DE2030105A1 - Digitaler Phasenmesser - Google Patents

Description

Dipl.Phys. Leo Thul *Ws>W IW

Stuttgart

J. Pignard - B. Wintz 3 - 3

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Digitaler Phasenmesser

Die Erfindung betrifft einen digitalen Phasenmesser zur Bestimmung der Phasendifferenz zweier Wellen mit gleicher Frequenz, bei dem eine Vergleichsschaltung aus dem zeitlichen Abstand gleicher Kurvenmerkmale beider Wellen proportionale Phasensignale ableitet, die mit Zählimpulsen höherer Frequenz als Zählergebnis erfaßt und über eine digitale Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Ein derartiger digitaler Phasenmesser ist in der französischen Patentschrift 1 573 066 beschrieben. Bei diesem Phasenmesser wird in jeder Periode ein Phasensignal erzeugt, das beginnt, wenn in einer der beiden Wellen ein bestimmter Kurvenpunkt, z. B. die positive Anstiegsflanke, auftritt. Das Phasensignal endet, wenn in der anderen Welle derselbe Kurvenpunkt auftritt. Die Dauer des Phasensignals

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ist ein Kennzeichen für die Phasendifferenz zwischen den beiden Wellen. Das Phasensignal wird mit hochfrequenten Zählimpulsen abgemessen. Es wird eine Torschaltung verwendet, der neben den Phasensignalen und den Zählimpulsen auch ein Steuersignal zugeführt wird, das das Meßintervall kennzeichnet. Wenn die beiden Wellen in Phase sind, dann sind die Phasensignale Null und die Torschaltung gibt keine Impulse ab. Wenn die Phasendifferenz beinahe 360 beträgt, dann sind die Phasensignale lang und nur durch sehr kurze Pausen voneinander getrennt. Die Torschaltung ist praktisch dauernd leitend und die Zählimpulse treten im ganzen

-2 ο Meßabschnitt auf. Bei einer Meßgenauigkeit von 10 werden z. B.

2
im gesamten Meßabschnitt 360.10 Zählimpulse der Torschaltung zugeführt. Im ersten Fall (Phasendifferenz = o) gibt die Torschaltung keinen Impuls ab. Im zweiten Fall (Phasendifferenz 360 ) treten

2
360.10 Impulse auf. Für alle Zwischenwerte ist die Anzahl der Impulse proportional zur Phasendifferenz. Es genügt daher die von der Torschaltung abgegebenen Impulse zu zählen und anzuzeigen, um die Phasendifferenz zwischen den beiden Wellen mit der geforderten Genauigkeit zu bestimmen.

Ein derartiger Phasenmesser arbeitet zufriedenstellend, wenn die beiden Wellen eine konstante Periodendauer aufweisen. In der Praxis ist dies jedoch nicht gegeben, da meistens die Periodendauer einer Welle Schwankungen, aufweist, auch wenn diese klein sind. Diese kleinen Perioden-Schwankungen können trotzdem zu falschen Meßergebnissen führen, wenn die Phasendifferenz klein ist. In der Tat kann für zwei praktisch in Phase befindliche Wellen die Phasendifferenz entweder 0 oder 360 betragen. Dies hängt nur davon ab, in welcher zeitlichen Reihenfolge die bestimmten Kurvenpunkte der beiden Wellen auftreten. Das Phasensignal kann in jeder Periode eine

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Dauer aufweisen, die entweder Null oder gleich der Periodendauer sein kann. Wenn die Wellen absolut gleichmäßig sind, dann wird das Phasensignal immer gleich Null oder gleich der Periodendauer sein. Die Messung kann dann richtig ausgeführt werden. Wenn eine Welle Schwankungen aufweist, dann tritt der bestimmte Kurvenpunkt entweder vor oder nach dem zugeordneten Kurvenpunkt der anderen Welle auf. Die Phasensignale können dann in einem Meßvorgang manchmal Null und manchmal gleich der Periodendauer sein. Dies führt zu einem flsc hen Meßergebnis.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen digitalen Phasenmesser dieser Art so zu verbessern, daß auch bei Periodenschwankungen einer Welle selbst kleinste Phasendifferenzen eindeutig gemessen -werden können. Der digitale Phasenmesser zur Bestimmung der Phasendifferenz zweier Wellen mit gleicher Frequenz, bei dem eine Vergleichsschaltung aus dem zeitlichen Abstand gleicher Kurvenmerkmale beider Wellen proportionale Phasensignale ableitet, die mit Zählimpulsen höherer Frequenz als Zählergebnis erfaßt und über eine digitale Anzeigevorrichtung angezeigt werden, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenmesser einen zusätzlichen Überwachungsstromkreis enthält, dem beide Wellen zugeführt werden und der ein Signal abgibt, wenn der zeitliche Abstand der Kurvenmerkmale beider Wellen in einer Meßperiode einen vorgegebenen Wert unterschreitet oder wenn die Reihenfolge der Kurvenmerkmale in aufeinanderfolgenden Meßperioden unterschiedlich ist, und daß über dieses Signal eine der Wellen um einen vorbestimmten Phasenbetrag verschoben und gleichzeitig die Anzeige an der Anzeigevorrichtung entsprechend verändert wird. Dieser neue Phasenmesser arbeitet wie die bekannten Phasenmesser solange die Phasendifferenz groß genug ist, um fehlerhafte Messungen zu vermeiden.

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Nimmt die Phasendifferenz Werte an, bei denen eine falsche Messung durch Perioden-Schwankungen einer Welle befürchtet werden müssen, dann erfolgt automatisch eine Phasenverschiedung vor der Messung und eine entsprechende Korrektur der Anzeige.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines bekannten digitalen Phasenmessers,

Fig. 2 Kurven zur Erläuterung des Prinzips,

nach dem der Phasenmesser nach Fig. 1 arbeitet,

Fig. 3 Kurven zur Erläuterung eines kritischen Betriebsfalles bei einem Phasenmesser nach Fig. 1,

Fig. 4 Kurven zur vollständigen Erläuterung der Betriebsweise eines Phasenmessers nach Fig. 1,

Fig. 5 das Blockschaltbild eines verbesserten digitalen Phaseninessers^,

Fig. 6 - die Stromkreise aach Fig* 5 in Einzelheiten und

Fig. 7 die Steuersignale« die in dem Stromkreis mach Fig. 5 und β verwendet wepdea₀

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Die Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild der Grundstromkreise eines digitalen Phasenmessers, wie er in der französischen Patentschrift 1 573 066 beschrieben ist. Die Wirkungsweise dieses Phasenmessers wird anhand der Fig. 2 erläutert.

Die Wellen A und B, deren Phasendifferenz zu messen ist, werden dem Eingang einer Vergleichsschaltung CC zugeführt. Diese Wellen haben die gleiche Frequenz. In jeder Periode der ankommenden Wellen gibt die Vergleichsschaltung CC ein Phasensignal SP ab, das beginnt, wenn die Welle A die positive Anstiegsflanke hat, und das endet, wenn die Welle B die nächste positive Anstiegsflanke hat.

Ein Generator G₁ liefert Zählimpulse SC mit einer Periode T . Ein Generator G-, der durch den Generator G₁ gesteuert sein kann, grenzt das Meßintervall in der Form eines Meßsteuersignals SM

mit der Dauer k. T ab.

Die Torschaltung P_ erhält die Signale SP, SM und SC. Diese Torschaltung ist als UND-Schaltung aufgebaut, die einen Ausgangsimpuls S abgibt. Daraus läßt sich ableiten, daß im Zeitintervall SM die Zählimpulse SC die Ausgangsimpulse S liefert und zwar über die Torschaltung P nur während des Anstehens des Phasensignals SP. Wenn die Dauer dieses Phasensignals SP gleich Null ist, dann gibt die Torschaltung P keine Ausgangsimpulse ab.

Wenn die Dauer jedes Signals SP gleich der Dauer der ankommenden Impulsperiode ist, d. h. wenn die Phasensignale SP praktisch durch keine Intervalle getrennt sind, dann ist die Torsc haltung P dauernd leitend und gibt k Ausgangsimpulse ab. Für eine dazwischenliegende Dauer der Signale SP gibt die Torschaltung P eine proportionale

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Anzahl von Impulsen S ab.

2
Wenn k durch den Wert 360.10 gegeben ist, dann ist die Anzahl

ο der Impulse der Torschaltung P von ο bis 360.10 _Λ Diese Anzahl

ist dem Phasenbereich von ο bis 360 zugeordnet, so daß die Meßgenauigkeit 10" ° beträgt.

Die Impulse S werden einer Anzeige-vorrichtung AF zugeführt, die diese Impulse abzählt und das Zählergebnis anzeigt. Auf diese Weise wird die gemessene Phasendifferenz zwischen den Wellen A und B in digitaler Form, z. B. über Anzeigeröhren, angezeigt.

Ein derartiger Phasenmesser arbeitet zufriedenstellend, solange die Periodendauer der Wellen A und B genau gleich ist. In der Praxis treten jedoch kleine Schwankungen auf. Das Meßergebnis ist daher falsch, wenn die Phasendifferenz klein ist, wie anhand der Fig. 3 angezeigt ist.

Die Fig. 3 zeigt den Betriebsfall, bei dem in der ersten Periode die Welle A kurz vor der Welle B den positiven Anstieg hat. Das resultierende Signal spo ist daher sehr kurz. Bei der nächsten Periode tritt jedoch der positive Anstieg der Welle B vor dem positiven Anstieg der Welle A auf. Das Phasensignal spl hat daher nahezu die Dauer einer Periode. Diese Schwankungen können im gesamten Meßintervall auftreten. Sie sind durch die Schwankungen der Welle B bedingt und führen zu Signalen SP, die entweder sehr kurz oder etwa gleich der Periodendauer sind. Das Meßergebnis ist daher falsch.

Bei dem Phasenmesser nach der Erfindung wird diese Fehlermöglichkeit vermieden. Der Phasenmesser wird anhand der Fig. 5 beschrieben. 009884/1488

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Bevor der neue Phasenmesser beschrieben wird, muß noch darauf hingewiesen werden, daß der bekannte Phasenmesser nach Fig. 1 bereits auch die Phasendifferenz zwischen asymmetrischen Wellen genau messen kann, deren positive und negative Teile nicht die gleiche Länge aufweisen. Dieser Betriebsfall ist in Fig. 4 dargestellt. Das gewählte Verfahren sieht zwei aufeinanderfolgende Phasenmessungen vor, die einmal auf den positiven und zum anderen auf den negativen Anstieg beruhen. Aus den beiden Meßwerten wird dann der arithmetische Mittelwert gebildet. Das Meßintervall ist in zwei gleiche Abschnitte unterteilt, die durch ein Signal SN des Generators G getrennt sind. In der ersten Hälfte des Meßintervalls arbeitet der Phasenmesser wie bereits beschrieben. In der zweiten Hälfte des Meßinterwalles veranlaßt das zur Vergleichsschaltung CC übertragene Signal SN, daß diese ein Phasensignal erzeugt, welches zwischen den negativen Anstiegsflanken der Wellen A und B liegt.

Bei einem derartigen Phasenmesser ergeben sich durch die relative Phasenverschiebung der negativen und der positiven Anstiegsflanken der Wellen Meßfehler. Die Reihenfolge des Auftretens der negativen Anstiegsflanken muß außerdem der Reihenfolge des Auftretens der positiven Anstiegsflanke entsprechen. Bei kleinen Phasendifferenzen kann sich diese Reihenfolge jedoch vertauschen, wenn die positiven Anstiegsflanken der Welle B in kürzeren Zeitabständen auftreten wie diejenigen der Welle A. Dies kann aus Fig. 4 leicht abgeleitet werden« wenn die Welle B nach links verschoben wird. Die Phasensignale, die von den negativen Anstiegsflanken der Wellen abgeleitet werden, werden dann alle um eine Periode verlängert, was zu einem Meßfehler führt«

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Der neue Phasenmesser vermeidet alle diese Meßfehler, die durch zufällige Inversion der positiven und negativen Anstiegsflanken der Wellen bedingt sind.

Anhand der Fig. 5 wird ein Ausführungsbeispiel des neuen digitalen Phasenmessers beschrieben.

Der Phasenmesser nach Fig. 5 enthält:

a) einen Phasenmeßkreis CM, der dem in Fig. 1 gezeigten

P Stromkreis (CC, G₁, G, P) entspricht und der die Wellen

A' und B empfängt, sowie Impulse ST abgibt, die die Phasendifferenz zwischen den Wellen A' und B kennzeichnen;

b) eine Anzeigevorrichtung AFF, die die Impulse ST abzählt und ihre Anzahl als Meßergebnis der Phasendifferenz zwischen den Wellen A' und B anzeigt;

c) einen Überwachungsstromkreis CD, der beide ankommenden Wellen A und B empfängt, vergleicht und ein Ausgangssignal

\ SS abgibt, wenn die positiven und negativen Anstiegsflanken

innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls auftreten oder wenn die Reihenfolge der negativen und der positiven Anstiegsflanken nicht gleich ist, d. h. wenn die Phasendifferenz klein ist;

d) einen Speicher MC, der die Signale SS in Zeitabstanden, die durch die Steuerimpulse PT bestimmt sind« aufnimmt und der ein Steuersignal SD abgibt;

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e) einen schaltbaren Phasenschieberstromkreis IN, der durch das Signal SD gesteuert, die ankommende Welle A empfängt und dem Meßstromkreis CM eine Welle A' zuführt, die entsprechend dem Signal SD entweder die Welle A selbst, die Inversion der Weil«
Welle A sein kann.

Inversion der Welle A oder die um 180 phasenverschobene

Dieser Phasenmesser arbeitet ähnlich wie der Phasenmesser nach Fig. 1, wenn keine Fehlergefahr besteht. Wenn die Anstiegsflanken der beiden Wellen weit genug auseinanderliegen, dann ist es unwahrsc heinlich, daß durch Perioden-Schwankungen einer Welle die Reihenfolge der Anstiegs- und der Abfallflanken der Wellen verändert wird. Das Signal SS tritt daher nicht auf. der Speicher MC gibt kein Steuersignal SD ab und der Inverter IN gibt die Welle A unverändert weiter. Der Meßkreis CM erhält daher die Wellen A und B und gibt Impulse ST ab, die über die Anzeigevorrichtung AFF gezählt werden. Die Anzahl der Impulse wird angezeigt und gibt genau die Phasendifferenz zwischen den Wellen A und B an.

Wenn die Anstiegs- oder die Abfallflanken der Wellen zu nahe beieinanderliegen, dann besteht die Gefahr einer zufälligen Umkehr der Reihenfolge auf Grund der Periodenschwankungen einer Welle, die zu einem falschen Meßergebnis führt. In gleicher Weise ergibt sich ein falsches Meßergebnis, wenn die Reihenfolge der Anstiegsflanken und die Reihenfolge der Abfallflanken verschieden sind. In beiden Fällen liefert der Überwachungsstromkreis CD ein Signal SS. Mit dem Steuerimpuls PT nimmt der Speicher MC eine bestimmte Stellung ein und gibt ein Steuersignal SD ab. Dieses Signal schaltet den Inverter IN, der daraufhin eine Welle A' abgibt, die einer um 180 phasenverschobenen Welle A entspricht.

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Die Flanken der Welle A, die zu nahe an den Flanken der Welle B liegen, werden daher um eine halbe Periode verschoben, bevor sie dem Meßkreis CM zugeführt werden. Der Meßkreis führt daher eine fehlerfreie Messung durch. Die Messung ist jedoch nicht richtig, da sie neben der Phasendifferenz auch noch eine Phasenverschiebung um 180 enthält, die durch den Inverter verursacht worden ist.

Das Signal SD wird daher auch der Signaleinrichtung SIG, z. B. einer Lampe, zugeführt, um den Benutzer des Phasenmessers zu W informieren. Die Korrektur des angezeigten Meßwertes kann leicht

durch Subtraktion von 180 durchgeführt werden. Es ist jedoch möglich, durch direkte und selbsttätige Beeinflussung des angezeigten Wertes die genaue Differenz zwischen den Wellen A und B anzuzeigen. Für diesen Zweck ist eine Korrektur verbindung CR vorgesehen.

Die Steuerimpulse PT werden vor jedem Meßvorgang abgegeben. Die Stellung des Speichers MC bleibt während des gesamten Meßvorganges bestehen und somit wird eine Änderung des Signals SD während eines Meßvorganges verhindert.

Anhand der Fig. 6 und 7 wird ein Ausführungsbeispiel eines Phasenmessers nach Fig. 5 in Einzelheiten beschrieben. In Fig. 6 sind nur die Einrichtungen CD, MC und IN der Fig. 5 in Einzelheiten gezeigt.

Der Überwachungsstromkreis CD nach Fig. 6 enthält drei Eingangs-

Torschaltungen P , P und P₀, zwei bistabile Kippschaltungen K_ ο 7 ο ο

und K und eine Ausgangs-Torschaltung P .

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Die NAND-Schaltung P_R wird durch die Wellen A und B gesteuert. Sie gibt ein Ausgangssignal mit dem Potential Null ab, wenn die Eingänge positives Steuerpotential führen. In den anderen Fällen gibt sie ein Ausgangssignal mit positivem Potential ab. Dies ist der Fall, wenn einer der Eingänge oder beide Eingänge das Potential Null führen. Die übrigen Torschaltungen sind gleich aufgebaut und arbeiten in der gleichen Weise.

Die NAND-Schaltung P_ wird durch die Welle A und das Ausgangssignal der NAND-Schaltung P gesteuert. Sie empfängt an beiden Eingängen Signale mit positivem Potential, wenn die Welle A positiv ist, während die Welle B nicht positiv ist. Diese Bedingung muß eingehalten werden, wenn die NAND-Schaltung P_ ein positives Signal abgeben soll. Daraus folgt, daß die NAND-Schaltung P ein Signal mit dem Potential Null abgibt, wenn die Koinzidenz A. B~ vorliegt.

Die bistabile Kippschaltung K_ besteht aus den beiden Torschaltungen

P und P₁₉. Vor einem Meßvorgang sperrt ein Signal RZ die Torschaltung P₁₀. Dieses Signal wird von nicht dargestellten Stromkreisen erzeugt und weist ein Potential Null auf. Wenn ein Meßvorgang, der durch ein Zeitinterval SM definiert ist, ausgeführt wird, dann steht das Signal RZ an, wie Fig. 7 zeigt. Die Tor- . schaltung P₁ gibt ein Signal mit positivem Potential ab, das einem Eingang der Torschaltung P . zugeführt wird. Wenn auch die Torschaltung P₇ gesperrt ist und ein Signal mit positivem Potential abgibt, dann spricht die Torschaltung P , an und gibt ein Signal mit dem Potential Null ab, das auch die Torschaltung P₁- abschaltet. Die bistabile Kippschaltung K_ wird daher in die Schaltstellung "θ" gestellt. Vor dem Beginn des Meßvorganges ändert sich das Signal

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RZ in ein positives Potential (Pig. 7). Wenn von diesem Zeitpunkt ab die Torschaltung P ein Signal mit dem Potential Null abgibt, dann wird die Torschaltung P₁₁ gesperrt und gibt ein Signal mit positivem Potential ab. Darauf spricht die Torsä-chaltung P₁₀ an und gibt ein Signal mit dem Potential Null ab, das die Torschaltung P₁₁ abschaltet, auch wenn das Aus gangs signal der NAND-S ehaltung P wieder positiv wird. Die Kippschaltung K ist in die Schaltstellung "l" eingestellt, in der sie bis zur Abschaltung des Signals RZ verbleibt. Die Kippschaltung K erfaßt daher das Auftreten der

Koinzidenz A. B .

Am Ausgang der Torschaltung P₁ ist ein Kondensator cd angeschaltet. Befindet sich die Kippschaltung K in der Schaltstellung ¹¹O", dann ist dieser Kondensator nicht geladen. Tritt die Bedingung A. B ein, dann spricht die NAND-Schaltung P an und schaltet die Torsc haltung P ab. Diese Torschaltung liefert aber weiterhin ein positives Signal und verursacht eine Umschaltung der Kippschaltung. Dieses positive Signal muß jedoch zuerst den Kondensator Cd₁ aufladen. Die Torschaltung P spricht daher erst danach an und auch

la

die Umschaltung der Kippschaltung K wird verzögert. Wenn die Dauer der Koinzidenz A. B" klein ist, dann reicht die Zeit zum Laden des Kondensators Cd₁ nicht ausj Die Torschaltung P bewirkt die Wiedereinschaltung der Torschaltung P , da die Torschaltung P

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nicht angesprochen hat. Die Kippschaltung K bleibt in der Schalt-

stellung "O". Der Kondensator Cd₁ macht also die Kippschaltung ΚΙ . . . . - V

unempfindlich auf die Bedingung A. B , wenn deren Dauer kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

Die NAND-Schaltung P₀, die von der Welle B und dem Aus gangs signal

der NAND-Schaltung P. gesteuert wird, hat eine ahnliche Aufgabe wie

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die NAND-Schaltung P . Sie gibt ein Signal mit dem Potential Null ab, wenn die Koinzidenz A. B~ vorliegt.

Die Kippschaltung K , die aus den Torschaltungen P und P.. besteht, ist genauso aufgebaut wie die Kippschaltung K . Sie registriert das Auftreten der Koinzidenz Ä. B.

Der Kondensator cd hat dieselbe Aufgabe wie der Kondensator cd und mac ht die Kippschaltung K₄ unempfindlich auf kurze Koinzidenzen A". B.

Der ÜberwachungsStromkreis CD enthält schließlich die NAND-Schaltung P_Q, die anspricht und ein Signal mit dem Potential Null abgibt, wenn beide Kippschaltungen K und K die Schaltstellung "l" einnehmen. Dies ist der Fall, wenn der Vergleich der Wellen A und B das Auftreten der Koinzidenzen A. B und A. B" mit einer Dauer unterhalb eines vorgegebenen Wertes anzeigt. Die NAND-Schaltung P_n gibt dann das Ausgangssignal SS ab.

Es werden nun die verschiedenen Betriebsweisen des Überwac hungs Stromkreises CD im Zusammenhang mit den Fig. 2, 3 und 4 erläutert.

Die Koinzidenz A. B~ (Fig. 2) tritt auf, wenn in einem positiven Teil der Welle A die Welle B noch negativ ist oder negativ wird. Wenn die positiven Teile beider Wellen die gleiche Dauer aufweisen, dann verschwindet die Koinzidenz A. B~ nur, wenn beide Wellen genau in Phase sind (Fig. 3). Die Koinzidenz ist kurz, wenn beide Wellen beinahe in Phase sind. Die Anstiegsflanken beider Wellen und die Abfallflanken beider Wellen liegen sehr nahe beieinander. In beiden Fällen können durch irgendwelche Perioden-Schwankungen einer

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oder beider Wellen die Reihenfolgen der Flanken während des Meßvorganges vertauscht werden. Die Kippschaltung K bleibt in der Schaltstellung "0^M, wenn die Koinzidenz A. B" nicht lange genug ansteht.

Die Koinzidenz A. B tritt auf, wenn während eines positiven Teiles der Welle B die Welle A noch negativ ist oder negativ wird. Das vorher erwähnte Argument bleibt gültig. Die Kippschaltung K bleibt in der Schaltstellung "θ", wenn diese Bedingung Ä~. B nicht lange genug ansteht.

Diese doppelte Prüfung ist nötig, da die positiven Teile der Welle B kürzer sein können als die entsprechenden Teile der Welle A und umgekehrt. Bei einer kleinen Phasendifferenz besteht daher die Möglichkeit, daß ein positiver Teil der Welle A den entsprechenden positiven Teil der Welle B überlappt. Die Reihenfolge der Anstiegs -flanken würde dann A-B sein, während die Reihenfolge bei den Abfallflanken B-A wäre. Diese Umkehr in der Reihenfolge führt zu falschen Meßergebnissen. In diesem Fall wird die Koinzidenz Ä~. B nicht länger auftreten und die Kippschaltung K bleibt in der Schaltstellung "0". Dies führt zum gleichen Ergebnis, wie wenn die Abfallflanken, obgleich in umgekehrter Reihenfolge, zu dicht aufeinanderfolgen würden.

Wenn ein positiver Teil der Welle B länger ist als der entsprechende positive Teil der Welle A, dann verschwindet die Koinzidenz A. B oder wird sehr kurz. Die Kippschaltung K. bleibt in der Schaltstellung "0".

In all den Fällen, in denen ein Fehler möglich ist« und die Phasendifferenz klein ist« bleiben eine oder beide Kippschaltungen K₀ und K₄ im Schaltzustand "0". Die NAND-Schaltung P ist nichtleitend

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und gibt ein Signal mit positivein Potential ab, das das Signal SS darstellt.

Das Signal SS wird dem Speicher MC zugeführt, der die Torschaltung P₁ _ als Inverter und eine bistabile Kippschaltung K_ enthält. Diese bistabile Kippschaltung spricht auf das Signal PT an, das zu Beginn des Meßvorganges erzeugt wird (Fig. 7). Die bistabile Kippschaltung K- nimmt eine Stellung ein, die von dem Signal SS abhängt, das dem Eingang "l" dieser Kippschaltung zugeführt wird und das über die Torschaltung P invertiert als Signal S§H dem

Eingang "0" dieser Kippschaltung zugeführt wird. Wenn das Signal SS positiv ist, dann wird die Kippschaltung K. in den Schaltzustand "1" eingestellt· Imanderen Fall wird sie in die Schaltstellung "0" eingestellt. Diese Kippschaltung K₅ gibt die komplementären Signale SD und SD ab.

Das Signal SD steuert eine Signaleinrichtung SIG oder die Anzeigevorrichtung AFF,

Der Phasenschieberstromkreis IN besteht aus den drei Torschaltungen

P .,.P₁, und P₁₀. let das Signal SD positiv, dann wird die Tor-Ib 17 Io

schaltung P₁₀ eingeschaltet und die Welle A als invertierte Welle A'

Xo

dem Meßkreis CM zugeführt. Wenn jedoch das Signal SD positiv ist« dann wird die Welle A über die Torschaltungen P₁- und P₁₇ nach zwei Inversionen wieder als Welle A dem Meßkreis CM zugeführt.

Wenn zu Beginn des Meßvorganges das Signal RZ positiv ist, dann gibt der Oberwachungsstromkreis CD entsprechend der Wellen A und B ein Ausgangssignal SS ab, wenn die Gefahr eines Fehlers besteht. Vor dem Meßvorgang wird über den Impuls PT die Kippschaltung K

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in die Schaltstellung "l" eingestellt. Diese Kippschaltung gibt das Signal SD ab. Die Welle A wird daher über die Torschaltung P₁₀ invertiert und über den Stromkreis IN dem Meßkreis CM zugeführt» Wenn keine Gefahr eines Fehlers besteht, dann bleiben beide Kippschaltungen K₀ und K in der Schaltstellung ^M0". Das Signal SD tritt nicht auf, während das Signal SD abgegeben wird. Die Welle A wird über die Torschaltungen P und P des Stromkreises IN zweimal invertiert und daher unverändert dem Meßkreis CM zugeführt.

Die bistabile Kippschaltung K und die zugeordneten Steuermittel (Signal PT) ermöglichen es, daß vor dem Meßvorgang die Bedingungen für die Messung festgelegt werden können und daß diese Bedingungen während des gesamten Meßvorganges beibehalten werden können, um eine Kurzschaltung des Stromkreises IN zu verhindern^

6 Patentansprüche

2 Bl. Zeichnungen, 7 Fig.

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Claims (6)

1. Patentansprü ehe

   Γΐ.) Digitaler Phasenmesser zur Bestimmung der Phasendifferenz zweier Wellen mit gleicher Frequenz, bei dem eine Vergleichsschaltung aus dem zeitlichen Abstand gleicher Kurvenmerkmale beider Wellen proportionale Phasensignale ableitet, die mit Zählimpulsen höherer Frequenz als Zählergebnis erfaßt und über eine digitale Anzeigevorrichtung angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenmesser einen zusätzlichen Überwachungsstromkreis (CD) enthält, dem beide Wellen (A, B) zugeführt werden und der ein Signal (SD, SD) abgibt, wenn der zeitliche Abstand der Kurvenmerk-ynale beider Wellen in einer Meßperiode einen vorgegeb enen Wert unterschreitet oder wenn die Reihenfolge der Kurvenmerkmale (Anstiegs- bzw. Abfallflanken) in aufeinanderfolgenden Meßperioden unterschiedlich ist, und daß über dieses Signal (SD, SI) eine der Wellen (z. B. A) um einen vorbestimmten Phasenbetrag (z. B. 180 ) verschoben und gleichzeitig die Anzeige an der Anzeigevorrichtung (AFF) entsprechend verändert wird.
2. 2. Digitaler Phasenmesser nac h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kurvenmerkmale abwechselnd die Anstiegsund Abfallflanken der beiden Wellen (A, B) verwendet sind.

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3. 3. Digitaler Phasenmesser nach Anspruch 1 und'2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusääiche Anzeigelampe vorgesehen ist, die über das Signal (SD) gesteuert, die zusätzliche Phasenverschiebung der einen Welle (A) anzeigt·
4. 4. Digitaler Phasenmesser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählergebnis vor der Anzeige über die Anzeigevorrichtung um den vorgegebenen Wert der Phasenverschiebung reduziert ist.
5. 5. Digitaler Phasenmesser nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (SD, SD) einem Speicher (MC) entnommen ist, der zu Beginn eines Meßvorganges (PT) entsprechend dem Ausgangssignal (SS, SS ) des Überwachungsstromkreises (CD) eingestellt wird.
6. 6. Digitaler Phasenmesser nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Phasenverschiebung ein schaltbarer Inverter (IN) mit zwei Wegen verwendet ist und daß über einen Weg beim Ausbleiben des Signals (SD) zwei in Reihe geschaltete

   Inverterstufen (P. _, P,„) und beim Anstehen des Signals (SD) Io 17

   über den anderen Weg eine Inverterstufe (P₁ _) einschaltbar sind.

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