SU231665A1 - Цифровой фазометр для измерения мгновенного значения разности фаз - Google Patents

Description

Насто щее изобретение предназначено дл  электрически.х и радиоте.хнически.х измерении, в частности дл  точного измерени  мгновенных значений углов сдвига фаз между двум  синусоидальными напр жени ми.

Известные цифровые фазометры дл  из.мерени  .мгновенных значений разности фаз, содержащие с.хемы формировани  коротки.х импульсов в моменты пере.ходов сравниваемы.х напр жений через нулевые значени , триггеры , схему совпадени , генератор н.мпульсов, формирователь временного интервала и цифровое отсчетное устройство, имеют сравнительно невысокую точность, а результат измерени  зависит от частоты сравниваемы.х напр жений .

Предлагаемый цифровой фазометр позвол ет повысить точность и получить результат измерени , не завис щий от частоты сравниваемых напр жений. Достигаетс  это тем, что схемы формировани  импульсов в моменты переходов еравниваемых напр жений через нулевые значени  подключены через электронные ключи к импульеным генераторам, выходы которых через с.хему совпадени  соединены с одним из входов формировател  временных интервалов, .второй вход которого подключен к выходу одного из электронны.х ключей , а выход-к другой схеме совпадени , подключенной к одной из схем формированн  импульсов .

Па чертеже показана блок-схема иредлагаемого фазо.метра.

Он содержит схемы 1 и 2 формировани  коротких импульсов в моменты переходов сравниваемых напр жений через нулевые значени , электронные ключи, выполненные на триггерах 3 и 4, импульсные генераторы 5 и 6.

с.хемы 7 и 8 совпадени , триггер-формирователь 9 временного интервала, счетчик импульсов 10.

Принции действи  предлагаемого устройства заключаетс  в преобразовании фазового

сдвига в пропорциоиальный ему временной интервал 1% Т, где Т - период напр л ений, с последующим кодированием полученного интервала с помощью врем -импульсного кодирующего преобразовател . С этой целью входкые напр жени  t/i и Lo, разность фаз которых необ.ходимо из.мерить, поступают на в.хоДЕЛ схем / и 2, формирующих короткие однопол рные имиульсы в моменты переходов сравниваемы.х нанр л ений через их нулевые

значенн . Выходные импульсы схем формировани  поступают на запуск триггеров 3 и 4, выполн ющих роль электронных ключей. В :исходном состо нии триггер 3 находитс  в положении, показанном на чертеже. При

котором импульсы со входа схемы формировани  2, имеющие, например, положительную пол рность, попадают на вход открытой половины триггера 4 и не могут опрокинуть его.

Когда поступает разрешение начала измерени , положительный импульс опорного канала с выхода схемы формировани  1 опрокидывает триггер 3. Передний фронт выходного импульса этого триггера запускает импульслый генератор 5 и одновременно опрокидывает триггер 4. Триггер 4 возвращаетс  в исходное положение положительным имлульсом с выхода схемы 2 формировани  временной сдвиг которого по отношению к опорному импульсу определ етс  измер емым фазовым сдвигом:

, Т

где ф - измер емый фазовый сдвиг в радианах; Т-период сравниваемых напр жений.

Передним фронтом выходного напр жени  триггера 4 запускаетс  импульсный генератор 6, собственна  частота которого незначительно отличаетс  от частоты генератора 5.

Следующие с выходов схем формировани  1 и 2 импульсы положительной пол рности состо ни  триггеров 3 н 4 изменить ,не могут, а следовательно, и не вли ют на фазы колебаний генераторов 5 и 6.

Врем , по истечении которого происходит совладение импульсов, генерируемых генераторами 5 и 6, определ етс  соотношением частот генераторов и временным сдвигом выходных импульсов схем формировани  1:2:

/2Т

t

ф.

т -

Л-Л 2

Формирование .импульса напр жени  длительностью т производитс  при помощи триггера-формировател  9 временного интервала путем его управлени  импульсом запуска ге«ератора 5 и выходным импульсом схемы 7 совпадени .

Измерение фазового сдвига гр может быть произведено путем кодировани  с помощью врем -импульсного кодирующего преобразовател  временного интервала, длительность которого равна т.

Дл  устранени  зависимости результата кодировани  от частоты входных напр жений в качестве напр жени  заполнени  используетс  импульсиое напр жение с выхода одной из схем формировани , например схемы /. Дл  этого импульсы схемы / пропускаютс  на вход счетчика импульсов 10 через схему совпадени  8, управл емую импульсом длительностью т с выхода триггера 9.

Число импульсов, фиксируемое выходным счетчиком 10, пропорционально измер емому фазовому сдвигу:

N . f Т Л-/,

При выборе /1, незначительно отличающейс  От /2, можно получать высокую дискретность кодировани  временного интервала т, а следовательно, высокую точность измерени  мгновенного значени  измер емого фазового сдвига.

Предмет изобретени 

Цифровой фазометр дл  измерени  мгновенного значени  разности фаз, содержащий схемы формировани  коротких импульсов в

моменты переходов сравниваемых напр жений через нулевые значени , импульсные генераторы , схемы совпадени , электронные ключи , выполненные на триггерах, триггер-формирователь временного интервала, счетчик

импульсов, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности и получени  результата измерени , не завис щего от частоты сравниваемых напр жений, схемы формировани  импульсов в моменты переходов сравниваемых напр жений через нулевые значени  подключены через электронные ключи к импульсным генераторам, выходы которых через схему совпадени  соединены с одним ИЗ входов формировател  временных интервалов, второй

вход которого подключен к выходу одного из электронных ключей, а выход - ко второй схеме совпадени , подключенной к одной из схем формировани  импульсов.

и,