SU354355A1 - Цифровое устройство для измерения комплексныхвеличин - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может найти лрименение в цнфровых приборах дл  измерени  амплитуды и фазы переменного напр жени , а также , в случае включени  на вход прибора индукционного датчика, в цифровых анализаторах вибрации дл  измерени  модул  и фазы гармонических составл ющих вибросмещеии .

Известны цифровые приборы дл  измерени  комплексных величин с использованием измерительных преобразователей неременного напр жени  с промежуточным частотным преобразованием и цифровые пол рно-координатные развертывающие компенсаторы.

Цель изобретени  - Получение без донолнптельной математической обработки амплитуды нанр жени  и его фазы но отнощению к импульсному опорному сигналу и повыщение быстродействи  устройства.

Это достигаетс  тем, что устройство дл  измерени  комнлексных велнчин снабжено блоком управл емого фазовращател , выполненного-из последовательно соединенных триггера , счетчика импульсов, логической цепи и коммутатора опроса и подсоединенного через ключ к счетчику импульсов умножител  частоты , вход которого соединен с источником опорного напр жени  и дополпительныд реверснвным счетчиком, соединенным также с входом коммутатора о.проса, с выходом счетчика импульсов п с входом логической цепи. При этом один из входов основного реверсивного счетчика подключен к триггеру, а второй через ключ - к коммутатору опроса, подсоединенному к одному из выходов командного устройства, второй выход которого через ключ соединен со счетчиком импульсов.

Получение отсчета амплитуды и фазы измер емого напр жени  обеспечиваетс  изменением начальной фазы опорных сигналов, управл ющих направлением счета в реверсивных счетчиках, до тех пор, пока отсчет за период на одном из реверсивных счетчиков не станет равным нулю (нанример, -Va-), тогда показани  другого счетчика будут пропорциональны амплитзде измер емого напр жени , а фазовый угол, на который пригилось повернуть опорную функцию при этом, равен начальной фазе измер емого напр жени .

Повышение быстродействи  достигаетс  благодар  тому, что измеиение начальной фазы онорного сигнала осуществл етс  путем поразр дного измепени  кода в счетчике управл емого фазовращател . Дл  простоты показан «опрос только трех триггеров счетчика импульсов (всего в счетчике дес ть триггеров). Блок-схема устройства содержит преобразо-ватель / напр жение-частота; ключи 2 н 3; ocHOBnoii 4 и вспомогательный 5 реверсивпЕзШ счеачики; управл емый фазовращатель 6, состо идий из счетчика 7 И мпульеов, дополнительного триггера 8, с помощью которого осуществл етс  сдвиг опорной функции на 90°, так как счетный вход его соединен со свободным выходом иредноследпего TjMirrepa счетчика имнульсов, логической цепи 9, коммутатора JO опроса и умножител  11 частоты (УЧ); кол андное устройство 12. Выход преобразовател  / соедипен с входом вспомогательного реверсивного счетчика 5 и через ключ 2 - с входом основного реверсниного счетчнка 4. Шины ианравленн  счета св заны соответственно с выходами последнего триггера счетчика 7 и триггера 8. Выход триггера знака вспомогательного реверсивного счетчика соединен с логической ценью 9, выход источника опорного сигнала - с входами умножител  // частоты, коммутатора 10 опроса, и,еаи сброса вспомогательного реверсивного счетчика и командного устройства 12, выходы которого св заны с ключом 3, входом сброса основного реверсивного счетчика и коммутатором 10 опроса. Прибор работает следующим образом. В начале цикла измерени  реверсивные счетчнки усганавлнвают в нулевое положение; на.нр /1 еиие, амплитуду и фазу которого необходимо измерить, подаетс  на нреобразователь /, а его выходной сигнал - на вспомогательный реверсивный счетчик и через ключ 2 на основной счетчик. В течение периода опорного сигнала на вспомогательном счетчике накапливаетс  число импульсов Л .г, , а затем сбрасываетс  после окончани  периода. Старший триггер этого счетчика  вл етс  триггером знака. Если полна  емкость счетчика -выбрана с запасом, триггер знака при всех возможных положительных отсчетах находитс  в состо нии «О, а при отрицательных - в состо нии «1. Одновременно со сбросом вспомогательного счетчика осуществл етс  мгиовенный сдвиг фазы опорного сигнала. В течение следующего периода на вспомогательном счетчике накапливаетс  число импульсов NX, , отличное от ;V.vj, так как управление направлением счета в нем осуществл етс  по сигналу со счетчика управл емого фазовращател . Затем вспомогательный счетчик снова сбрасываетс  и т. д., до тех пор, нока NX ие станет равным нулю. Тогда по сигналу с управл емого фазовращател  (последним импульсом с коммутатора опроса) открываетс  на один период ключ 2, разрещающий отсчет амплитуды сигнала на основном реверсивном счетчике, и закрываетс  ключ 3, благодар  чему ло коду, установившемус  в счетчике фазовращател . считываетс  фаза сигнала по отнощению к импульсной опорной функции. Высокое быстродействие достигаетс  следующим образом. Перед началом измерени  коммутатор опроса устанавливаетс  в исходное состо ние. В момент прихода первого входного импульса на умножитель частоты одновременно со сбросом вспомогательного счетчика с командного устройства приходит импульс на коммутатор опроса (см. фнг. 2). Первый его триггер опрокидываетс  и по сигналу с единичного выхода этого триггера счетчик 7 импульсов устанавливаетс  в исходное положение, старщий триггер - в состо ние «1, остальные - в «О, что соответствует сдвигу онорной функции на 180°. В момент прихода следующего входного имнульса на умножитель частоты снова осуществл етс сброс вспомогательного реверсивного счетчика, причем, если за прощедщий период опорного сигнала в нем записалось отрицательное число, то при его сбросе триггер знака опрокидываетс  из «1 -в «О и по сигналу «много с его выхода «О открываютс  ключи, разрещающие установку в «О триггеров счетчика управл емого фазовращател . По сигналу с коммутатора 10 следующий триггер счетчика 7 устанавливаетс  в «1, а старший сбрасываетс . Если же во вспомогательный реверсивный счетчик записалось , то при его сбросе триггер знака не опрокидываетс , по сигналу с коммутатора опроса следующий триггер счетчика устанавлнваетс  в «1 и старщий триггер также остаетс  в состо нии «1. Это соответствует мгновенному сдвигу опорной функции в первом случае на 90°, а во втором на 270°. Так осуществл етс  «опрос всех разр дов счетчика импульсов, который в момент «опроса  вл етс  просто регистром, так как все пр мые св зи разрываютс  по сигналу с командного устройства, чтобы не получалось ложного срабатывани  старщих триггеров. Быстродействие прибора определ етс  числом разр дов счетчика импульсов, так как, если используетс  счетчик на 360, то измерение осуществл етс  за 11 периодов сигнала. Таким образом, быстродействие предлагаемого прибора значительно превышает быстродействие развертывающих компенсаторов. При измерении на фиксированной частоте с помощью предлагаемого прибора не требуетс  делени  на период. Если же частота измен етс , то деление на период может быть осуществлено любым из известных методов. Предмет изобретени  Цифровое устройство дл  измерени  комплексных величин, содержащее командное устройство , один выход которого соединен с выходом преобразовател  нанр жение - частота через основной реверсивный счетчик и

ныи счетчик непосредственно, отличающеес  тем, что, с целью получени  без дополнительной математической обра ботки амплитуды напр жени  и его фазы по отношению к импульсному опорному сигналу и повышени  быстродейстаи , оно снабжено блоком унравл емого фа:,01))ащател , выполненного из последовательно соединенных триггера, счетчика импульсов , логической цепи и коммутатора опроса и .подсоединенного через ключ к счетчику импульсов умножител  частоты, вход которого соединен с источником опорного напр жени  и дополнительным реверсивным счетчиком , соединенным также с -входом коммутатора олроса, с выходом счетчи.ка импульсов и с входом логической цепи, причем один из входов основного реверсивного счетчика подключен к триггеру, а второй - через ключ к коммутатору опроса, подключенному к одному из выходов командного устройства, второй выход которого через ключ соединен со счетчИКом импульсов.

На счетчик