код сумматора 14 вычитаетс  из.результатов измерений , представл ющих собой сумму фазовых узлов 24,+ , так как фазометр двухиолупериодный. В узле индик1ации индицируетс  половинное значение разностного.кода. В итоге в результаты измерений невход т систематические погрешности фазометра и точность измерений значительно повышаетс ; В предложенном устройстве исключены все основные недостатки известных способов и устройств коррекции систематической погрешности электронных фазометров .. В результате коррекции фазочастотной и амплитудно-фазовой погрешностей точность фазометра определ етс  в основном случайной составл ющей, имеющей малую величину. По сравнению с известными устройствами точность предложенного фазометра повышаетс  в 5О-100раз в полном амплитудном диапазоне входных сигналов. Формула изо.бре тени  Цифровой двухполупериодный фазометр, содержащий .входной блок, фазовременной преобразователь, врем задающйй узел, joeflHHeHHbift Одним входом с квантующим генератором, вторым - с блоком управлени , а выходом - с элементом И, который вторым своим входом подключен к фазовременному преобразователю, третьим входом - к блоку управлени , а выходом к счетчику импульсов, отличающ ,и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет снижени  фазо-амплитудной погрешности с одновременным упрощением устройства, он снаб Жен последова тельно с оедине нными узлом Шйлйзй амплитуд и частоты входных сигHbjiOB , подключенным к выходам входного блока, управл емым усилителем, узлом управл емых RC фазосдвигаюшйх делителей , двухканальным коммутатором и узлом электронных переключателей,, св ййнным также с входным блоком, блоком управлени  и фазовременным преобразоватеЛём , при stow входы управлени  управл емых RC фазосдвигающих делителей и дв|Ухканальнптчх коммутатора соединены с узлом анализа амплитуд и частоты входных сигналов и блоком управлени , один из выходов узла управл емых RC фазосдвигающих делителей подключен тркже к Узлу анализа амплитуд и частоты входных сигналов, второй выход которого соединен с двухканальным коммутатором и блоком управлени , кроме того,он снабжен св занным с фазовременным преобразователем , врем задающим устройством и узлом управлени  тактируемым распределителем импульсов и сумматором, выходы которого подключены к входам счетчика импульсов и блоку управлени , а входы к выходам тактируемого распределител  импульсов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Галахова О. П. и др. Основы фазометрии . Л., Энерги , 1976, с. 28. 2,Авторское свидетельство СССР NC 518737, кл. G 01 R 25/00, 21.О6.74.