SU1226342A1 - Цифровой измеритель разности фаз - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  измерени  разности фаз между двум  гармоническими сигналами. Цель изобретени  - повьшение точности измерени  фазовых сдвигов в диапазоне О-ЗбО при наличии помех и искаженной формы сигнала. Измеритель содержит формирователи 1 и 2 пр моугольного сигнала, преобразователи 3 и 4 фаза- код, элемент 5 НЕ, блоки 6 и 7 усреднени , мультиплексор В, регистрирующий блок 9 и блок 10 управлени  мультиплексором, состо щим из элемента 11 И, интегратора 12 и компаратора 13. Введение элемента НЕ, преобразовател  4 фаза-код, блока 7 усреднени , блока 10 управлени  мультиплексором и образование новых св зей позволило исключить мертвые зоны преобразователей фаза-код.1 ил, (Л с ю ю ot со 4 Ю

Description

11

Изобретение относитс  к фазо- измерительной технике и предназначено дл  измерени  разности фаз межд двум  гармоническими сигналами.

Цель изобретени  - повышение точ- ности измерени  фазовых сдвигов в диапазоне 0-360 при наличии помех и искажений формы сигналов за счет введени  в измеритель новых С5локов и св зей, позвол ющих исключить мертвые зоны преобразователей фа- за-код.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства.

Цифровой измеритель разности фаз содержит первый 1 и второй 2 формирователи пр моугольного сигнала,первый 3 и второй 4 преобразователи фаза-код , элемент НЕ 5, первый 6 и второй 7 блоки усреднени , мульти- гшексор 8, регистрирующий блок 9 и блок 10 управлени  пультиплексором, состо щий из элемента И 11, интегратора 12 и компаратора 13.

Выход первого формировател  1 пр моугольного сигнала соединен с первым входом первого преобразовател  3 фаза-код, выходы которого через первый блок 6 усреднени  подключены к информационным входам муль- типлексора 8. Кроме того, выход первого формировател  1 пр моугольного сигнала соединен с первым входом блока 10 управлени  мультиплексором и через элемент НЕ 5 - с вто- .

рым входом второго преобразовател  4 фаза-код, первый вход которого соединен с вторыми входами блока 10 и преобразовател  ,а также с вьгх;о- дом второго формировател  2 пр мо- угольного сигнала о Выходы преобразовател  4 фаза-код через второй блок 7 усреднени  подключены к вторым информационным входам мультиплексора 8, выход которого соединен с входом регистрирующего блока 9. Блок 10 управлени  мультиплексором, состо щий из последовательно соединенных двухвходового элемента И 11, интегратора 12 и компаратора 13; соединен с управл ющим входом мультиплексора 8.

Устройство работает следу1ощим образом .

Входные напр жени  синусоидаль- ной формы преобразуютс  с помощью формирователей 1 и 2 в сигналы пр моугольной формы с уровн ми. Сигна

5 0

5 О

5

д

5

0

22

лы с выхода формировател  1 пр моугольного сигнала подаютс  непосредственно на первый вход преобразовател  3 фаза-код и через элемент НЕ 5 - на первый вход преобразовател  4 фаза-код. Сигналы с выхода датчика

2пр моугольного напр жени  поступают на вторые входы преобразователей

3и 4 фаза-код. Параллельные п; -разр дные коды измер емого сдвига фаз

с выходов преобразователей 3 или 4 фаза -код через блоки 6 или 7 усреднени  и мультиплексор 8, выполн ющий функцию коммутации кодов, поступают на регистрирующий блок 9 в зависимости от уровн  сигнала на управл ющем входе мультиплексора 8. При уровне последнего сигнала, равном логическому О, на регистрирующий блок 9 поступает код разности фаз с преобразовател  3 фаза-код, а если уровень управл ющего сигнала равен логической 1, на регистрирующий блок 9 подаетс  код с преобразовател  4 фаза-код.

В преобразователе 3 фаза-код предлагаемого устройства имеютс  мертвые зоны в области фазовых сдвигов, близких к нулю или 360 , в которых возможны большие погрешности измерени  . В преобразователь 4 фаза-код сигналы с выхода формировател  1 подаютс  через элемент НЕ 5, который вносит дополнительный фазовый сдвиг, равный 180 , Поэтому область мертвой зоны в преобразователе 4 смещена к 180 .

Таким образом, дл  устойчивой работы предлагаемого измерител  во всем згщанном диапазоне значений разности фаз 0-360 целесообразно на блок 9 подавать измеренное значение разности фаз nto с преобразовател 

3 фаза-код, ВСЛР; выполн ютс  уело-, ви :

UCf г 360%uif 270 (1)

и с преобр)азовател  4 фаза-код при выполнении условий:

270 ucf 90 (2) Сигнал, переключающий выходы мультиплексора 8. формируетс  блоком 10 управлени  мультиплексором, который работает следующим образом. Сигналь:; формирователей 1 и 2 пр моугольного напр жени  через двухвхо- довый элемент 11 и поступают на вход интегра.тора 12, формирующего на выходе напр жение, пропорциональное энергии импульсов на его входе.Напр жение посто нного тока на выходе интегратора 12 имеет максимальное значение, если ACf О или Дер 360 минимальное значение при Дср равном 180 , и линейно измен етс  при промежуточных значени х q. ,Цл  обнаружени  момента перехода лц из области , определенной неравенствами (1), в область, заданную неравенствами (2), напр жение с выхода интегратора 12 подаетс  на первый вход компаратора 13, второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени . Посто нна  интегратора 12 и уровень опорного напр жени  компаратора 13 выбираютс  таким, чтобы на выходе компаратора 13 формировалс  сигнал уровн  логической 1, если удовлетвор ютс  неравенства (1), и уровн  логического О,если справедливы неравенства (2).

Поскольку сигнал на входе преобразовател  4 фаза-код, поступающий с формировател  1 пр моугольного напр жени , содержит дополнительный сдвиг фаз на 180 за счет элемента НЕ-5, необходимо введение поправки.

Поправка осуществл етс  за счет подключени  входного h -го разр да мультиплексора 8 к инверсному выходу и-го разр да второго блока 7 усреднени . При этом ко пенсирует- с  фазовый сдвиг, полученный за счет элемента НЕ 5, поскольку цена старшего г) -го разр да кода разности фаз, определ емого в пределах 0-360°, равна 180°.

Таким образом, разнесение мертвых зон преобразователей 3 и 4 фаза-код , а также использование результатов измерени  с выхода того преобразовател , у которого измеренна  разность фаз наиболее удалена от мертвой зоны, позвол ет суРедактор И. Яцола

Составитель В. Шубин

Техред Л.Олейник Корректор А. Т ско

Заказ 2126/43 .Тираж 728 Подписное

ВНИРШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,4

щественно повысить точность и помехоустойчивость измерени  разности фаз в диапазоне 0-360 за счет включени  в схему второго преобразовател  фаза-код, второго блока усреднени , элемента НЕ, мультиплексора и блока управлени  мультиплексором, содержащего элемент И, интегратор и компаратор

Формула и, зобретени 

s Ю

зо

20

25

5

0

5

Цифровой измеритель разности фаз, содержащий первый и второй формиро- 15 йатели пр моугольного сигнала,первый преобразователь фаза-код, блок, усреднени  и регистрируюпцтй блок, причем входы первого и второго формирователей пр моугольного сигнала  вл ютс  входами измерител , а выходы соединены с первым и вторьп входами преобразовател  фаза-код, П выходов которого соединены с входами блока усреднени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  Точности и помехоустойчивости, в него введены элемент НЕ,-, второй преобразователь фаза-код, первый вход которого соединен с выходом первого формировател  пр моугольного сигнала, а второй вход через элемент НЕ соединен с выходом второго формировател  пр моугольного сигнала , второй блок усреднени , И входов которого соединены с выходами второго преобразовател  фаза-код, мультиплексор, Я первых входов которого соединены с выходами первого блока усреднени , h вторых входов соединены с (п-1)-ми пр мыми и Г7-м инверсным выходами второго блока усреднени , а выходы мультиплексора соединены с входами регистрирующего блока, и блок управлени  мультиплексором , входы которого соединены со- отверственно с выходами формирователей пр моугольного сигнала, а выход подключен к управл ющему входу мультиплексора.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Цифровой измеритель разности фаз, содержащий первый и второй формирователи прямоугольного сигнала,первый преобразователь фаза-код, блок, усреднения и регистрирующий блок, причем входы первого и второго формирователей прямоугольного сигнала являются входами измерителя, а выходы соединены с первым и вторым входами преобразователя фаза-код, П выходов которого соединены с входами блока усреднения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, в него введены элемент НЕ,-, второй преобразователь фаза-код, первый вход которого соединен с выходом первого формирователя прямоугольного сигнала, а второй вход через элемент НЕ соединен с выходом второго формирователя прямоугольного сигнала, второй блок усреднения, П входов которого соединены с выходами второго преобразователя фаза-код, мультиплексор, И первых входов которого соединены с выходами первого блока усреднения, И вторых входов соединены с (п-1)-ми прямыми иП -м инверсным выходами второго блока усреднения, а выходы мультиплексора соединены с входами регистрирующего блока, и блок управления мультиплексором, входы которого соединены соотверственно с выходами формирователей прямоугольного сигнала, а выход подключен к управляющему входу мультиплексора.