SU1260871A1 - Фазометр низких и инфранизких частот - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области радио- и электроизмерительной техники . Может быть использовано дл  измерени  фазовых сдвигов гармонических сигналов, дл  определени  фазочастот- ных характеристик. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона частот и сокращение времени измерени . Дл  достижени  данной цели в устройство, содержащее генератор 7, ключ 14, счетчик 15, блок 16 индикации , первьп 12 и второй 13 формирователи , первую 1 и вторую 2 клеммы, введены третий 3 и четвертый 4 формирователи , первьт 5 и второй 6 умножители , сумматор 1I, делитель частоты 8, полосовой фильтр 9, фазосдвига- тель 10. В устройстве сокращено врем  измерени  за счет непосредственного отсчета измеренного сдвига фаз и отсутстви  необходимости предварительного замера частоты исследуемого сигнала. Увеличение гаирокополосности св зано с тем, что при любой измер емой частоте фазовый сдвиг на этой частоте переноситс  на фиксированнзто опорную частоту и при одном и том же угле фазового сдвига на разных измер емых частотах число счетных импульсов будет одинаково. Погрешность измер емых фазовых сдвигов в да нном фазометре определ етс  в основном умножител ми. 1 ил. i (Л

Description

Изобретение от1Ю(-и ) к (ч ш  I n радио- и электрпи-пп ритр-пьной ТРХ- НИКИ и может бмть исиочь юв.ию дн  измерени  ф-гчоных с.цниго  т.чрмопп- ческих сигналов и опред - частотных характеристик.

Цель изобретени  -- раслпиренир диапазона частот и сокращение нреме- ни измерени .

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого фазометра.

Фазометр низких и инфранизких частот содержит клеммы 1 и 2 дл  подключени  измерительного сигнала и опорного сигнала, формирователи 3 и 4, формирующие сигналы виДа Ц Оу sin tfx , умножители 5 и 6, гене.ра- тор 7, делитель 8 частоты, полосовой фильтр 9, фазосдвигатель 10 (на 90) сумматор 11, формирователи 2 и 13 (дл  управлени  работой ключа), ключ 14, счетчик 15 импульсов, блок 16 индикации.

Клемма 1 соединена с первыми входами формирователей 3 и 4, вторые входы которых соединены с клеммой 2, а выходы через умножители 5 и 6 соответственно - с входами сумматора i1. Генератор 7 соединен с ключом 14 и

через последовательно соединенные

делитель 8 частоты, полосовой фильтр 9 и фазосдвигатель 10 - с ум южнте- лем 5. Выход полосового фильтра 9 соединен сонорным входом умножител  6 и входом фазосдвигател  10, выход кото- 35 рого через формирователь 12, а выход сумматора 11 через формирователь 13 соеди}1ены с входами ключа 14, соединенного выходом через счетчик 15 импульсов с блоком 16 индикации. 40

Фазометр низких и инфранизких частот работает следующим образом.

Измер емый сигнал вида U, 5i( подаетс  на входную клемму 1, откуда он поступает на основттые входы форми- 45 рователей 3 и 4. Опорный сигнал вида (Ig lncot 1тодаетс  на клемму 2, откуда он поступает на первые входы формирователей 3 и 4. Напр жение сигналов

видов IL го5

6lH(f,,

подаютс  соответственно на уира«.п ющие рхо- ды умножителе) 5 и 6. Генератор 7 вырабатывает импульсы, которые поступают на входы депител  8 частоты и ключа 14. ( ,na домтител  8 «д г,)- . ты HMny.mr.ci, частотой, рлвнот г

i -- 0

часто 1 а 1 енерлтора 7; h - цел(е положи те гтьное число,

значение которого выбираетс  из требуемой точности и раз- решаюи .ей снособн(к7ти фазометра , причем П 2. Полосовой фильтр 9 формирует гармонический сигнал с частотой т , меньшей частоты РГ генератора в 3,6.10 . Напр жение вида U sin sit , где Q - кругова  частота, равна  Я 2Т i , с выхода фильтра 9 подаетс  на опорный вход умножител  6 и на вход фазосдвигател  10, на выходе KOTopoi o будем иметь напр жение вида DO cos n t

Напр жение вида (J cos Л tподаетс  на опорный вход умножител 5. Напр жение на выходе умножител 5 будет вид

Ub,K5 x ° b-UoCo «t

iU,(ol-cbUcos(.atHbl , (2)

Напр жение на выходе умножител  6 будет иметь вид

/

Uebix6 fJi 5 i:b-iio5iriat - |u,U,,cQ5((nbq),, )

На сумматоре 11 напр жение вида (2) складываетс  с напр жением ви- да (3).

На выходе сумматора 11 имеем напр жение вида

LlBbixirUxtJoCoS (nt-Cfx).

()

Таким образом, измер емый фазовый сдвиг Cfy перенесен на опорную частоту , формируемую полосовым фильтром 9.

Формирователи 12и 13 формируют из гармонических сигналов видов (оС0952- ;и со5(У2 -уУимпульсы, управл ющие работой кл лоча 14. Напр жение формировател  12 открывает ключ 14, а напр жение формировател  13 за.крывает ключ 14.

Количество импульсов, сосчитанное счетчиком 15 импульсов за врем  открыти  ключа 14 пропорционально измер емому фазовому сдвигу Uff, .

Импульсы с. формировател  12 открывают ключ при переходе ь апр жени  вида UgCosfli через нуль т.о. пргт Q t h /2, отсюда врем  t, открыти  ключа 4 равно

.

Импульсы фс1рмир 1Вате,п  13 rjavcjibi ватт ключ 1А при переходе напр жени  вида UK 6in (tot-tpj ч.ерез нуль, т.е. при Q t -qij -, отсюда

врем  t. закрыти  ключа 14 равно

il /2tf- x ц.,,

Врем , в течение которого открыт ключ 14, равно

&t lo-ii

Ч,

-гт;

(7)

За врем  ut через ключ 14 на счетчик 15 импульсов пройд1,ет N им пульсов, колртчество которых определитс  формулой

N

at

ut-F

(8)

где Т - период импульсов генератора 7, Подставл   (7) в (8), получаем

Ч-.-РГ

(9)

Так как отношение Fp и f равно 3,6 .10 (10)

то результат измерени  на блоке 16 индикации фиксируетс  в. градусах

N Cfx .10

n-i

(11)

При , получим N Ч X (град).

(12)

Таким образом, предлагаемый фазометр по сравнению с известными сокращает врем  измерени , за счет непосредственного отсчета измеренного сдвига фаз и отсутстви  необходимости предварительного замера частоты исследуемого сигнала.

Увеличение широкополосности св зано с тем, что при любой измер емой частоте фазовьй сдвиг на этой частоте переноситс  на фиксированную опор ную частоту и при одном и том же угле фазового сдвига на разных измер емых частотах число счетных импульсов будет одинаково, т.е. емкость счетчиков не ограничивает час- тотньпЧ диапазо, как в известном уст ВНИИПИ Заказ 5226/46

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Г; (I н ; It

Claims (1)

1. ;)ийгТВ и ibici-i nil niMvijit-noe З1  чепип, расс. пп HtiH(H Hvi к I niiiMPfvi Bi i (гг-шултьг.ои дл  hfaKCiiMrijtbuoro фазового сдвига.- В завистгмости or требуемой точности 5 зто оптима. гэчачопие может быть выбрано из следующего р да чисел: 360; 3600 или 36000. Частотный диапазон предлагаемого фазометра составл ет примерно О - 100000 Гц. 10 Погрешность измер емых фазовых сдвигов в предлагаемом фазометре определ етс  в основном умножител ми. Если учесть тот факт, что один из сомножителей - посто нна  составл ю- t5 ща , а частота опорног о генератора выбираетс  небольшой, например 1 кГц, и уровни входных сигналов не превышают + 2В, то погрешность умножени  составл ет не более 0,1%, что д,ает 20 максимальную погрешность измерени , равную 2,5°. Применение более точных умножителей, например, на основе умножающих ЦАП позвол ет снизить пргрешность измерени  до 0,8 . 25 Формула изобретени  Фазометр низких и инфранизких частот , содержащий последовательно соединенные генератор, ключ, счетч ик и блок индикации, первый и второй фор- О мирователи, подключенные к соответствующим входам ключа, а также пер- вую и вторую клеммы дл  подключени  измер емого и опорног о сигналов, отличающийс  тем, что, с 35 целью расширени  диапазона частот и сокращени  времени измерени , в него введены третий и четвертый формирователи , входы которых подключены к первой и второй клеммам соот- 40 ветственно, первый и второй умножители , управл ющие входы которых соединены с выходами третьего, четвертого формирователей соответственно, сумматор, входы которого соединены 5 с выходами умножителей, а выход - с входом второго формировател , делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора полосовой фильтр, вход которого соединен с 0 выходом делител  частоты, а выход - с опорным входом второго умножител , фазосдвигатель, вход которого соединен с выходом полосового фильтра , а выход - с опорным входом пер- 5 вого умножител  и входом первого

   формировател . Тираж 728 Подписное