SU1596269A1 - Цифровой низкочастотный фазометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к фазоизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  угла сдвига фаз между двум  гармоническими колебани ми в области низких частот. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Цель достигаетс  тем, что в устройстве происходит преобразование интервалов времени, соответствующих значени м Δϕ и T, в посто нные напр жени  с последующим нахождением отношени  этих напр жений при помощи аналого-цифрового преобразовател  двойного интегрировани . Устройство содержит формирователи 1 и 2, RS-триггер 3, источник 4 опорного напр жени , электронные ключи 5-8, интегратор 9, инвертирующий усилитель 10, компаратор 11, блоки 12 и 13 выборки - хранени , блок 14 управлени , генератор 15 счетных импульсов, селектор 16, счетчик импульсов 17. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к фазоизмерительмой технике и может быть использовано дл  измерени  угла сдвига фаз между двум  гармоническими колебани ми в области низких частоте

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

На чертеже приведена структурна  схема фазометра,

Устройство содержит формирователи 1 и 2, RS-триггер 3, источник 4 опорного напр жени , элггктронные ключи 5-8, интегратор 9, инвертирующий усилитель 10, компаратор 11, блоки , выборки-хранени  12 и 13, блок управлени  14, генератор 15 счетных импульсов , временной селектор 16, счетчик 17 импульсов.

Первый вход устройства через форми рователь 1 соединен со входом S RS-триггера 3и первым входом блока управлени  14, Второй вход устройства через ф(}р миро ват ель 2 соединен со входом R RS-триггера 3, выход крторого соединен с четвертым входом блока управлени  14, Источник 4 соединен со входом ключа 5, выход которого соединен с выходами кпючей 6 и 7, со входом ключа 8 и входом интегратора 9, Выход интегратора 9 подключен к выхору ключа 8, входу компаратора 11, входам блоков выборки-хранени  12 и 13. Выход блока выборки-хранени  12 соединен со входом ключа 7, Выход блока выборки-хранени  13 соединен со входом усилител  10, выход которого соединен со входом ключа 6, Первый , второй, третий, шестой выходы блока управлени  14 соединены соответ ственно с управл клдими входами ключей 5-8, четвертый и п тый выходы блока управлени  14 соединены соответственно с управл ющими входами блоков выборки-хранени  12 и 13, Выход компаратора i1 соединен со вторым входом блока управлени  14 Генератор 15 соединен со входом селектора 16, чей управл кщий вход соединен с выходом бдшка управлени  14, а выход - со входом счетчика 17, выход которого соединен с третьим входом блока управлени  14

Устройство работает следующим образом ,

Формирователи 1 и 2 выраба тывают короткие импульсы, соответствукндие переходу сигналов U и U через ноль На выходе RS-триггера 3 вырабатываетс  импульс, длительность которого t соответствует фазовому интервалу /3 if (сдвигу фаз)о

Устройство имеет четыре рабочих такта, В течение первого такта, который начинаетс  с приходом импульса с выхода RS-триггера 3 на четвертый вход блока управлени  14, последний на первом выходе вырабатывает импульс, открывающий клмч 5, На вход интегратора 9 поступает посто нное напр жение U с источника 4, По заднему фронту импульса RS-триггера 3 блок управлени  14 закрывает ключ 5, Интегратор 9 зар жаетс  до напр жени 

i

--1-J Vdt

Ц

ИНТ1

(1)

--г- огде и , - напр жение интегратора 9

и п I f

после первого такта; f - посто нна  времени интегратора 9; Jt - длительность импульса на

выходе RS-триггера 3, По окончании первого такта блок управлени  14 формирует на п том выходе импульс, разрешан ций запись напр жени  и.,.., в блок выборки-хранеИ П ( 1

ни  13, По окончании записи блок управлени  14 формирует на шестом выходе импульс, загф1кающий ключ 8, производ  тем самым сброс интегратора 9, В течение второго такта, который начинаетс  с приходом импульса с выхода форьировател  1 на первый вход

блока управлени  14, последний на первом выходе формирует импульс, открывающий повторно ключ 5, На вход интегратора 9 поступает посто нное напр жение и с выхода источника 4, При повторном поступлении импульса с выхода формировател  1 (через врем  Т) ключ 5 за1фываетс . Интегратор 9 зар жаетс  до напр жений

U«Ht. --f о

(2) -- -Up-T,

где .- напр жение интегратора 9

.ЦИТ1

после второго такта; - период колебаний исследуТ емого сигнала.

По окончании второго такта блок управлени  14 формирует на шестом вы515 ходе импульс, разрешающий запись напр жени  блок выборки-хранени  12, По окончании записи блок управлени  1А формирует на выходе им пульс, замыкающий электронньй ключ 8, производ  тем самым сброс интегратора 9, В начале третьего такта блок управлени  14 формирует на втором выходе импульс, который открывает ключ 6, и на вход интегратора 9 поступает напр жение с выхода усилител  10, В этот же момент блок управлени  14 формирует на седьмом выходе импульс, по которому открываетс  селектор 16, и на вход счетчика 17 поступают счетные .импульсы с генератора 15 Когда счетчик 17 переполнитс , на третий вход блока управлени  14 поступает импульс переполнени  со счетчика 17, по которому блок управлени  14 снимет импульс с второго выхода , ключ 6 закрываетс , интегратор 9 в этот момент зао жен по напв этот момент зар жен до напр жени  и,„ и третий такт заканчиваJt TnOTtT етс . - - 1 -и --- -и

напр жение интегратора 9

де и

ИНТ 3

после третьего такта;

коэффициент передачи

усилител  10;

длительность третьего

-,з

такта,

-

Знак

под знаком интеграла

равенства (3) показывает, что усилитель 10 инвертирует сигнал,

с началом четвертого такта блок управлени  14 формирует на третьем выходе импульс, по которому замыкаетс  ключ 7, и на вход интегратора поступает напр жение Uyj,,jC выхода

блока выборки-хранени  12, Интегратор 9 разр жаетс  и в момент, когда его выходное напр жение станет равно О (и „„т 1+ и„„-г О), на выходе компаратора 11 вырабатываетс  им пульс , поступающий на второй вход блока -управлени  14, Последний на седьмом выходе вырабатывает импульс запрещающий прохождение счетных импульсов с генератора 15 через селектор 16 на вход счетчика.17,

где (fj( - измер емый фазовый сдвиг.

Выбира  значени  К N кратными 36, можно получить отсчет непосредственно в градусах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой низкочастотный фазометр, содержащий счетчик импульсов, два формировател , два электронных ключа, блок управлени  и генератор импульсов , причем входы формирователей  вл ютс  входами фазометра, а выход первого формировател  подключен к первому входу блока управлени , о тл и. чающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  фазового сдвига, в него дополнительно введены RS-триггер, источник олорного напр жени , интегратор, компаратор, два блока выборки-хранени , инвертирующий усилитель, два электронных ключа, временной селектор , при этом выход второго формировател  подключен к R-входу RS-тригбразом , - f UnKrzdt еменные интервалы t j и t   счетными импульсами 5 с частотой f , то число импульсов соответственно в третьем и четвертом тактах интегрировани . равнение (4) относительно UjftjTi ыражений (1),(2),(5), (6): N - к N, f 7159626 гера, S-вход которого подключен к выходу первого формировател , выход источника опорного напр жени  подкпючен к входу первого электрон- ного ключа, которого подключен к входам интегратора и третьего электронного ключа, к выходам второго и четвертого электронных ключей , выход:интегратора соединен сю входами компаратора и блоков выборки тсранени , а также с выходом третьего электронного ключа, выход первого блока выборки-хранени  через инвертирукщий усилитель подключен кJ5 входу второго электронного ключа, выход второго блока выборки-хранени  8 подключен к входу четвертого электровного ключа, первый,- второй, третийу четвертый, п тый, шестой и седьмой выходы блока управлени  подключены соответственно к управл ющим входам первого, второго, четвертого электронных ключей, второго и первого блоков выборки-хранени , третье электронного ключа и временного селектора, второй, третий и четвертый входы блока управлени  подключены соответственно к выходам компаратора , счетчика импульсов, RS-триггеР генератор импульсов череэ временной селектор подключен к входу счетчика импульсов.