SU1580281A1 - Измеритель разности фаз - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  средних значений фазовыхсдвигов. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее формирователи 1 и 2, входы которых  вл ютс  входами измерител , а вход последовательно соединенных ключа 3, счетчика 4 числа импульсов и цифрового отсчетного устройства 5 подключен к выходу формировател  2, дополнительно введены последовательно соединенные двухвходовый элемент И 6, схема 7 выделени  одиночного импульса и схема 8 линейного расширени  длительности импульса. При этом входы двухвходового элемента И 6 соединены с выходами формирователей 1 и 2, управл ющий вход ключа 3 св зан с выходом схемы 8 линейного расширени  длительности импульса, а второй вход схемы 7 выделени  одиночного импульса  вл етс  третьим входом устройства. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  средних значений фазовых сдвигов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

На фиг.1 представлена схема измерител  разности фаз; на фиг,2 - вре- , менные диаграммы его работы; на фиг,3- ю функциональна  схема линейного рас- ширител  длительности импульса.

Измеритель разности фаз содержит формирователи 1 и 2, ключ 3, счетчик 4 числа импульсов, цифровое отсчетное J5 устройство 5, двухвходовой элемент И 6, схему 7 выделени  одиночного импульса , схему 8 линейного расширени  длительности импульса. При этом входы формирователей 1 и 2  вл ютс  входами 20 измерител , вход последовательно соединенных ключа 3, счетчика 4 числа импульсов и цифрового отсчетного уст- ройства 5 подключен к выходу второго формировател  2, вход двухвходо- 25 вого элемента И 6 соединен с выходами формирователей 1 и 2, а выход - с последовательно соединенными схемой 7 выделени  одиночного импульса, схемой 8 линейного расширени  дли- 30 тельности импульса и управл ющим входом ключа 3, второй вход схемы 7 выделени  одиночного импульса  вл етс  третьим входом устройства.

Схема линейного расширени  дли- 35 тельности импульсов содержит два стабилизированных источника 9 и 10 тока (положительный 9 и отрицательный 10), два устройства 11 и 12 управлени  включением этих источников, ком- 40 паратора 13 напр жени  и конденсатор 14, причем первые входы устройства 11 и 12 управлени  соединены между собой и подключены к выходу схемы 7 выделени  одиночного импульса, выхо- 45 ды устройств 11 и 12 управлени  подключены соответственно к источникам 9 и 10 тока, выходы которых объединены и соединены с первым входом компаратора 13 напр жени , второй вход 50 которого подключен к общему корпусу, а выход - к четвертому входу устройства 12 управлени  и к управл ющему входу ключа 3, конденсатор 14 соединен с первым и вторым входами компа- 55 ратора 13 напр жени , вторые и третьи входы устройства 11 управлени  и источника 9 тока объединены и подключе ны соответственно к клемме +UflHT и

общему корпусу, а вторые и третьи входы устройства 12 управлени  и источника 10 тока объединены и подключены соответственно к клемме -UflMf и общему корпусу.

Измеритель разности фаз работает следующим образом,

Формирователи 1 и 2 преобразуют гармонические сигналы, поступающие на входы устройства, в импульсные типа меандр. При этом формирователь 1 сохран ет фазу входного сигнала, а формирователь 2 переворачивает фазу входного сигнала на 180°. На входы двухвходового элемента И 6 поступают два импульсных сигнала, которые совпадают по уровню Лог.1 в интервалы времени t, соответствующие величине фазового сдвига между двум  входными гармоническими сигналами. Таким образом, на выходе двухвходового элемента И 6 имеем импульсную последовательность , длительность импульса которой количественно характеризует фазовый сдвиг между двум  входными гармоническими сигналами. Эти импульсы поступают на вход схемы 7 выделени  одиночного импульса, функциональное назначение которой заключаетс  в том, чтобы после по влени  сигнала Разрешение измерени  выделить на своем выходе только один импульс длительностью, равной длительности входного сигнала, поступающего на ее вход, запретив прохождение всех других импульсов.

Одиночный импульс, поступа  на вход схемы 8 линейного расширени  длительности импульса, приводит в действие устройства 11 и 12 управлени  включением источников 9 и 1 0 тока. По переднему фронту одиночного импульса оба источника тока (положительный и отрицательный) включаютс . Дл  получени  требуемого коэффициента расширени  длительности входного импульса значение тока положительного источника 9 выбираетс  из соотношени 

I4 360 С9

где 1 - стабилизированный ток положительного источника 9 тока; I - стабилизированный ток отрицательного источника 10 тока .

Поскольку I 17 то напр жение на конденсаторе 14 в интервале t времени быстро увеличиваетс  по линейному закону

U-Ј-t, ()

Компаратор 13 также срабатывает, напр жение на его выходе становитс  равным Лог.1 и подаетс  на управл ющий вход ключа 3 и на четвертый вход схемы 12 управлени  отрицательным источником 10 тока.

Счетчик 4 числа импульсов начинает счет импульсов с выхода формировател  2. После окончани  интервала времени t положительный источник 9 тока выключаетс , а отрицательный источник 10 остаетс  включенным, так как его вклкг чение обусловлено уровнем Лог.1, поступающим с выхода компаратора 13 на четвертый вход схемы 12 управлени . Напр жение на конденсаторе 14 начинает медленно уменьшатьс  по линейному закону

N t- f,

или

N . 1L . ., (6)

N 360 I W

I +

При равенстве -- - 360 N и I/,,,

гдесрх- Фазовый сдвиг между двум 

входными сигналами. Из выражени  (4) вытекает, что коэффициент линейного расширени  информационного интервала времени

15

К

I (7)

Оценка погрешности этого коэффициента вытекает из следующих рассужде- ний. Предположим, что одна из составл ющих выражени  (7) I изменилась на величину &I1, Тогда

25

к+ ,

IT -- Т

и с т

где Т - интервал времени, за который конденсатор 14 полностью разр дитс  .

Как только конденсатор 14 разр дитс , на выходе компаратора 13 устанавливаетс  напр жение Лог.О и схема 8 линейного расширени  длительности импульса возвращаетс  в исходное состо ние , а ключ 3 закрываетс  и доступ импульсов в счетчик 4 прекращаетс . Коэффициент преобразовани  схемы 8 линейного расширени  длительности импульса или врем , в течение которого накапливаетс  число импульсов в счетчике 4, можно найти, приравн в правые части выражений (1) и (2),

-4cIfc FT (з)

откуда

Ј

Число импульсов, подсчитанное счетчиком 4, будет равно

N - T fx,

где fx частота входного сигнала.

С учетом соотношений (4) и (5) имеем

(2)

откуда

дк- ir. L

ДК - --- - jr

ДК 0,01- К

Задавшись ulf 0,01-1 , после простейших преобразований имеем

(8)

Иными словами при изменении I на 1% коэффициент К линейного расширени  изменитс  тоже только на 1%, а погрешность измерени  устройства составит не более 1% против 78% в прототипе.

Таким образом, предлагаемый измеритель разности фаз обладает более высокой точностью измерени .

т8

45

50

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Измеритель разности фаз, содержащий два формировател , входы которых  вл ютс  входами измерител , вход последовательно соединенных ключа, счетчика числа импульсов и цифрового отсчетного устройства подключен к выходу второго формировател , о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены последовательно соединенные двухвходовой элемент И, схема выделени  одиночного импульса, схема линейного расширени  длительности импульса , при этом входы двухвходового эле-рени  длительности импульса, второй

   мента И соединены с выходами формиро-вход схемы выделени  одиночного имвателей , управл ющий вход ключа соеди-пульса  вл етс  третьим входом устнен с выходом схемы линейного расши-ройства.